РУЧНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ:
ПОСТАВЛЕННЫЕ ЦЕЛИ И ДОСТИГНУТЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
А. Г. Лупей, зам. главного метролога АО «Ленэнерго», Санкт-Петербург
Известно, что при отсутствии устройств автоматического регулирования теплопотребления единственно доступным средством управления объемами потребления тепловой энергии в системах отопления является ручное регулирование расхода теплоносителя, подаваемого из внешней теплосети в отопительные приборы. При изучении результатов измерений параметров теплоснабжения, получаемых на тепловых вводах потребителей, часто приходится наблюдать тот факт, что качество ручного регулирования расхода теплоносителя в системе отопления по принципу «пойду, наконец, что-нибудь немного открою/прикрою, потому что холодно/жарко», не дает желаемого результата: единовременные манипуляции с задвижками (вентилями), имеющимися в теплоцентре, как правило, приводят к заметному перерегулированию и ухудшению качества теплопотребления.
Рассмотрим на примере конкретного потребителя некоторые показатели работы системы отопления, регулирование расхода теплоносителя в которой осуществлялось вручную, не всегда грамотно и к тому же от случая к случаю.
Рис.1
На рис.1 представлены графики изменения во времени среднечасовых расходов теплоносителя, возвращаемого в теплосеть из системы отопления (М2), и соответствующих им перепадов температур dt = t1 - t2.
У этого потребителя какая-либо автоматика регулирования расхода отсутствует, поэтому в течение первых пяти месяцев отопительного сезона (с 1 октября по 24 февраля) управление расходами М2 осуществлялось изредка и вручную. В результате такого «регулирования» расходы М2 в различные периоды времени изменялись от 1,6 т/ч до 11 т/ч, что неизбежно приводило к изменению перепадов температур dt в очень широких пределах.
Рис.2
Рис.2 показывает, что в различные периоды времени при изменении фактической температуры t1ф от 51°С до 91°С фактические перепады температур dt значительно отличались от требуемых значений dtгр, предусмотренных графиком регулирования теплоснабжения.
Более наглядно качество регулирования теплопотребления в системе отопления этого потребителя представлено на рис.3.
Рис.3
Из рис.3 хорошо видно, что все попытки потребителя вручную отрегулировать расход теплоносителя заканчивались, по сути дела, неудачей: наряду с «экономным» потреблением тепла (когда фактические dt на 10-15°С превышали требуемые dtгр) за счет чрезмерного снижения расхода теплоносителя имели место продолжительные периоды времени, когда расход теплоносителя значительно превышал расчетные значения, и фактические dt оказывались на 10-24°С меньше требуемых значений.
В целом же желание потребителя вмешаться в процесс теплопотребления принесло следующие результаты:
- в течение 38% времени выполнялось условие dt = dtгр ± 3°С, т.е. при имевших место расходах в системе отопления обеспечивалось требуемое охлаждение теплоносителя;
- 12% времени фактические dt превышали расчетные значения dtгр более, чем на 3°С за счет сокращения циркуляции теплоносителя;
- в половине случаев (50% времени) циркуляция теплоносителя превышала расчетные (требуемые) значения, из-за чего охлаждение теплоносителя было недостаточным и фактический dt был существенно меньше перепада температур, предусмотренного графиком.
Очевидно, что такое качество «регулирования» теплопотребления, сопровождающееся многократным изменением расхода теплоносителя в ту или иную сторону, никак нельзя назвать удовлетворительным, ибо при таком «произвольном» регулировании можно даже добиться эффекта прямо противоположного.
В подтверждение сказанному обратим внимание на рис.4, на котором приведены графики изменения во времени параметров теплоснабжения (М2, t1, t2, dt и Wот) у данного потребителя в период времени с 01.01.03 по 10.02.03.
Рис.4
Из рис.4 видно, что в течение первых 18-и суток (вплоть до полудня 18-го января) регулирование расхода в системе отопления (М2) не выполнялось, перепад температур на тепловом вводе составлял примерно 37-43°С, среднечасовое потребление тепла в системе отопления Wот сохранялось практически неизменным и в среднем составило 185 Мкал за час. Но 18-го января потребитель (очевидно, с расчетом увеличить теплопотребление для повышения температуры в своих помещениях) увеличил циркуляцию теплоносителя (М2) в среднем с 4,6 т/ч до 8,0 т/ч, т.е. в 1,7 раза.
Конечно же, система отопления на такое интенсивное «регулирование» отреагировала немедленно: температура обратной воды (t2) возросла в среднем с 46,2°С до 67,1°С (!), а перепад температур уменьшился в среднем с 40,2°С до 18,1°С (!), т.е. в 2,2 раза!
И, что самое важное, в расчете на увеличение теплопотребления за счет увеличения циркуляции теплоносителя фактический результат оказался прямо противоположным: 70-процентный рост циркуляции при практически неизменных температурах t1 привел к снижению потребления тепла в среднем с 185 Мкал/ч до 144 Мкал/ч, т.е. на 22%! Но «регулировщик», скорее всего, не знал о таких свойствах систем отопления и не вернул задвижку (вентиль) в исходное состояние, видимо, решив, что «скоро станет теплее»...
Рис.5
Но, как показывают результаты измерений теплопотребления Wот, выполненных до и после такого «регулирования» (см. рис.5), сколь-нибудь теплее в помещениях потребителя не стало: при одних и тех же t1ф чувствительность Wот = М2 (h1 - h2) к t1ф упала более чем на 9% (с 3,5 Мкал/°С до 3,2 Мкал/°С), а общий объем теплопотребления в системе отопления сократился, как было сказано ранее, на 22%.
Рис.6
Очевидно, что в таком дополнительном увеличении расхода теплоносителя, отбираемом из внешней сети в систему отопления, не было никакой необходимости: как это видно из рис.6, до «регулирования» степень охлаждения теплоносителя была более чем достаточна (фактический перепад температур превышал расчетный перепад dtгр на 6,2%) и, скорее всего, расход М2 на уровне 4,6 т/ч был близок к расчетному значению.
А вот после 70-процентного увеличения М2 степень охлаждения теплоносителя сократилась в 2,2 раза и фактический перепад температур в среднем составил только 48,3% от dtгр, что и привело к снижению объемов потребления теплоэнергии вместо ожидаемого роста этого потребления.
Итак, на конкретном примере неоптимального ручного регулирования расхода теплоносителя в системе отопления мы приходим к выводу, что в проигрыше от такого регулирования оказались как потребитель, так и поставщик тепловой энергии, поскольку:
- потребитель, в надежде увеличить теплопотребление, на самом деле достиг противоположного результата;
- у поставщика возросли расходы на транспортировку дополнительных объемов сетевой воды, фактически оказавшейся ненужной потребителю;
- из-за роста нагрузки на тепломагистрали выросли гидравлические потери и уменьшились напоры на тепловых вводах других потребителей;
- из-за завышения температуры обратной воды неизбежно возросли тепловые потери при транспортировке теплоносителя на источник теплоты.
Очевидно, что этих и других существенных потерь и издержек можно было бы избежать, заменив эпизодическое и малоэффективное ручное регулирование регулированием «профессиональным» с применением современных микропроцессорных регуляторов.
Контакты: sml@upr.energo.ru