АВОК-ПРЕСС

3–2019 З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И Й 75 НОМИНАЦИЯ «ПАРТНЕР ГОДА» ЛУЧШАЯ СТАТЬЯ ИЗ ЧИСЛА МАТЕРИАЛОВ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПАРТНЕРАМИ В ЖУРНАЛЕ «ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ» Россиясейчасстоитнараспутье:статьэкологическичистойстраной,победившейсобственныймусор, илиувеличиватьполигоны твердыхкоммунальныхотходов (ТКО),проводитьпровальнуюмусорную реформу и т.п.Первый путь эффективный, но долгий, ведущий вбудущее «zerowaste» на уровне всейстраныи требующийконсолидацииобразования,науки,производстваиуправленияврешении комплексныхмерэкологическогохарактера.Примеромдвижениявэтомнаправлениибудетреализа- цияпрограммыкомплексныхнаучно-техническихпроектовполногоинновационногоцикла 1 .Блочно- модульные энерготехнологические комплексы (БМЭТК) для системавтономного энергоснабжения наоснове технологий переработкиотходов врамках этой программымогут стать драйверомраз- витиясовременных технологийиобеспечитьконкурентноепреимуществоРоссиинамировомрынке. РЕШЕНИЕПРОБЛЕМЫ В.И.Паршуков,А.В.Рыжков ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ АВТОНОМНОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ Национальныйпроект«Экология» как векторна сохранениеприродногодостояния и снижение антропогенного воздействия Национальный проект «Экология» [1] рассчитан на период по 2024 год и направлен на эффективноеобращение сотхо- дами,включая ликвидацию выявленных несанкционированных свалок,кардинальноеснижениеуровнязагрязненияатмосфер- ного воздуха, внедрение наилучших доступных технологий в сфереприродопользования. Основныеиндикаторыпроекта: •Общеефинансирование–4трлнруб.(втомчисле за счет внебюджетныхисточников–3,2 трлнруб.). •Ликвидациявсехвыявленныхна1января2018 годанесанк- ционированных свалок в границах городов–191шт. •Ликвидациянаиболееопасныхнакопленныхобъектов–75шт. •ДоляТКО,направленныхна утилизацию,вобщемобъеме образованныхТКО–36%. •Доля ТКО,направленных на обработку, в общем объеме образованныхТКО–60%. •Ввод в промышленную эксплуатацию мощностей по ути- лизацииТКО–23,1млн т. •Ввод впромышленную эксплуатациюмощностейпопере- работкеТКО–37,1млн т. Нацпроектом предусмотрено создание перерабатываю- щейинфраструктуры за счет средств,полученныхот экологи- ческогосбора.В2019годунаэтисредствапланируетсясоздать 39объектовв22субъектахРФ.ПоинформацииМинприроды, к2024 годупланируется собрать вобщей сложности15млрд руб. для создания 200 объектов для сортировки,обработки и утилизацииотходов [2]. Приведенныецифрыдорожной картыпроекта указывают намасштабность решений,но не раскрывают, какими путями странаподойдет к этимрезультатам. Ущерб,наносимыйокружающей среде Кначалу2018годаРосстатзафиксировалобразование38,07млрдт промышленных и бытовыхотходов.В 2017 годуобразовалось 6,22млрдт(на12,5%больше,чемв2016году).Поданнымагент- стваNeoAnalytics,объем ТКО за 2017 год составил 57 млн т. По состоянию на январь 2019 года в государственный реестр включены5526объектовразмещенияотходов.Ихобщаяоста- точная вместимость превышает 1,7млрд т.Ежегодно площадь свалок вРоссии увеличиваетсяна0,4млн га. При этом уровень переработки ТКО составляет 7,5%, апромышленныхотходов–62%.Данныецифры красноречи- во обозначают позицию государства к проблеме утилизации отходов.Согласитесь,показателипугающие. 