АРЭ учитывает определенную инерционность ГТЭ при мгновенных изменениях электрической нагрузки и не допускает отключения наиболее важных потребителей электроэнергии даже в пиковых ситуациях.

Принципиальные технические решения электро- теплоснабжения жилого комплекса

1. В качестве основного источника электрической и тепловой энергий предлагаются газовые электро-теплогенераторы (ГТЭ-1(ГТЭ-4) в количестве четырех штук. Подробное описание ГТЭ приведено в приложении В. Подключение ГТЭ к электрической нагрузке проводится согласно представленной принципиальной схемы настоящего приложения посредством АРЭ (автоматический распределитель электроэнергии). АРЭ учитывает определенную инерционность ГТЭ при мгновенных изменениях электрической нагрузки и не допускает отключения наиболее важных потребителей электроэнергии даже в пиковых ситуациях.
Пример: Мощность электрической нагрузки 300 кВт(ч в работе ГТЭ-1. Затем электрическая мощность скачком (2-3) секунды изменилась до 700 кВт(ч. Это означает автоматическое включение ГТЭ-2, но ему для выхода в требуемый режим необходимо (15-20) секунд. В этой ситуации, АРЭ отключает в течение указанного времени потребителей второй категории (электроплиты, тепловой насос) и не отключает потребителей первой категории (освещение, бытовые приборы и.т.д).
Подключение тепловой энергии проводится по методу гидронных котлов. Сопротивление перемычки, в которую врезается ГТЭ настолько мало, что в состоянии резерва теплоноситель практически не циркулирует по его теплообменному контуру. При запуске ГТЭ-1(ГТЭ-4 происходит одновременное включение его циркуляционного насоса (Н1-Н4), который обеспечивает необходимый режим циркуляции и нагрева теплоносителя.
Аналогичный принцип применен в отношении нагревающего контура (конденсатора) теплового насоса (ТН), где циркуляция теплоносителя осуществляется насосом ЦН3 с целью подогрева воды до заданной температуры в обратной магистрали на входе в ГТЭ. Принцип работы ТН изложен в приложении Б. Температурный режим тепловой сети (красные цифры) приведен для наружной температуры -25(С. Выбранный способ подключения теплового насоса позволяет на 1кВт потребленной электрической энергии получить не менее 4.5 кВт тепловой энергии.
Схемой предусмотрена горизонтальная разводка отопления, т.е. на каждую квартиру свой отвод подающей и обратной магистрали теплоносителя с простейшим узлом учета в лице счетчика воды (СВО). В качестве основного источника циркуляции теплоносителя предусмотрен насос ЦН1. Устойчивый гидравлический режим системы поддерживается правильным выбором параметров насосов ЦН1, ЦН3, (Н1-Н4) и собственных насосов отопления квартир и административных помещений (НО). Основной температурный режим теплоносителя обеспечивает регулятор РТ-С с помощью электрифицированного клапана ЭК-2 на перемычке между подающей и обратной магистралью. Температура теплоносителя в подающей магистрали является программируемой функцией от температуры наружного воздуха, которая определяется в процессе наладки объекта. Регулятор РТ-С осуществляет качественное предварительное регулирование, т.е. равенство всех отапливаемых помещений по исходной температуре теплоносителя на подаче. Отпуск тепла квартире осуществляется собственным программируемым регулятором (РТ) с помощью изменения количества теплоносителя, циркулирующего через систему ее отопления. Гидравлическое сопротивление системы отопления рассчитывается таким образом, чтобы, при неработающем НО, через квартиру (административное помещение) проходило (30-60) % необходимого количества теплоносителя. Таким образом, в отключенном состоянии квартира будет постепенно охлаждаться. При достижении программируемого нижнего значения температуры, регулятор РТ включает насос НО, обеспечивая 100 % подачу теплоносителя. При нагреве квартиры до заданного значения температуры РТ отключает НО и цикл повторяется. Таким образом, потребитель сам регулирует количество отпущенной тепловой энергии программируя РТ , а значит и количество тепловой энергии по своему усмотрению.
Пример: Нижнюю границу температуры потребитель программирует как 20(С, а верхнюю как 24(С. Это значит, что средняя температура квартиры составит 22(С. При этом частота и продолжительность включения насоса НО будет большая и соответственно большее потребление тепла. Уезжая на выходные потребитель может перепрограммировать РТ на значения нижней и верхней температуры соответственно 15 и 17 (С, задав, по сути, среднюю температуру как 16 (С. Это приведет к уменьшению частоты и продолжительности срабатывания насоса НО. Уменьшение и увеличение количества потребленного тепла будет пропорционально отражено в результатах измерений счетчика воды СВО.
