Спосіб оперативного контролю якості опалення міста від централізованих джерел теплопостачання

MKI F24D 5/00, G07C 3/14 Спосіб оперативного контролю якості опалення міста від централізованих джерел теплопостачання Винахід відноситься до централізованого теплопостачання і призначений для оперативного контролю якості теплопостачання крупних населених пунктів у період опалювального сезону. \ Існує спосіб контролю якості опалення житлового будинку, у якому посередньою кількісною оцінкою якості теплопостачання виступає фактична температура теплоносія, що надходить від абонента в зворотний трубопровід квартальної теплової мережі [1]. У випадку збіги фактичного значення температури з нормативним, що регламентується температурним опалювальним графіком, якість теплопостачання вважають нормальною, а при розбіжності — порушеною. Проте цей спосіб важко застосувати у випадках, коли об'єктом аналізу є великий житловий масив або весь тепловий район котельної або ТЕЦ. Через істотну різницю в довжині теплових мереж, що зв'язують окремі житлові квартали з джерелом теплопостачання, а також через природні добові коливання температури зовнішнього повітря, температура теплоносія в колекторі джерела, що приймає зворотню воду, ніколи не стабілізується на рівні, який можна було б сопоставити з тим, що потребує температурний опалювальний графік. Тому на практиці застосовують інший спосіб контролю якості теплопостачання, при якому про міру відповідності опалювального режиму нормі судять по відхиленню фактичної температури мережевої води в прямому трубопроводі від рівня, регламентованого, знов-таки, температурним опалювальним графіком [2]. Це істотно спрощує настроювання теплової мережі. Проте, як і попередній спосіб, даний спосіб дозволяє судити тільки про те, наскільки сильно фактичний режим відпуску тепла відхилився від розрахункового, але не про те, до якої міри тепловий стан самого об'єкта теплопостачання відповідає бажаному. Найбільше близьким по технічній суті запропонованому винаходові є спосіб контролю якості теплопостачання розподіленого теплового об'єкта, що містить порівняльну оцінку якості теплопостачання його фрагментів, кожний із яких одержує певну кількість теплової енергії, дозовану за допомогою регулятора витрати теплоносія, через окрему параллельну гілку теплової мережі [3]. За кількісний критерій якості опалення будь-якого фрагмента прийнято температуру внутр ішньо го пов ітр я. Управл іння роб отою ре гул ят ор ів зд ій снюют ь централізовано з метою вирівнювання температури по всім фрагментам об'єкта теплопостачання. Позитивною рксою відомого способу є безпосередній характер оцінки теплового стану коленого фрагменту, що дозволяє легко Інтерпретувати ситуацію по об'єкту в цілому і, у разі потреби, корегувати обсяги теплової енергії, що спрямовуються в різні гілки теплової мережі. Недоліком цього способу, у разі застосування його для теплопостачання житлових масивів, є необхідність установки величезної кількості температурних датчиків (у кількості, відповідній кількості параллельних гілок теплової мережі, обладнаних засобами регулювання витрати теплоносія з диспетчерського центру), виділення для збору інформації про тепловий стан помешкань відповідного числа каналів зв'язку, а також складність обробки надмірних обсягів інформації з метою оптимального перерозподілу теплоносія між гілками мережі. Але і це не все. Принциповою вадою відомого способу є те, що порівняння навіть деяких уза гальнених по житловим масивам температур повітря в приміщеннях не розкриває дійсної картини того, до якої міри попит на тепло в окремому житловому масиву міста задовільнено краще чи гірше ніж в інших. А рішення саме цієї задачі є найважливішим при контролі якості опалення міста. Проблема полягає в тому, що людина досить специфічно сприймає дефіцит тепла. В відносно широкому інтервалі температур повітря (так званому інтервалі індиферентності, для більшості людей він лежить в межах від 18иС до 23°С) ми почуваємо себе однаково комфортно. Але при зниженні температури всього на 2°С від нижньої межи інтервалу індиферентності людина починає відчувати дискомфорт. І це відчуття непропорційно посилюється при зниженні температури навколишнього повітря на кожний наступний градус. Таким чином, розбіжність узагальнених температур повітря в помешканнях двох будь- яких житлових масивів міста не є абсолютним доказом того, що якість опалення масиву, де температура внутрішнього повітря вище, краще в порівнянні з тим, де температура повітря нижче. Якщо обидві температури належать до інтервалу індиферентності людини, суттєвої різниці в якості