1 ПостановлениеПравительства РФ от 19 февраля 2019 года№ 162 «Об ут- вержденииПравил разработки,утверждения,реализации, корректировки и за- вершения комплексныхнаучно-техническихпрограммполногоинновационного цикла и комплексных научно-технических проектов полного инновационного цикла вцеляхобеспеченияреализацииприоритетовнаучно-технологического развития РоссийскойФедерации» (не вступило в силу). & АВТОМАТИЗАЦИЯ № 5/19 Номинация «Партнер года» 76 SUSTAINABLE BUILDING TECHNOLOGIES zvt.abok.ru УМНЫЙУЧЕТ ЛОГИЧНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ УМНОГО УЧЕТА К онсорциум ЛОГИКА-ТЕПЛОЭНЕРГОМОНТАЖ, на- ходясь в авангарде отечественных производителей приборов учета энергоносителей, обеспечивает со- провождение выпускаемого оборудования на всех стадиях егожизненногоцикла,включаяразработку,производство,по- ставку,проектирование,монтаж,диспетчеризацию,сервисное обслуживание,ремонт,поверку и даже утилизацию. Эволюцияприборов Однимизключевыхнаправленийдеятельностиконсорци- умаявляютсяразработкаипроизводствоприборови систем коммерческогоучетаэнергоносителей,которыеосуществляет головнаякомпания–АОНПФЛОГИКА.За30летсвоейпро- изводственной истории фирма ЛОГИКА смогла совершить настоящую технологическую эволюцию, выпустившесть по- колений средств измерений энергетических ресурсов. Разработкановыхприбороврассчитананамаксимальное удовлетворениепотребностивсредствахучетакакпоставщи- ков,такипотребителейвсехиспользуемыхнапрактикевидов энергоносителей: горячей воды и пара, электроэнергии,природногоиразличных технических газов, а также смесей угле- водородов, используемых в газоперера- батывающей отрасли.Тепловычислители серииСПТ,корректорырасходаприрод- ногоитехническихгазовСПГ,сумматоры электрическойэнергииимощностиСПЕ, теплосчетчикииизмерительныекомплек- сыучетаприродного газасерииЛОГИКА успешно используются во всех промыш- ленных регионах России и странахСНГ. Ярким представителем широкой ли- нейки современных приборов учета се- рииЛОГИКАявляетсятепловычислитель СПТ963.Этофлагманскиймногофункци- ональный приборVI поколения для ком- мерческого учета тепла, регулирования режимов теплоснабжения и ГВС.Он на- деленсамымпередовымсочетаниемфунк- циональных возможностей, технических и метрологических характеристик, благодаря чему не имеет прямыханалоговнарынкесредиприборовучетасвоегокласса. Одновременноссовершенствованиемсредствизмерений энергоресурсовфирма занималасьипродолжает заниматься разработкой программногообеспечения.К примеру,для по- лучения и хранения данных,а также их вывода в виде таблиц и отчетов необходимого формата разработана программа ПРОЛОГ.Крометого,дляорганизациимасштабируемых си- стем сбора данных с приборов учета в сетях,построенных набазестекапротоколовTCP/IP,втомчислевсетиИнтернет, создана программа РАДИУС.Она устанавливает канал свя- зи между адаптерами и диспетчерским программным обес- печением, а также позволяет иметь дистанционный доступ к данным приборов. Для удобства пользователей специалистамифирмы раз- работанымобильныеприложенияИНСПЕКТОРиНАКОПИ- ТЕЛЬ.Первоеприложениеслужитдляпросмотраиредактиро- ваниятекущихинастроечныхданныхприборов,второе–для считывания архивных данных из приборов и переноса этих Современныймир стремительно уходит в «цифру».Не стоит наместе и коммерческий учет энергоносителей.Помереразвития технологииИнтернета вещей и совершенствования при- боровучетаэнергоресурсоввозможностисистемдиспетчеризациистановятсяпо-настоящему безграничными.Интеллектуальные системы диспетчеризации являются одной из важных со- ставляющих умного города, в котором повсеместный учет энергоресурсов и их грамотное распределениечерезуправлениеобъектамиинфраструктурыпозволяютповыситькомфорти энергоэффективностьжизни горожан.