ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ЭНЕРГОСИСТЕМАМИ КОМПЛЕКСА ЗДАНИЙ ДЛЯ УЧРЕЖДЕНИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СФЕРЫ
, ,
Белгородский государственный технологический университет (БГТУ) им. , Белгород
Тел.: (07, , e-mail: *****@***ru
В Белгородский области с 2000 г. для реализации программы «Энергосбережение Минобразования России» головным исполнителем был утвержден Белгородский государственный технологический университет (БГТУ) им. .
Основная часть проводимых энергосберегающих мероприятий в БГТУ, связанная с созданием демонстрационной зоны и применением современных энергоэффективных технологий на основе автоматизации распределенных энергосистем зданий, заключалась в следующем.
1. Первый этап был связан с оценкой и учетом фактического теплопотребления зданий. При энергетическом обследовании было установлено следующее. В тепловых пунктах зданий вуза наблюдался низкий перепад давлений на их вводах (порядка 0,02-0,03 МПа), что приводило к ухудшению циркуляции в системах отопления и значительному недогреву помещений. Был определен высокий процент изношенности основных элементов инженерных систем зданий. Зависимость работы нерегулируемых систем отопления от температурного режима систем горячего водоснабжения (ГВС) при непосредственном водоразборе вызывала «перетопы» зданий (на 20-30%) в теплые осенне-весенние периоды и соответственно перерасход тепловой энергии на отопление. Применение открытой системы централизованного теплоснабжения зданий приводило к существенному снижению качества работы систем отопления зданий за счет интенсивного зарастания трубопроводов отопительных систем зданий, что вызывало ухудшение циркуляции в отопительный период, а также приводило к недогреву зданий. При анализе температурных режимов на вводах тепловых пунктов было установлено, что наблюдаются периоды существенного занижения температурного графика подачи теплоносителя от городской котельной. На этом этапе было установлено, что прежде всего необходимо экономить тепловую энергию и обеспечить реконструкцию элеваторных узлов путем создания индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) с системами автоматического учета и регулирования тепловой энергии, а также модернизировать системы ГВС, приточно-вентиляционные установки (ПВУ) и др. Следует отметить, что процентные соотношения между вентиляцией, ГВС и отоплением (60% – отопление, 33% – ГВС и 7% – остальные системы централизованного теплоснабжения зданий) сложились в результате выхода из строя около 90% калориферов ПВУ и кондиционеров. Фактически потребление тепловой энергии в вузе на момент проведения энергосберегающих мероприятий было сведено к минимуму за счет физического износа основных элементов инженерных систем зданий.
2. Второй этап заключался в автоматизации индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) и других инженерных систем зданий. При реконструкциях значительного количества водоструйных элеваторных узлов, с одной стороны, и при ограниченных финансовых возможностях, с другой стороны, требовался тщательный подход к выбору применяемых технических решений на базе современного энергосберегающего оборудования. При этом один из основных вопросов упирался в определение экономической целесообразности дальнейшей эксплуатации существующих систем теплоснабжения зданий, существенно влияющих на качество работы систем отопления зданий. Альтернативный путь состоял в переходе к применению теплообменников в системах отопления и ГВС, но от этого отказались, учитывая возможность строительства автономных котельных и существенные затраты при переходе на другую систему теплоснабжения зданий. С учетом современных энергоэффективных технологий для существующих систем теплоснабжения зданий были реализованы схемы систем автоматического регулирования (САР) отопления, ГВС, ПВУ и других инженерных систем на базе современного энергосберегающего оборудования.
3. Третий этап был связан с созданием автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ) комплексом зданий вуза. Основная цель АСДУ – это повышение эффективности управления распределенными энергосистемами зданий и снижение расходов на тепловую энергию. Нижний уровень АСДУ включает автоматизированные ИТП, ПВУ и другие инженерные системы зданий. Средний уровень содержит контроллеры со встроенным программным обеспечением для выполнения заданных задач, осуществляющие в заданном цикле интервала усреднения сбор информации с распределенных датчиков, накопление, предварительную обработку и передачу этих данных на верхний уровень автоматизированной системы управления и соответственно передачу управляющих сигналов с верхнего уровня на локальные регуляторы нижнего уровня. На верхнем уровне находится персональный компьютер с программным обеспечением для SCADA-систем, осуществляющий сбор информации с контроллеров среднего уровня, основную обработку поступившей информации с распределенных объектов, отображение и документирование данных в виде, удобном для наблюдения за работой системы. На АРМ диспетчера функционируют следующие программные модули: среда для программирования контроллеров среднего уровня, среда разработки и среда выполнения InTouch, сервер ввода-вывода Modbus и программное обеспечение, позволяющее публиковать информацию о функционировании АСДУ в Интернете. Взаимодействие между программными компонентами осуществляется по протоколу DDE. Обмен между средним и верхним уровнем осуществляется по протоколу Modbus. Предусмотрены применения средств компьютерной телефонии для удаленного доступа к технологическим параметрам распределенных объектов и INTERNET-технологий для удаленной диспетчеризации.
4. Заключительный этап начался со второй половины 2004 г. с монтажа первой блочной котельной установки ТКУ-1,2 с двумя котлами типа «Вулкан» для 3 зданий вуза, имеющих минимальные перепады давления на вводах в ИТП. Всего по плану предусмотрено строительство 4 блочных котельных установок для обеспечения вуза тепловой энергией. В реализации этого этапа намечено разумное сочетание централизованных и децентрализованных систем теплоснабжения зданий вуза. Необходимость появления этого этапа связана с тем, что здания комплекса БГТУ – это концевые потребители тепловой энергии с протяженностью тепловых сетей вуза более 5 км (в однотрубном исполнении) и находящиеся в пределах 11 км от городской котельной, что в целом приводит к значительным потерям тепла в теплосетях. Кроме того, постепенное увеличение потребителей тепла у городской котельной существенно усложняет и без того тяжелое положение концевых потребителей – зданий вуза, причем ввод новых учебных корпусов также связан с дополнительным увеличением потребляемого тепла. При этом основная цель заключительного этапа связана с получением более дешевой тепловой энергии и уменьшением теплопотерь за счет сокращения протяженности тепловых сетей вуза. После ввода блочных котельных установок они будут подключены к АСДУ комплекса зданий.
Создание АСДУ для зданий образовательного назначения является одной из ключевых современных технологий энергосбережения. В АСДУ предусмотрены возможности наблюдения за работой системы, регулирования работы энергохозяйства, получения информации для анализа и выработки рекомендаций по стратегии управления энергетическими объектами ведущими специалистами с их компьютеров в локальной сети с целью экономии энергоресурсов.