опалення взагалі немає. В той же час, однієй величині розбіжності узагальнених температур (наприклад, в 2 градуси) може відповідати безліч розбіжностей в якості опалення житлових масивів. Якщо, скажимо, узагальнена температура в помешканнях по масиву А дорівнюється 18иС, по масиву Б — 16"С, а по масиву В — 14°С, це не значить, що м е шканці масиву В в ідч увають вдвоє біл ь ший диском форт в порівнянні з мешканцями масив у Б. В дійсності, як свідчать дослідження, більшість людей деякий час більш-менш легко переносять температуру в 16°С, але зниження температури до 14иС провокує будь- кого прийняти активних заходів щодо використання додаткових джерел опалення житла. Тобто мешканці масиву В страджаюь значно сильніше ніж мешканці масиву Б від недоотримання тепла на опалення. Маючи це на увазі, ми можеми дійти до висновку, ідо використання температури внутрішнього повітря в приміщеннях як оцінки якості опалення того чи іншого житлового масиву не забезпечує можливості побудувати суцільну картину непокритого попиту на тепло по всім житловим масивам міста. Це ускладнює прийняття адекватних рішень щодо корегування обсягів теплової енергії, спрямовуваних на опалення різних житлових масивів . Завданням винаходу є підвищення точності контролю якості опалення міста. Поставлене завдання досягається тим, що в способі оперативного контролю якості опалення міста від централізованих джерел теплопостачання, що містить порівняльну оцінку якості опалення окремих житлових масивів, кожний із яких одержує теплов у енергію через власну гілку магістральної теплової мережі, з а к р и т е р і й якості опалення окремого житлового масиву використовують обсяг питомого, у розрахунку на одного його мешканця, добового споживання електричної енергії цим житловим масивом, при цьому приймають, що в кожній парі порівнюваних між собою житлових масивів якість опалення вище там, де питоме споживання електричної енергії менше. Крім того, попарні порівняння здійснюють між однотипними житловими масивами, обладнаними або електричними кухонними плитами, або газовими кухонними плитами, або га зовими кухонними плитами та га зовими водонагрівачами. Конт ро ль я ко ст і теп лоп ос т ач анн я м іс т а запропонованим способом наступним чином. з д ійсн юю ть з гід но з 1. Спочатку визначають, які квартали входять до складу теплового району кожного джерела теплопостачання і котрі з них живляться від окремих гілок магістральної теплової мережі міста. Групу кварталів, яка постачається теплом на опалення через спільну гілку мережі, обладнану засобом регулювання витрати теплоносія, який, в свою чергу, знаходиться під керуванням диспетчерського центру теплових мереж, і вважають окремим житловим масивом. 2. Далі визначають, від яких підстанцій міської електромережі здійснюється електроп остачання житлових масивів. З метою контролю електроспоживання в житловому секторі фідери пі- дстанцій , які живлять побутових споживачів на території окремих житлових масив ів , обладнюють лічильниками, що реєструють споживання енергії в добовому растрі. 3. Організують передачу даних по електроспоживанню на диспетчерський центр теплових мереж. 4. Дані групують таким чином, щоб відокремити одне від одного добове споживання електроенергії тими житловими масивами, що постачаються тепловою енергією в ід р ізних гілок магістральної теплової мережі (або різних джерел теплопостачання). У відокремлені таким чином дані вводять нормувальні коефіцієнти, що враховують різницю в чисельності населення, що мешкає на території тієї чи іншої зони теплового споживання. В результаті отримують добове споживання електроенергії одним мешканцем того чи іншого окремого житлового масиву. 5. Порівнюючи між собою рівні питомого споживання на теріторії однотипних житлових масивів, обладнаних або електричними кухонними плитами, або газовими кухонними плитами, або газовими кухонними плитами та газовими водонагрівачами , роблять висновок, що в кожній парі якість опалення вище там, де питоме електросп оживання менше. 