Новыереалиибросаютпроизводителямприборовучета технологический вызов,принять которыймогут только сильнейшие. & АВТОМАТИЗАЦИЯ № 4/19 Номинация «Партнер года» 84 SUSTAINABLE BUILDING TECHNOLOGIES zvt.abok.ru Из этих данных следует, что уже при толщине утепли- теля 50мм затраты на отопление после окончания перво- го отопительного периода снизятся более чем в 2 раза по сравнению с эксплуатационными затратами исходного, неутепленного,дома. Величина годовойэкономииденежныхсредств,достигае- маяврезультатеутеплениянаружныхстендеревянногодома приразличнойтолщинеутеплителя,представлена графически нарис.3.Базовыйвариант (толщинаутеплителя0мм)нерас- сматривается,так как экономии не дает. Наосновании полученных данных рассчитаем дисконти- рованный срок окупаемости инвестиций в дополнительное утепление наружных стен дома из бруса.Динамику роста тарифов на энергоносители примем равной 12% в год. В качестве индекса дисконтирования примем среднюю порегионуставкуподепозитам (какальтернативныйвариант инвестирования денежных средств) в надежном банке – 8% в год. Из данных,представленных на рис.4, следует,чтомини- мальный срок окупаемости соответствует толщине утепли- теля 150 мм.Однако при любой толщине слоя утеплителя дисконтированный срок окупаемости не превышает 6 лет, аточнее–шестиполныхотопительныхпериодов,чтосвиде- тельствуето быстройокупаемости инвестиций в утепление. Примонтаже утеплителяиоблицовки собственными силами (без привлечения специализированной строительной орга- низации) срококупаемостиокажетсяещеменьше.Такимоб- разом, утеплениенаружныхстендеревянногодомаизбруса целесообразно во всех случаях. Дополнительныепреимуществанаружного утепления Учитывая сказанное,следуетотметитьнесколько важных моментов. 1. За счет дополнительного утепления стена из бру- са оказывается в зоне положительных температур в те- чение всего отопительного периода. Если до утепления брус в стене испытывал знакопеременные температурные воздействия, что негативно сказывалось на его эксплуата- ционном состоянии, то после утепления эти воздействия становятся минимальными и можно ожидать увеличения эксплуатационного срока службы всегодома.Наружное уте- пление защищаетоснованиестенынетолькоотвоздействия отрицательных температур, но и от солнечной радиации в летнем режиме эксплуатации. 2. При наружном утеплении стен точка росы смещает- ся из плоскости стены в плоскость утеплителя, что также положительно сказывается на эксплуатационном состоянии деревянныхстениможетприводитькулучшениюпараметров микроклимата в доме. 3. Утепление повышает степень капитализации дома, а следовательно,егорыночную стоимость.В случаепродажи дома вложенные в утепление средствамогут быть частично или полностью компенсированы. 4. Утеплениедомаприводит к уменьшению эксплуатаци- онных расходов на отопление при поддержании заданной температуры внутреннего воздуха. 5. Наружная облицовка фасадов уменьшает так называ- емые инфильтрационные потери тепла, возникающие в ре- зультате воздухопроницания деревянных стен из бруса.Та- ким образом,наружное утепление сокращает потери тепла не только за счет утепления,но также и за счет сокращения инфильтрационных потерь через стены. 