Технологія: Енергозбереження та оптимізація централізованого теплопостачання
Енергозбереження та оптимізація централізованого теплопостачання
У багатьох системах централізованого теплопостачання, а також у системі централізованому споживанні тепла існують великі можливості для економії енергії. Оптимізація мереж централізованого опалення та їх використання може як заощадити енергію, так і зробити централізоване опалення більш адаптованим до майбутнього. Оптимізація мережі зазвичай включає зниження температури в мережі, як прямої, так і зворотної температури.
Нижче наведено деякі заходи оптимізації мережі:
- Зведення до мінімуму температур подачі, щоб зменшити втрати в мережі та підвищити ефективність джерел тепла, чутливих до температури, таких як теплові насоси, включаючи використання відпрацьованого тепла, геотермальне опалення, ТЕЦ. Температура подачі повинна бути встановлена на мінімальному рівні для безпечного виробництва гарячої води, щоб уникнути ризику легіонел у гарячій воді для споживачів. Для цього потрібна температура 55 °C у баках для гарячої води. Для цього температури подачі у споживачів повинні складати 58-60°С. У поєднанні з ефективною мережі централізованого теплопостачання температура, що надходить від теплостанції, може в такому разі становити 65°C. Часто температуру в холодніші періоди взимку слід підвищувати вище 65°C, щоб забезпечити комфортне опалення приміщень. Важливо регулювати температуру подачі теплоносія, на мінімальному рівні, необхідному для опалення приміщень та виробництва гарячої води. Якщо це робиться за допомогою автоматичного регулювання з погодною компенсацією, важливо, щоб регулювання було належним чином налаштовано для забезпечення оптимальної температури в будь-який час, залежно від зовнішніх температур.
- Мінімізуйте температуру зворотної лінії за допомогою кращого регулювання в установках споживачів тепла. Це також зменшує втрати в мережі та підвищує ефективність централізованого теплопостачання за допомогою теплових насосів і когенераційної установки, а також котлів, обладнаних конденсацією димових газів.
- Мінімізуйте потік води централізованого теплопостачання через резервуари гарячої води за допомогою регулювання клапанами і заміни простих клапанів термостатичними клапанами на трубах від резервуарів гарячої води до зворотних труб централізованого теплопостачання.
- Забезпечте збалансований розподіл води централізованого теплопостачання до всіх радіаторів, щоб поєднати комфортні температури в приміщенні з великою різницею між температурами прямої та зворотної лінії.
- Краще регулювання шунтуючих клапанів, як усередині будинків, так і в мережах централізованого теплопостачання.
- Краще регулювання шунтуючих клапанів у кінцевих точках мереж централізованого теплопостачання. Більшість мереж централізованого теплопостачання мають клапани, які перемикають воду з труб подачі в труби зворотної води, щоб забезпечити достатню температуру в усіх точках мережі. Якщо ці клапани ще не обладнані термостатичними регуляторами, вони повинні мати термостатичні регулятори. Термостати мають бути встановлені на мінімально прийнятну комфортну температуру, зазвичай 58-60°C, і їх слід регулярно перевіряти, щоб уникнути надмірного потоку через них.
- Ізоляція труб і підстанцій.
- Заміна погано ізольованих труб.
- Відключення або зміна мережі для споживачів, які мають невелике споживання та обслуговуються дуже довгими трубами з високими втратами енергії. Змінити мережу можна, наприклад, шляхом заміни великих труб меншими трубами або розділенням тепломережі, щоб невелика група віддалених споживачів обслуговувалася децентралізованою тепловою станцією. Це може бути актуальним у тих областях, де деякі великі споживачі припинили споживання, як наприклад закриті виробництва.
Ось деякі з енергозберігаючих заходів у будинках:
- Ізоляція труб і резервуарів гарячої води.
- Оптимальний баланс нагріву, щоб усі радіатори мали однаковий потік. Використовуйте обмежувачі потоку, які часто вбудовані в термостатичні радіаторні вентилі. Використовуйте також регулятори витрати в мережі.
- Регулярний контроль термостатичних клапанів радіаторів та встановлення термостатичних клапанів там, де їх немає.
- Підвищення енергоефективності будинків для зменшення сухості повітря.
