УДК 628.81: 681.51

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОГОДОЗАВИСИМОЙ АВТОМАТИКИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ВОПРОСОВ ЭНЕРГОРЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ

Самойлова Дарья Александровна
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
студентка магистратуры

Аннотация
Одна из основных целей проектирования системы отопления в любом сооружении - это обеспечение комфортных и хороших условий для жизни, рабочего или производственного процессов. Запроектированная система обязана обеспечивать установленный температурный режим вне зависимости от того, какая погода за окном. Решать данную задачу можно несколькими путями: вручную, используя комнатные термостаты, или же автоматически, установив в cиcтему контроллер погодозависимой автоматики. Использование такого автоматизированного подхода – это не только удобство и комфорт, но также существенная экономия энергоносителей, которая возникает вследствие исключения любого неоправданного сжигания топлива в котле. Данная тема является актуальной на сегодняшний день. Основная цель исследования – это оценка экономических показателей погодозависимой автоматики.

Ключевые слова: , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Самойлова Д.А. Использование погодозависимой автоматики для решения вопросов энергоресурсосбережения // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2019/04/89093 (дата обращения: 18.04.2019).

На сегодняшний день существуют различные предположения о необходимости применения погодозависимой автоматики в системе водяного отопления коттеджа. В наше время практически во всех сферах человеческой жизнедеятельности мы встречаем системы автоматизации, главной целью которых, является оптимизация какого-либо процесса. Тем не менее, возникает вопрос: всегда ли это оправдано? Для внедрения новых технологий требуется разработка технико-экономического обоснования, которое определяет целесообразность проекта [1, с.906].

Рассмотрим принцип работы погодозависимого регулирования. Датчик температуры наружного воздуха фиксирует изменения температуры и отправляет сигнал на контроллер. Контроллер,в свою очередь, обрабатывает полученную информацию и по определенному алгоритму вычисляет необходимую температуру теплоносителя в системе отопления. Сигнал от контроллера поступает на исполнительный механизм смесительного клапана, и тот открываясь или закрываясь, обеспечивает необходимую температуру теплоносителя в обслуживаемом контуре. При этом происходит качественное регулирование, при котором общий расход теплоносителя в системе остается постоянным, т.к. регулирование заключается в степени подмешивания горячего теплоносителя к остывшему. Снижение подмеса горячего теплоносителя приводит к повышению температуры теплоносителя, возвращаемого в греющий (котловой) контур. Это приводит либо к выключению горелки, либо к снижению подачи топлива на горелку. Таким образом, возникает экономия энергоресурсов, которую нужно оценить [2].

Для проведения расчета зададимся следующими режимами работы системы отопления:первый режим работы – отсутствие какого-либо регулирования температуры теплоносителя;второй режим – автоматический.

Для подсчета израсходованной тепловой энергии учитываются изменения температуры наружного воздуха.

Изменение погоды постоянно влечет за собой изменение в потребности тепла. В доме, где регулирование тепла происходит вручную, расходуется впустую большое количество энергии. Увеличение комнатной температуры на 1°C увеличивает расход энергии на 5%. Таким образом, экономия энергии составляет порядка 15%.

Рассчитаем эксплуатационные затраты погодозависимой автоматики применительно к регионам с отопительным сезоном продолжительностью 5400 часов (условия для г.Перми по СП 131. 13330.2012 «Строительная климатология») для дома с наружным строительным объемом 1200мпри следующих исходных данных:

-     источник тепла – электроэнергия и природный газ;

-     КПД котла ɧ – 92 %;

-     низшая теплота сгорания для природного газа qн – 38 231 кДж/м³

-     стоимость газа З– 5,81руб/м3;

-     продолжительность отопительного сезона t=5400 часа (7,5 месяцев/225 дней).