6. Наружное утепление дома (не только стен) позволит включать отопление позже расчетного срока (в начале ото- пительного периода) и выключать раньше (в окончательной фазе отопительного сезона), что приведет к сокращению расчетной продолжительностиотопительного периода. На приведенном примере мы убедились, что примене- ние современных утеплителейне только сокращает затраты на отопление, но и приводит к увеличению долговечности основания стен, росту рыночной стоимости объекта и по- вышению уровня комфорта тех, кто в нем проживает или работает. Для климатических условийМосковской области про- гнозируемый срок окупаемости дополнительных инве- стиций в утепление деревянного дома из бруса составля- ет от 4,6 до 5,4 года.Минимальный период окупаемости (4,6 года)достигаетсяпри толщине слоя утеплителя150мм. Сточкизрениярасходовтольконаружноеутеплениенеболь- шого частного дома позволяет экономить 42000 руб. в год за счет современных энергосберегающихматериалов. � 0 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 6,0 5,2 4,6 4,8 5,4 50 100 Толщина утеплителя,мм Срок окупаемости,лет 150 200 Рис.4. Зависимость срокаокупаемостиоттолщины слоятепло- изоляции Рис.3. Величина годовой экономии денежных средств,руб./год, достигаемаяврезультатеутеплениянаружныхстендеревянного дома при различной толщине утеплителя (50,100,150,200мм) 50 100 150 200 29 457 37 640 42 004 44 732 �Э,руб./год Толщина утеплителя,мм 82 SUSTAINABLE BUILDING TECHNOLOGIES zvt.abok.ru В соответствиисприказомМинстрояРоссии№1550/пр (далее –Приказ№ 1550/пр) все вновь создаваемые, реконструируемые или проходящие капитальный ре- монт здания начиная с 1 июля 2018 года должны обладать сниженной на 20 % относительно базового уровня удель- ной характеристикойрасхода тепловой энергиинаотопле- ние и вентиляцию (таблица).Для обеспечения требуемого 20 %-ного повышения энергетической эффективности су- ществуетогромное количествоинженерныхрешений.При- влечем внимание архитекторов и проектировщиков к до- статочно простому и очевидному решению, уместному как при проектировании новойшколы или больницы,так и при проведении капремонта таких зданий. Речь идет об отказе от привычного для общественных зданий конструктива плоской кровли в пользу скатной валь- мовой кровли.В случае капремонта это решение классифи- цируется как«переустройствоневентилируемых совмещен- ных крыш на вентилируемые с утеплением подкровельного (чердачного) перекрытия». Решение о переделке крыши из плоской в скатную имеет ряд универсальных для любого региона страны преимуществ. Во-первых, стоимость устройства и капремонта валь- мовой крыши, как правило,ниже стоимости аналогичной по площади невентилируемой плоской крыши. Это свя- зано, в частности, с тем, что для достижения требуемых поСП 50.13330 показателей термического сопротивления конструкции необходимо меньше теплоизоляционных ма- териалов.Приведем пример для здания, расположенного вМоскве.Требуемое термическое сопротивление: •плоскогопокрытиясоставляет4,7м 2 •°C/Вт.Сучетомлиней- ных теплопроводных включений (парапеты вмалоэтажном здании являются причиной до 20% теплопотерь) этот по- казательдолженбытьзапроектированнеменее5,6м 2 •°C/Вт; • вентилируемого покрытия составляет 4,1 м 2 •°C/Вт. После учета точечных мостиков холода (линейные мостики – парапеты перекрыты свесами кровли) по СП 230.1325800.2015 нормируемое значение термиче- ского сопротивления – 4,5м 2 •°C/Вт. Таким образом, утепление вентилируемой кровли тре- буетна20%меньшетеплоизоляции,чемплоской.При этом стоимость жестких марок минеральной ваты для плоских кровель в несколько раз выше, чем минеральной ваты для утепления чердака. При расчете экономической эффективности следует также учитывать стоимостьежегодныхосмотровимелких ремонтов в периодмежду капитальными ремонтами.