Андрей Чигинев,
технический директор ОАО «ТЕВИС»
Александр Шохин,
главный конструктор ЗАО «ТЕРМОТРОНИК»
Почти два года назад в журнале был опубликован материал, в котором подробно рассматривались и анализировались итоги энергосберегающих мероприятий в очень крупном муниципальном образовании – Автозаводском районе г. Тольятти (АЗР) за десятилетний период с 2005 по 2014 гг. (см.: Чигинев А.В. Плюсы и минусы реального энергосбережения. Коммунальный комплекс России, 2015, №№ 9, 10).
Сегодня, по прошествии еще двух лет (и отопительных сезонов), интересно было бы посмотреть, как развивается в АЗР ситуация в части тепло- и водоснабжения.
На рис. 1 представлена диаграмма с результатами реализации потребителям горячей (ГВС, ХОВ) и холодной (ХПВ) воды в районе за период с 2005 до 2016 гг. включительно.
В приведенных данных следует отметить снижение темпов экономии ГВС и ХПВ в последнее время – начиная примерно с 2013 г. Можно предположить, что это связано с приближением к некоторой «линии насыщения», то есть к определенному минимальному объему потребления воды – в основном, населением, ниже которого оно уже точно не опустится при той же самой численности жителей района.
Совершенно иную картину мы видим при анализе объемов потребления тепловой энергии (рис. 2), поскольку сокращение потребления тепловой энергии в АЗР продолжается достаточно высокими темпами и значительно превышает величину, обусловленную только сокращением объемов потребления горячей воды.
Механизм экономии
Попробуем разобраться в механизме неснижающегося темпа экономии тепловой энергии. Для этого проанализируем ситуацию с соблюдением температурного режима, установленного утвержденным температурным графиком работы системы теплоснабжения района.
На диаграмме рис. 3 представлена функциональная зависимость температурного перепада dT = Т1 – Т2 от температуры в подающей теплосети Т1 для расчетного графика (зеленые точки), для отопительного сезона 2012–2013 гг. (красные точки) и для недавно завершившегося отопительного сезона 2016–2017 гг. (синие точки).
Эта функциональная зависимость характеризует в некотором смысле «температурный КПД» работы системы теплоснабжения: наклон соответствующей линии тренда показывает, какую долю температуры потребитель расходует на своем объекте. Причем понятно, что чем выше эта доля, тем эффективнее система теплопотребления. Основным критерием для сравнения (или некоторым идеалом, к которому следует стремиться, либо даже превзойти его) здесь является расчетный температурный график. А критерий R2 для построенной линии тренда показывает, насколько стабильно и предсказуемо работает система теплоснабжения – чем он ближе к единице, тем лучше.
Из приведенных на диаграмме данных следует, что и в том, и в другом отопительном сезоне система теплоснабжения АЗР работала очень стабильно, с фактическим расчетным теплосъемом в 70%. Различие между ними заключается лишь в том, что в среднем теплосъем в сезоне 2016–2017 гг. был примерно на 1,5°С больше, на что указывает аддитивная составляющая уравнения линии тренда. Может ли эта небольшая разница в величине теплосъема обеспечить столь существенную экономию тепловой энергии?
В соответствии с действующими Правилами учета тепловой энергии, теплоносителя и ПТЭ ТЭ ответственность за соблюдение температурного графика в системе теплоснабжения поделена между теплоснабжающей организацией, которая отвечает за Т1, и потребителем, в зоне ответственности которого находится Т2. Как же соблюдался температурный график обеими сторонами в течение этих двух отопительных сезонов?
Соблюдение температурного графика
На рис. 4 приведена диаграмма соблюдения Т1 на источнике.
На этой диаграмме представлены суточные архивы теплосчетчиков за пять наиболее холодных месяцев отопительного сезона с ноября по март включительно. Результаты условно разделены на пять групп для значений разницы между фактической Т1факт и установленной расчетным графиком температурой Т1граф:
- в графике: когда разница (Т1факт – Т1граф) находится в диапазоне ±3%;
- незначительный недогрев: для разницы в диапазоне от –5% до –3%;
- существенный недогрев: для разницы менее –5%;
- незначительный перегрев: для разницы в диапазоне от 3% до 5%;
- существенный перегрев: для разницы более 5%.
Из диаграммы рис. 4 видно, что нарушения режима Т1 в отопительном сезоне 2012–2013 гг. имели явный перекос в сторону перегрева теплоносителя на источнике. А в отопительном сезоне 2016–2017 гг. они приобрели более сбалансированный вид – то есть перегревов и недогревов стало значительно меньше, и соблюдаться температурный график Т1 на источнике стал заметно более тщательно.
Аналогичный график для соблюдения режима Т2 у потребителя представлен на рис. 5. Здесь диапазон в графике соответствует отклонениям Т2 на ±5%, а остальные диапазоны построены аналогично предыдущим в границах 5% и 10%.
По данным этой диаграммы можно сделать аналогичный вывод, что температурный режим Т2 у потребителей в 2016–2017 гг. стал значительно лучше, чем в сезоне 2012–2013 гг., и в целом представленное распределение отклонений Т2 ощутимо сместилось в сторону соблюдения температурного графика.
Добиться этого потребители могли только тщательной наладкой своих внутренних систем теплопотребления и внедрением средств автоматизации на тепловых пунктах.
Итак, подводя итоги, можно утверждать следующее.
Во-первых, в теплоснабжении очень крупного объекта – Автозаводского района г. Тольятти до сих пор идут весьма активные процессы энергосбережения.
Во-вторых, в последние годы основные усилия к повышению энергоэффективности оказались сосредоточены на регулировке и наладке режимов работы системы теплоснабжения, причем как на стороне теплоснабжающей организации, так и на стороне потребителей.
В-третьих, достигнутое в результате приложенных с обеих сторон усилий сокращение перегревов и перетопов, а также сравнительно небольшое увеличение теплосъема на величину dT = Т1 – Т2 =1,5°С привели к весьма значительному сокращению потребления тепловой энергии – почти на 10%.
Наконец, наибольший энергосберегающий эффект от подобных мероприятий можно получить только при наличии качественных средств учета и автоматизации систем теплоснабжения.