В соответствие с СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» произведем расчет необходимой нагрузки на отопление по укрупненным показателям:

Q=q×V×(tвн-tн)

где q – нормируемая удельная характеристика на отопление, Вт/(м³·°С), V – объем здания, м³; tвн- температура внутреннего воздуха, °С, tн- температура наружного воздуха, °С.

Q=0,359×1200×(20-(-35))=23694 Вт/ч=23,7 кВт×ч

В течение отопительного сезона расход энергии W, кВт, равен:

W =Q×t

W=23,7*5400=127980 кВт.

Необходимое количество топливаGгаза, м3, определяется:

Gгаза = 3600 · Q/(qн * ɧ),

где Q – расход тепла за отопительный период, Q = W, кВт; qн – низшая теплота сгорания газа кДж/м³; ɧ – КПД котла.

Первый режим: Gгаза = (3600*127980)/(38231*0,92)= 13099 м3;

Второй режим: Gгаза = (3600*127980)/(38231*0,92)*(1-0,15)=11134 м3.

Затраты при соответствующем тарифе З составят:

Зэ= З×V

Первый режим: Зэ=5,81*13099=76105 руб./год;

Второй режим: Зэ=5,81*11134 =64688 руб./год.

Таким образом, денежный поток составит:

CFt=76105-64688=11417 руб./год.

Рассчитаем инвестиционные затраты. Стоимость оборудования, включающего контроллер в комплекте с датчиками воды и датчиком уличной температуры,составляет 14 000 руб.

Стоимость монтажа системы в среднем составляют 30-50% от стоимости оборудования; принимаем 7 000 руб.

IC=14 000+7 000=21 000 руб/год.

На основании расчёта можно сделать вывод, что данное мероприятия является экономически выгодным, так как имеет эффект накопления, индекс доходности равен 4,24 , срок окупаемости ориентировочно 2 года(табл.1).

Заключение

В работе были получены и оценены экономические показатели (срок окупаемости, дисконтированный доход, индекс доходности) для энергосберегающего мероприятия – погодозависимая автоматика. По полученным данным можно сделать вывод, что предложенное мероприятие имеет эффект накопления и принесет значительную экономию денежных средств.

Проведя анализ вышеприведенных расчетов, можно сказать, что погодозависимое регулирование – это обоснованная мера, которая предоставляет возможность повышения степени комфорта, а также позволяет сэкономить значительный процент денежных средств. Данный расчет был выполнен с учетом ряда допущений и предположений, однако результат позволяет оценить порядок цен. В любом случае, погодозависимая автоматика является полноценным оправданным решением, которое позволяет потребителю тепловой энергии двигаться в ногу со временем.

На примере выполненных расчетов можно отследить закономерность, как экономия энергоресурсов влечет за собой экономию денежных средств.

Таблица 1-Результаты расчета

Период

2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027

0 год

1 год

2 год

3 год

4 год

5 год

6 год

7 год

8 год

Денежный поток

-21000

11417

22834

34251

45668

57085

68502

79919

91336

Коэффициент дисконтирования

1

0,883

0,780

0,689

0,609

0,538

0,475

0,419

0,371

Дисконтированный денежный поток (DCF)

-21000

10085,69

17819,24

23612,07

27811,62

30710,71

32555,52

33552,51

33874,32

DCF накопленным итогом

-21000

-10914,31

6904,93

30516,99

58328,61

89039,32

121594,85

155147,36

189021,68

Чистый дисконтированный доход (NPV), руб.

89039,32

Индекс доходности (PI)

4,24

Срок окупаемости, год

1,84

 

Поделиться в соц. сетях

0

Библиографический список
  1. Белоглазова Т.Н., Романова Т.Н.Экономическое обоснование технических решений с учетом срока реализации проекта// Фундаментальные исследования. 2016.№ 11-5. С. 906-910.
  2. Бобров А.А. Преимущества погодозависимого регулирования системы отопления загородного дома// С.О.К. 2017.№ 5


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Самойлова Дарья Александровна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация