Система аккумулирующего отопления

Аккумулирующая система электроотопления

О замещении газа в системах отопления

     Нами предлагается использовать ночной избыток электрической мощности для полной или частичной замены газовых систем отопления. По данным Минтопэнерго Украины, ночной избыток энергетических мощностей составляет более 1100 МВт и имеет тенденцию к возрастанию. Для прохождения ночного провала графика нагрузки энергосистемы ежедневно диспетчерами станций отключается до 10 энергоблоков, с последующим их включением на утренний и вечерний максимумы нагрузки, что приводит к большим дополнительным затратам топлива (по информации Института Общей Энергетики НАНУ). По данным Национального агентства по вопросам обеспечения эффективного использования энергоресурсов (НАЭР) за счет использования ночного избытка электроэнергии можно будет заместить около 3 миллиардов кубометров природного газа в год.  С целью повышения эффективности использования энергоресурсов в Украине нами сформулированы следующие направления модернизации существующих газовых систем:

-  полное замещение природного газа на электрические теплоаккумулирующие котлы.

- частичное замещение природного газа в котельных на электрические теплоаккумулирующие котлы.

Эти предложения относятся как к действующим в настоящее время системам теплоснабжения, так и вновь строящемся и проектируемым.

На рис.1 представлена схема системы отопления при полном замещение природного газа в котельных для объектов площадью до 1000м2, с прерывистым циклом отопления (по графику) на электрические теплоаккумулирующие котлы.

В таб.1 представлены расчеты экономии денежных средств при частичном замещение природного газа в котельных на электрические теплоаккумулирующие котлы для объектов площадью от 1000м2 до 4500м2 в системах непрерывного теплоснабжения.

 

отапливаемая потери тепла, мощность потребность, потребность, покрытие экономия экономия
площадь, м² Вт на м² эл.котла, кВт кВтч Гкал эл.котлом,% день, грн сезон, тыс. грн
1000 40 100 960 0,83 65,63 434,85 65,23
1000 60 100 1440 1,24 43,75 493,04 73,96
2000 40 100 1920 1,65 32,81 522,13 78,32
2000 60 100 2880 2,48 21,88 551,23 82,68
2500 40 100 2400 2,06 26,25 539,59 80,94
2500 60 100 3600 3,10 17,50 562,87 84,43
2000 40 200 1920 1,65 65,63 869,71 130,46
2000 60 200 2880 2,48 43,75 986,08 147,91
3000 40 200 2880 2,48 43,75 986,08 147,91
3000 60 200 4320 3,71 29,17 1063,66 159,55
3500 40 200 3360 2,89 37,50 1019,33 152,90
3500 60 200 5040 4,33 25,00 1085,83 162,87
4000 40 200 3840 3,30 32,81 1044,27 156,64
4000 60 200 5760 4,95 21,88 1102,46 165,37
4500 40 200 4320 3,71 29,17 1063,66 159,55
4500 60 200 6480 5,57 19,44 1115,39 167,31

 

При расчетах принято:

  1. для хорошо утепленных зданий потери тепла на 1м2 – 40 Ватт;
  2. для остальных зданий потери тепла на 1м2 – 60 Ватт;
  3. стоимость 1000м3 природного газа – 7715 грн.;
  4. тепловая способность 1000м3 – 8,57 Гкал;
  5. КПД газового котла – 80%;
  6. стоимость тепла за 1Гкал, полученного при сжигании природного газа – 1125 грн.;
  7. КПД электрического аккумулирующего котла – 90%;
  8. срок окупаемости до 3 лет.

Анализ таблицы показывает, что накопление тепловой энергии за счет использования ночного тарифа дает возможность уменьшить потребление природного газа на треть на от 29.2%, до 65.6%, для   хорошо утепленных зданий площадью от 1000м2 до 4500м2.

 

           На рис.2 представлена схема подключения электрического теплоаккумулирующего котла при частичном замещении природного газа в котельных для объектов площадью от 1000м2 до 4500м2 в системах непрерывного теплоснабжения.

Схема системы отопления при использовании электрического теплоаккумулирующего котла для замещения газа

Принцип работы системы заключается в использовании тепловой энергии накопленной в электрическом теплоаккумулирующем котле полностью с последующим автоматическим переключением на работу газового котла без перенастройки работы газового котла.  В ночное время с 2300ч до 600ч включается электрический котел по льготному тарифу и накапливает тепловую энергию. В течение суток, согласно тепловому режима объекта, происходит отбор тепла из электрического теплоаккумулирующего котла, как только энергия котла становится недостаточной, закрываются пневматические клапана ПК2 и ПК3 и открывается пневматический клапан ПК1 и автоматически включается газовый котел.        

 

В таб. 2 представлены расчеты производства горячей воды электрическим аккумулирующим котлом 100кВт с 20% потерями в сетях.

температура воды объем горячей
tхол, ºС tгор, ºС воды, т/сутки
5 55 9,00
10 55 10,00
15 55 11,25
20 55 12,86
25 55 15,00

 

Сравнительная таблица стоимости 1 Гкал

Потребитель Цена за 1000м3 , грн

Цена за эл.энергию, грн.

За 1 кВтч

Стоимость 1 Гкал, грн.
Газ (146м3)

Эл.энергия(1200кВтч)

Ночной тариф

быт 7188 0,456 1050 220
Промышленность 8961 1,8 1308 540
ЖКС 2994 1,8 437 540
бюджет 8961 1,8 1308 540

 

Необходимые мероприятия для включения электрического теплоаккумулирующего котла:

  1. получить ТУ в энергоснабжающей организации на установку 3-х тарифного отсчитывающего учета электрической энергии в счет существующей присоединенной мощности (без увеличения мощности);
  2. запроектировать и установить 3-х тарифный отсчитывающий учет электрической энергии;
  3. установить электрический теплоаккумулирующий котел;
  4. подключить силовой щит управления котлом и электрический теплоаккумулирующий котел к электрической сети;
  5. подключить электрический теплоаккумулирующий котел в существующую систему отопления.