- Ізоляція зовнішніх поверхонь будівель, включаючи вікна, стелі верхніх поверхів, перших поверхів і зовнішні стіни, зокрема за радіаторами опалення.
- Забезпечте хорошу циркуляцію повітря навколо радіаторів.
Використовуючи кращу ізоляцію та балансуючи систему теплопостачання, наявні радіатори можуть підтримувати тепло в будинку за рахунок нижчих температур теплоносія, що надходить від мережі централізованого теплопостачання. Якщо компанії централізованого теплопостачання хочуть знизити температури, це може допомогти споживачам заощадити енергію. Особливу увагу можна приділити споживачам з проблемами, а саме споживачам в кінці ліній, та споживачам з особливо проблемними системами опалення. Це допоможе уникнути того, що один будинок унеможливлює зниження температури у більшій мережі.
Приклади
Energy Savings by Sønderborg District Heating
Компанія централізованого теплопостачання в Сондерборзі, Данія з 27 700 жителями та 15 000 споживачами централізованого опалення (кожен споживач – це сім’я, компанія тощо) інвестувала в енергозбереження з 2006 року. Компанія централізованого теплопостачання є прогресивною, але масштаби економії енергії були затверджені датським державним регулюванням енергозбереження. Щорічна нова економія варіюється від року до року від 560 МВтгод до 3800 МВтгод. Щороку економія в системі централізованого теплопостачання коливалася від 5% загальної економії до 20%, а решта надходила від економії споживачами. Економія в системі централізованого теплопостачання була в основному реалізована шляхом заміни старих труб на нові з кращою ізоляцією та ізоляції установок на підстанціях.
Інформація для споживачів від Hjørring District Heating
Теплопостачальна компанія розповсюджує інформацію для своїх споживачів про те, як заощаджувати енергію, мінімізувати температуру зворотної лінії та отримати максимальну віддачу від централізованого опалення. Інформація доступна в режимі он-лайн тут hjvarme.dk
Технічні параметри
Економія: втрати в системах централізованого опалення залежать від температур прямої та зворотної лінії, а також температури навколишнього середовища. Як температуру навколишнього середовища можна використовувати середньорічну температуру. У більшості країн Північної та Східної Європи, включно з такими країнами, як Данія та Україна, середньорічна температура становить 8 градусів. Втрати тепла залежать від різниці між середньою температурою прямої та зворотної лінії та температурою навколишнього середовища (звичайно, втрати також залежать від ізоляції труб та установок). Якщо температура подачі становить 70 °C, а зворотна 40 °C, то середня температура становить 55 °C. При температурі навколишнього середовища 8°C різниця становить 47°C. Кожне зниження на 1’C температури прямої або зворотної лінії (середньорічна) зменшить втрати тепла на 0,5/47= 1%.
Якщо опалення забезпечується тепловим насосом, кожне зниження температури прямого або зворотного потоку (середньозважене з потребою в теплі) збільшить ефективність теплового насоса приблизно на 0,8% (якщо початковий COP теплового насоса становить 3,0, з 1’C зменшення прямої або зворотної води COP тоді становитиме 3,024). Це середнє значення, різні теплові насоси мають різні температурні залежності.
Якщо опалення забезпечується ТЕЦ (когенераційною установкою), зниження температури прямої та зворотної лінії збільшить виробництво електроенергії.
Якщо опалення забезпечується конденсаційним котлом, зниження температури зворотної лінії підвищить ефективність.
Фінансові параметри
Нові труби для заміни або нові мережі (тільки матеріальні витрати):
- Потужність до 50 кВт: 42 €/м.
- 50-250 кВт потужність: 53 €/м.
- 250 кВт – потужність 1 МВт: 69 €/м.
- Потужність 1 – 5 МВт: 96 €/м.
У загальну вартість входять матеріальні витрати та витрати на встановлення. Вартість установки залежить від витрат на земляні роботи та відновлення існуючих поверхонь, прокладання мережі централізованого теплопостачання, а також від заробітної плати та інших витрат у відповідній країні.
Джерела інформації
Розрахунок енергії та економіки
Кейси
Sønderborg District heating:
Hjørring District Heating
Постачальники та установники технологій
- Термостати та інше регулювальне обладнання: danfoss.com
- Труби централізованого опалення та ін. logstor.com