Демонстрационный проект по энергосбережению в Курчатовском районе Челябинска

Демонстрационный проект по энергосбережению в Курчатовском районе Челябинска

Л.С. Казаринов, д.т.н., Д.А.Шнайдер, к.т.н., Южно-Уральский государственный университет, НТЦ «Инженерные сети и системы»

Автоматизированная система диспетчеризации, контроля и регулирования теплопотребления жилых районов разработана научно-техническим центром «Инженерные системы и сети» Южно-Уральского государственного университета. Она создана как демонстрационный проект по программе энергосбережения, которую реализует УЖКХ г. Челябинска. Система смонтирована и функционирует в 12-м микрорайоне.

В этом году планируется дальнейшее внедрение в 12-м и 18-м микрорайонах.

Внедренная автоматизированная система построена на основе современных сетевых технологий полевого уровня. В Челябинске это первая действующая крупномасштабная система управления теплоснабжением жилых районов, построенная на основе современных сетевых технологий. АСДР включает в себя на верхнем уровне рабочую станцию диспетчера, на нижнем уровне — тепловые пункты, оснащенные системами сбора информации и автоматического регулирования процессов теплоснабжения.







Рассмотрим основные функции внедренной АСДР:

1) пофасадное качественно-количественное регулирование отопления, позволяющее обеспечить подачу тепла на отопление на требуемом уровне в зависимости от температуры наружного воздуха;

2) двухрежимное регулирование горячего водоснабжения зданий, предусматривающее снижение температуры ГВС в ночные часы и ее повышение в часы максимального водоразбора;

3) задание режимов работы систем отопления и ГВС с операторской станции диспетчера ЭУ-33;

4) отображение на операторской станции текущих значений температур, расходов и давлений теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах тепловых вводов, значений текущего и суммарного теплопотребления, температур обратной и подаваемой воды отдельно по каждому фасаду здания и по системе ГВС, текущих значений потребления водопроводной воды;

5) контроль доступа в помещения тепловых пунктов;

6) ведение истории процесса, включающее регистрацию и хранение считываемых параметров, просмотр трендов;

7) протоколирование событий, включающих информацию об отклонениях параметров теплоснабжения за установленные пределы, отказах оборудования, нарушениях доступа в тепловые пункты с указанием даты и времени возникновения и пропадания события;

8) просмотр и печать отчетов, содержащих параметры теплоснабжения по указанным тепловым вводам или тепловым пунктам за указанный период.

Внедренная система является аналогом системы энергетического менеджмента зданий фирмы Dallas Semiconductor, которая в настоящее время широко внедряется в США. Преимущества подобной системы видны из таких ее характеристик: например, на ее основе можно охватить контролем все помещения жилого дома, при этом сбор информации осуществляется с помощью однопроводной сети, к которой подключены сотни датчиков температуры с цифровым измерением и централизованной обработкой данных. Таким же образом можно организовать измерение и передачу других сигналов, например, сигналов управления, сигналов пожарной и охранной сигнализации. Оборудование системы обладает относительно низкой стоимостью: так, датчик температуры стоит около $2. Учитывая недостаток финансовых средств, необходимых для модернизации систем теплопотребления, данная система позволяет организовать многообразные функции контроля и регулирования параметров теплопотребления в сетевом районе при минимальных затратах.

Для построения АСДР специалистами НТЦ «Инженерные системы и сети» ЮУрГУ был использован микропроцессорный контроллер МКТ-22. Этот контроллер представляет собой новую пилотную разработку фирмы НПП «Политех-Автоматика» в творческом содружестве с НТЦ «Инженерные сети и системы» ЮУрГУ. Контроллер специально разработан для управления тепловыми процессами в жилых и промышленных зданиях с использованием современных технологий полевого уровня. Отличительной особенностью котроллеров МКТ-22 является наличие интерфейсов полевой сети и сети связи с верхним уровнем, необходимых для организации локального автоматического регулирования технологических параметров и передачи информации и приема команд управления с операторской станции.

Рассмотрим основные функции, выполняемые контроллерами МКТ-22:

1) организация до 20 независимых контуров автоматического регулирования с ПИД либо релейным законом регулирования;

2) связное регулирование, при котором поддержание нескольких параметров процесса в заданных пределах осуществляется одним регулирующим органом;

3) формирование задания при регулировании отопления и ГВС по часовому и суточному графику, а также по графику в зависимости от температуры наружного воздуха;

4) гибкая система установки приоритетов, позволяющая реализовывать алгоритмы логико-программного управления;

5) система самодиагностики, контролирующая исправность работы функциональных блоков контроллера и внешних устройств (датчиков, исполнительных механизмов), подключенных к контроллеру;

6) возможность свободного конфигурирования контроллера.



Таким образом, внедренная АСДР представляет собой универсальную, относительно недорогую автоматизированную систему диспетчеризации и регулирования процессов тепло- и водоснабжения. Внедрение АСДР позволяет снизить теплопотребление за счет регулирования подачи тепла, осуществлять мониторинг потребления ресурсов и работы оборудования, оперативно обнаруживать возникающие аварийные ситуации, повысить качество и надежность систем централизованного тепло- и водоснабжения. Опыт эксплуатации системы показал, что экономия тепла и воды при использовании данной системы составляет как минимум 10%. В осенне-весенний отопительный сезон экономия составляет до 20% и более в зависимости от погодных условий. Графики, иллюстрирующие работу автоматики, приведены на рисунке. Экономия, получаемая от энергосберегающих мероприятий, направляется на снижение убытков ПЖРЭО, образующихся вследствие неплатежей населения и заниженных тарифов на коммунальные услуги.