Для плоской кровли считается нормой заделка трещин и дыр раз в три года. Бремя расходов на содержание плоской крышиможет в 2–3раза превышать первичную стоимость ее изготовления.Для скатной кровли с утепленным чер- даком стоимость межремонтного обслуживания суще- ственно ниже. Во-вторых,припроведении капремонта здания старую плоскую крышуможно не демонтировать и устанавливать стропильную систему и покрытие поверх существующего покрытия. Не стоит также забывать, что в соответствии сПриказом№1550/пр уже в2023 годунасждеточередной витоктребуемого40%-ного сокращения удельногорасхода энергииотносительнобазовогоуровня.Доутеплениехолод- ного чердака в отличие от доутепления плоской кровли – гораздо более простая задача. В-третьих,большимпреимуществомустройстваскатной кровли вшколахибольницах вместоплоскойявляетсябу- ферная способность холодного чердака, которая снижает нагрузку на системы кондиционирования и обеспечивает тепловой комфорт в помещениях верхнего этажа летом. Чердачноепомещениепрекрасноподходит длябережного размещения там систем вентиляции и кондиционирования, которые становятся тем более важными,чем более герме- тичнымиоказываютсяпомещенияпосле заменыоконидве- рей на более энергоэффективные. Таким образом, для реализации требований Приказа №1550/прпо снижению удельногорасхода зданийнаото- плениеи вентиляцию в качествепервоочередныхмер следу- ет рассматривать простые и имеющие долгий опыт приме- ненияинженерныерешения,вчастности выбор конструкции вентилируемой кровли вместо плоской. � Е.Ю.Ивлиева, руководитель отдела качества и технической экспертизы, ООО «Сен-ГобенСтроительнаяПродукция Рус» ПРИПРОЕКТИРОВАНИИИПРОВЕДЕНИИРЕМОНТА ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХИМЕДИЦИНСКИХУЧРЕЖДЕНИЙ Таблица Удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию, Вт/(м 3 •°С) (выдержка из При- каза№ 1550/пр,приложение 2) Типы зданий Этажность зданий 1 2 3 4 Зданиямедицинских орга- низаций,домов-интернатов 0,394 0,382 0,371 0,359 Здания образовательных организаций 0,521 – 1 ПриказМинстроя России от 17 ноября 2017 года№ 1550/пр «Об утверждении требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений». & АВТОМАТИЗАЦИЯ № 3/19 Номинация «Партнер года» ОСНОВНЫЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ 88 SUSTAINABLE BUILDING TECHNOLOGIES zvt.abok.ru РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ Р ассмотрим в качестве примера задачу нахождения потерь теп- лоносителя междуЦТП и груп- пой крупныхмногоквартирных домов (МКД),подключенныхкэтомуЦТПдля снабжения горячей водой (ГВС). Количество теплоносителя, отпу- щенногосЦТП,будетопределятьсяраз- ницей массовых расходов в подающем иобратномтрубопроводеГВСнаЦТП: � М ЦТП = М 1 – М 2 . (1) А количество теплоносителя,израс- ходованного потребителями в качестве горячейводы,– суммойразниц соответ- ствующихрасходовувсехпотребителей: � М ПОТР =� i ( М 1 i – М 2 i ). (2) Потери теплоносителя в сетях отЦТПдопотребителейвычисляются как разница выражений (1) и (2): М потерь =� М ЦТП –� М ПОТР = = ( М 1 –� i М 1 i )+ (� i М 2 i –М 2 ). (3) Преобразование выражения (3) к последнему виду было выполнено для того,чтобы два его слагаемыхот- вечали за потери в соответствующих трубопроводах:первое запотеривпо- даче,а второе за потери в обратке. Надиаграмме (рис.1)представлены результаты расчета за период продол- жительностьюдвамесяцапосуточным архивам теплосчетчиков.