Жилой комплекс рассчитывается с поставщиками газа и холодной воды на основании результатов измерений коммерческих средств учета (счетчик газа СГ-К и счетчик холодной воды СХВ-К). Внутренний учет отпущенной тепловой энергии проводится по результатам измерений теплосчетчиков (Qо) и (QГВ). Расчеты за отпущенную тепловую энергию проводятся соответственно пропорционально показаниям квартирных счетчиков теплоносителя (СО) и счетчиков горячей воды (СГВ). .Потребление электроэнергии каждой квартирой учитывается по результатам измерений индивидуального счетчика электроэнергии. Потребление холодной воды учитывается индивидуальным счетчиком холодной воды (СХВ).Учет потребления тепловой энергии на отопление и горячее и холодное водоснабжение, а также учет потребленной электрической энергии, может проводится автоматизированным методом с диспетчерского пункта жилого комплекса. Для обеспечения резервного теплоснабжения в случае кратковременного перерыва подачи газа, предусмотрен подвод резервной электросети, которая в указанный отрезок времени обеспечит жилому комплексу необходимый минимум электроэнергии и тепла, вырабатываемого тепловым насосом.
2. В качестве вспомогательного источника тепла и основного источника холода предлагается использовать тепловой насос (ТН), который позволит утилизировать до 40 % тепловой энергии, сбрасываемого жилым комплексом в качестве отходов.
Плавное регулирование тепловой производительности ТН проводится по контуру охлаждения, т.е. поддержание на выходе его испарителя температуры (4-6)(С, а на входе (12-14)(С соответственно. Заданная температура на выходе испарителя ТН поддерживается собственной автоматикой. Для исключения автоколебаний автоматики регулирования ТН предусмотрен аккумулятор холода (АХ) емкостью V( 0.5 м3. Для поддержании заданного температурного режима на входе в испаритель ТН предусмотрена перемычка на всасывающем патрубке циркуляционного насоса (ЦН2). Управление перепуском осуществляет регулятор температуры (РТ-ОК) с электрифицированным клапаном (ЭК-5). Охлаждающий контур ТН посредством теплообменника (ТП1) в базовом режиме забирает тепло у канализационных стоков.
3. Канализационные стоки разделены. Это значит, что их фекальная и менее энергоемкая часть поступает непосредственно в канализацию, а стоки из ванны и мойки кухни поступают в аккумулятор канализационных стоков (АКС). Аккумулятор канализационных стоков является нестандартным изделием, емкость его должна быть не менее 5м3. В нем должны быть предусмотрены возможности периодической очистки и сепарации стоков для исключения загрязнения теплообменников (ТП3) и (ТП1). В системе также предусмотрены специальные меры, исключающие проникновение стоков в систему хранения горячей воды (СХГВ). Система автоматического поддержания уровня в АКС на базе регулятора уровня (РУ2) и электрифицированного клапана (ЭК-7) обеспечивает программируемый процесс удаления и охлаждения канализационных стоков. Циркуляцию охлаждаемых канализационных стоков через теплообменник ТП1 (при необходимости через ТП3) обеспечивает циркуляционный насос (ЦН4). Теплообменники (ТП1) и (ТП3) должны быть кожухотрубными. Циркуляция канализационных стоков осуществляется внутри трубок, что позволяет периодически их очищать не только химическими, но механическими методами.
4. При эксплуатации жилого комплекса в ночное время может возникнуть ситуация, когда приток канализационных стоков отсутствует, а потребление электроэнергии минимально. Другими словами тепловому насосу (ТН) неоткуда брать энергию, а тепловой мощности ГТЭ, которая напрямую зависит от электрической нагрузки, недостаточно для обеспечения нужд отопления. В этом случае включается автоматическая система пиковой нагрузки. Регулятор (РТ-Р) получает сигнал о недостаточной тепловой мощности от температурного датчика на подающей магистрали теплоносителя (t1< 60(C(), включает циркуляционный насос ЦН5 и закрывает клапан ЭК-6. Таким образом, производится нагрев канализационных стоков от аккумулятора тепла, которым является СХГВ. Тепловой насос получает источник теплоты и включается на полную мощность, что приводит к увеличению электрической, а следовательно, и тепловой нагрузки ГТЭ, т.е. к нормальному обеспечению жилого комплекса тепловой энергией. Емкость СХГВ выбирается такого размера, чтобы обеспечить источником тепла ТН на период времени не менее шести часов.
4. Поддержание стабильного давления в теплосети и контура охлаждения ТН, исключающее их завоздушивание производится при помощи расширительного бака, который устанавливается на верхней отметке жилого комплекса в помещении, где поддерживается круглогодично плюсовая температура. Подпитка расширительного бака (БР) производится автоматически с помощью регулятора (РУ1) и электрифицированного клапана (ЭК-1). Количество подпиточной воды фиксируется счетчиком (СПВ). Количество воды, затраченное на подпитку теплосети и контура охлаждения ТН, учитывается по результатам измерений счетчиков воды (СПВ-Т) и (СПВ-О) соответственно.