6. Викон уючи послідовно попарне порівняння всіх однотипних масивів , одержують порівняльну оцінку якості опалення всього міста, яка дозволяє ідентифікувати ті райони, в яких попит населення на тепло задоволений гірше усього. Однаковість питомих споживань електроенергії по всіх житлових масивах свідчить про однаков у якість їх опалення, а також про правильність настройки магістральної теплової мережі міста. Наприклад, припустимо, по-перше, що опалення міста здійснюється від районної котельні та ТЕЦ, а по- друге, що всі райони міста мають однотипне газове обладнання житлових помешкань. Тоді, якщо питоме добове споживання електроенергії на території масиву А, який одержує теплову енергію від районної котельні, дорівнюється 2 кВтгод на мешканця, а на теріторії масивів Б, В та Г, які постачаються теплом від ТЕЦ — відповідно 2,2; 2.5 та 2,2 кВтгод на мешканця, ми маємо дійти до висновку, що гірше за всіх опалюється масив В. В декілька кращому становищі знаходяться масиви Б та Г. Що ж до масиву А, то він опалюється найкраще за всіх. Для ліквідац ії викритого дисбалансу в теплопостачанні масивів Б, В та Г треба посилити витрату теплоносія через гілку мережі, яка живить теплом масив В, та одночасно в однаковій мірі ослабити витрату теплоносія через гілки масивів Б та Г. Треба звернути увагу також на доцільність корегування пропорцій теплової енергії, що генер ують обидва джерела. У разі острого де фіциту палива треба частину палива котельні передати на ТЕЦ, щоб вирівняти якість опалення по і районам. Щоб переконатися, що запропонований спосіб має сенс, ми повинні мат* і увазі наступне. В останні роки регіони не мають можливості закуповувати палиь оенергетичні ресурси в необхідних обсягах. У зв'язку з дефіцитом шал на теплопостачання здійснюють по зниженому температурному графіку. Все це породжує істотну неоднорідність в якості опалення житлових масивів. Іншим негативним чинником дійсності стало широке розповсюджє шя електроопалення. Зниження температури в помешканнях нижче 15-16 град сів стимулює мешканців включати електричні повітрянагрівачі, електрокаміни та інші доступні засоби для перетворення електричної енергії в тепло. Очевидно, що в тих районах, де якіст ь теплоп остачання гір ше, електроопалення буде б іль ш інтен сивним і ре гулярним у пор івн янн і з тими рай онами , д е якіс ть централізованого опаленн я вище. Зростання обсягів електроспоживання, особливо в холодні періоди року, свідчить про широке застосування населениям електроопалювальних технологій у відповідь на зниження якості централізованого опалення. Ця обставина і мо же сл ужити теоретичним обгр унтуванням правомірності запропонованого способу контролю якості централізованого опалення. На відміну від сучасної практи ки контролю якості теплопостачання, яка базується на порівнянні фактичних обсягів відпуску тепла з нормативними обсягами, розрахованими по температурному графіку, запропонований 'Спосіб спирається на факти чні дані по електроспоживанню, які, в свою чергу, містять в собі оцінку населенням якості централізованого опалення конкретного житлового масиву, яке мале місце в конкретну добу, при конкретних метеорологічних умовах. Тобто технічна оцінка спирається на колективну оцінку самих споживачів. В порівнянні з прототипом запропонований спосіб є маловитратним. Нам не треба встановлювати, наприклад, 1000 датчиків температури внутрішнього повітря в 1000 помешкань, щоб знати, що робиться в тепловому районі. Мешканці самостійно вирішать, сподобається їм чи ні температура в приміщеннях. Нам треба тільки спостерігати за їхньою реакцією на рівні загального споживання електроенергії окремим житловим масивом, а для цього потрібні одиниці, но не сотні або тисячі лічильників. Більшість сучасни х підстанц ій електричної мережі м іст а вже о бла днано л ічильни ками . Мова йде пр о те, що тр еба т іл ь ки упорядкувати ін формацію, яку ми вже маємо, і вм іло її використати для удосконалення роботи системи централізованого опалення. На підставі порівняння обсягів електроспоживання, можна розробити і вжити заходів, що б уд уть сприяти виправленню перекосів у робот і теплових мереж. До числа таких заходів можна віднести корекцію гідравлічних режимів паралельних гілках теплової мережі, живлених від одного централізованої джерела теплопостачання, або перерозподіл теплового навантаження між двома сусідніми джерелами теплопостачання. В цьому випадку частину кварталів, що обслуговувалась раніше джерелом, яке не забезпечувало належну якість теплопостачання, переключають у зону дії сусіднього теплового джерела, у якого ще є резерви підвищення продуктивності, і т.п. Викори станн я запропонованого способу дозволить перейти від ідеології стабілізації температури повітря в помешканнях при відпуску тепла до ідеології з а д ов о л енн я р еа л ьн о го п опи т у н а т еп ло , п ід в и щи ти ти м са ми м конкурентоздатність системи централізованого теплопостачання і знизити шкідливий вплив електроопалення, яке є надто дорогим в умовах паливної кри зи. Джерела інформації: 1. А.с. CPCP№SU 1404759, F 24 D 19/J0, 1988 p. 2. А.с. CPCP№SU 1388664, F 24 D 5/00, G08B 23/00, 1988 р. 3. А.с. CPCP№SU 1651044 F 24 D 19/10, A01G 9/24, 1991 p. (прототип).