Общиепоте- ри, вычисленные в соответствии с вы- ражением (3), изображены зелеными точками и линией,потери в подающих трубопроводах – красным цветом, а вобратных – синим. Сразужеоговоримся,чтодопуска- емаяхарактеристикамирасходомеров ширина метрологического коридора в случае отсутствия действительных потерь при исправных приборах со- ставляет в нашем случае примерно ±30 т/сут.То есть потери (3) практи- чески во всемисследованномпериоде времени заисключениемтолькоодной точки уложились в этот допуск. Но вот значения потерь в трубо- проводах по отдельности оказались чрезмернобольшими.Они существен- А.В.Чигинев, ведущий специалистООО «ТЕРМОТРОНИК» А.В.Шохин, главный конструкторООО «ТЕРМОТРОНИК» БАЛАНС ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ Основнаязадачакоммерческогоучетаэнергоносителейсво- дится в конечном итоге к определению баланса между отгру- женным с источника и полученным потребителями количеством энергоресурсов.Мы рассматривали эту задачу в применении к балансу тепловой энергии и теплоносителя наЦТП [1]. Было показано,что требованиядействующей«Методикиосуществле- ниякоммерческогоучетатепловойэнергии, теплоносителя»кме- трологическимхарактеристикамрасходомеровнедостаточныдля решения практических задач сведения балансов с приемлемой точностьювсистемах теплоснабжения. Тем неменее приведем пример того, как, используя данные приборов коммерческого учета при нахождении потерь,можно дополнительнорешатьнекоторые специфические задачи,повы- шающиеэнергоэффективностьпроцессаэнергоснабжения. 01.12 03.12 –60 –40 –20 20 � M � M 1 � M 2 40 60 80 100 2018 2019 Потери теплоносителя,т,сут. 0 05.12 07.12 09.12 11.12 13.12 15.12 17.12 19.12 21.12 23.12 25.12 27.12 29.12 31.12 02.01 04.01 06.01 08.01 10.01 12.01 14.01 16.01 18.01 20.01 22.01 24.01 26.01 28.01 30.01 Рис.1. Потери теплоносителя раздельно в подающих иобратных трубопроводах & АВТОМАТИЗАЦИЯ № 3/19 Номинация «Партнер года» 86 SUSTAINABLE BUILDING TECHNOLOGIES zvt.abok.ru СОВРЕМЕННЫЕМАТЕРИАЛЫ Р ассмотрим частный дом из бруса, являющийся одним из наиболее часто встречающихся вариантов при стро- ительствежилогозагородногодомавРоссии.Несмотря на относительно небольшую стоимость строительства, есть проблема:низкийуровеньтепловойзащитытакихдомовивы- сокаявоздухопроницаемостьстенобуславливаютзначительные эксплуатационныеиздержкипри круглогодичномпроживании. Однимиз способов снижения затратнаотопление заго- родного дома является его утепление.Утепление наружных стенприводиткуменьшениюпотерьтепловойэнергиичерез стены, следовательно, требует меньших расходов энерго- носителей для компенсации потерь и поддержания в доме комфортныхусловийпроживания.Наружноеутеплениеобес- печивает уменьшениепотерьтепланетолько за счеттепло- изоляции, но и за счет уменьшения воздухопроницаемости наружных стен. Однако любое утепление требует дополнительных ин- вестиций,которыеокупаются за счет сокращения эксплуата- ционных издержек. Исходныерасчетныеданные Теперь давайте максимально конкретизируем условия расчета. Производители современной теплоизоля- ции утверждают, что их новые технологии позволяют сберегать большое количество тепла на разных объектах, от маленького частногодомадоогромногопромышленно- го предприятия.Однакомногие до сих пор считают это утверждение своего родамар- кетинговым трюком,имеющиммалообщего с действительностью.Давайте на реальном примере проведем экономические расчеты иоценимвозможныевыгодыотприменения высококачественногоутеплителя. СКОЛЬКО МОЖНО СЭКОНОМИТЬ НА ОТОПЛЕНИИ С ПОМОЩЬЮ СОВРЕМЕННОГО УТЕПЛИТЕЛЯ? А.Г.Керник,А.С.Горшков & АВТОМАТИЗАЦИЯ № 4/19 Номинация «Партнер года» 80 SUSTAINABLE BUILDING TECHNOLOGIES zvt.abok.ru