Для удаления продуктов коррозии их теплосети предусмотрен стандартный механический фильтр (ФМ) производительностью (1-5)м3/ч. Установка дроссельной диафрагмы (ДД) позволяет создать необходимый перепад для прохождения части воды теплосети через указанное устройство. Регенерацию ФМ проводят с установленной периодичностью посредством подачи воды в нижнюю часть фильтра и выбросом скопившихся продуктов коррозии из верхней части в канализацию (система регенерации стандартна и на принципиальной схеме не показана). Для существенного подавления процессов коррозии и исключения отложений солей кальция и магния (накипи) предусмотрен стандартный ввод химических веществ посредством дозатора реагентов (ДР).
5. Горячее водоснабжение жилого комплекса осуществляется насосом (НГВ), который забирает воду из СХГВ. Нагревание воды производится с помощью теплообменника (ТП2). Поддержание заданного уровня воды в СХГВ производится регулятором уровня (РУ3) с помощью электрифицированного клапана (ЭК-8), посредством которого в СХГВ подается вода из центрального водопровода. Поддержание заданных параметров горячей воды (tх.в.=55(С) проводится регулятором температуры (РТ-ГВ) с помощью электрифицированного клапана (ЭК-3). В дневное время избытки тепла, как правило, будут аккумулироваться в СХГВ. Аккумуляция тепловой энергии позволит избежать проблем с горячим водоснабжением при пиковых нагрузках, величина которых может превышать среднюю нагрузку в 2 раза. С другой стороны подобная аккумуляция тепла позволяет при необходимости ликвидировать его дефицит в ночное время (см. п.4 настоящего приложения). Наличие СХГВ позволяет аккумулировать избыточное тепло, выделяемое ГТЭ в течение (4-6) часов. Для этих целей регулятор (РТ-ГВ) снабжен датчиком температуры на подающей магистрали теплосети. При повышении температуры теплосети до 75(С происходит полное автоматическое открытие клапана (ЭК-3) и все избыточное тепло поступает в СХГВ. Если СХГВ исчерпало свои возможности по аккумуляции тепловой энергии, то температура теплоносителя в подающей теплосети снова начнет повышаться и при достижении 80(С избытки тепла выбрасываются ГТЭ через собственную систему воздушных теплообменников (см. на принципиальной схеме "Аварийный сброс тепла"). Следует отметить, что в летнее время количество тепла , выделяемого ГТЭ и ТН в среднем превосходит в два раза количество тепла на ГВС жилого комплекса. В этой связи представляется целесообразным в летнее время на коммерческой основе снабжать горячей водой близлежащие объекты жилого, производственного и административного фонда.
6. Холодное водоснабжение осуществляется от центрального водопровода. Подача воды в квартиры и административные помещения при недостаточном давлении воды в водопроводе осуществляется насосом НХВ, который управляется регулятором давления холодной воды РД.
7. В летнее время запорная арматура 1 и 2 закрывается, а запорная арматура 3 и 4 открывается. Таким образом, система отопления подключается к контуру охлаждения теплового насоса (ТН) и является источником низкопотенциального тепла, которое трансформируется в тепло горячей воды, аккумулированной в СХГВ. Охлаждение помещений жилого комплекса производится подачей охлажденной воды в штатную отопительную систему. Параметры охлаждающей воды зависят от температуры наружного воздуха (на схеме указаны синим цветом, и соответствуют температуре наружного воздуха +35(С). Регулятор охлаждения (РТ-ОЗ) поддерживает одинаковые параметры охлаждения на подающей магистрали для всех помещений. Запрограммированные параметры охлаждения поддерживаются РТ-ОЗ с помощью насоса смешения (ЦН4) и электрифицированного клапана байпаса (ЭК-4). Подобно отопительной системе при неработающем насосе (НО) охлаждающая вода из центральной системы подается в размере (30-60) % от требуемого количества. Индивидуальное охлаждение каждого помещения производится регулятором (РТ) на основании программируемых значений температур в помещении, которое устанавливает пользователь посредством автоматического включения и выключения насоса (НО). Общее количество отпущенного холода рассчитывается по электрической энергии теплового насоса. Потребление холода каждым помещением рассчитывается пропорционально результатам измерений счетчика воды (СВО).
8. Представленная схема реализации альтернативных технологий электро-теплоснабжения жилого комплекса носит характер первого приближения, и будет уточняться, и оптимизироваться в процессе последующих работ.
9. Перечень основного оборудования:
9.1. ГТЭ - 4 шт (электрическая и тепловая мощность каждого -300 и 491 кВт соответственно)
9.2. ТН -(1-4) шт (общая тепловая мощность 800 кВт)


Технический директор ЗАО "ЭСКО 3Э"_________________Милейковский Ю.С.

13PAGE 14715


13PAGE 14515
Приложение А

13PAGE 14715





















Заголовок 1 Заголовок 2 Заголовок 315Основной текстВерхний колонтитулНомер страницыНижний колонтитулОсновной текст с отступомОсновной текст с отступом 2

Приложенные файлы

  • doc 11122375
    Размер файла: 51 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий