Мехтиев А.Д., Ким П.М., Алькина А.Д., Оспанова К.М., Краснюк А.И.

Карагандинский государственный технический университет

Эффективность автономных систем отопления на основе паровых электрообогревателей отрицательного давления

Нами разработан энергосберегающий паровой электрообогреватель отрицательного давления (ПЭОД), его принципиальное отличие от традиционных электрообогревателей заключается в инновационном конструктивном решении. Основные технические данные приведены в инновационных патентах РК №27946; №28148, №28946.

Основными потребителями ПЭОД являются компании, занимающиеся гражданским строительством в местности, где затруднено или невозможно проведение центрального отопления, а также частные лица удаленные от теплоцентрали новостройки, автомастерские, дома отдыха, предприятия малого бизнеса и др. Более подробную информацию можно получить написав сообщение на email: barton.kz@mail.ru.

Выполним оценку эффективности внедрения ПЭОД на примере трехэтажного административного офисного здания, рисунок 1 (Республика Казахстан, г. Караганда). Основные строительные характеристики здания, размеры 18 х 8 м, при высоте 9 м, S=432м², V= 1296м³. В качестве основной несущей системы здания принят монолитный железобетонный остов, состоящий из несущих стен, колонн, балок и перекрытий, жестко сопряженных между собой и образующих единую пространственную конструкцию. Наружные стены выполнены из двойного кирпича, толщина 51см. В здании расположены окна в количестве 30шт., выполненные из двухкамерного стеклопакета.

Первоначально проектом было предусмотрено централизованное отопление от тепловой сети города. После реконструкции и ремонта возникла необходимость выбора системы отопления.

Рисунок 1 – 3-х этажное административное здание с офисными помещениями

В качестве источника тепловой энергии для отопления здания рассматриваются 5 вариантов с учетом капиталовложений и полученной выгоды:

1. централизованное отопление от районной котельной;

2. строительство автономной котельной, использующей в качестве топлива природный газ;

3. установка автономного электрического котла;

4. установка ПЭОД, использующих электрическую энергию;

5. установка ПЭОД, использующих электрическую энергию в здании, утепленном минеральными плитами из природно-технологического камня.

Для расчета стоимости электрической энергии данные величины дифференцированного тарифа оплаты по зонам суток в городе Караганда представлены в таблице 1, установленный на 2013 год.

Построим диаграмму капиталовложений по всем 5-ти вариантам отопления здания (рисунок 2) и распределения ежемесячных затрат построена на рисунке 3.

Таблица 1 - Дифференцированные тарифы по зонам суток в городе Караганда на 2013 год

Время	Стоимость 1кВт/ч, с учетом НДС (тенге)
день (с 7:00 - до 23:00)	10,92
ночь (с 23:00 - до 7:00)	1,55

тенге

Рисунок 2 – Диаграмма капиталовложений по рассмотренным вариантам

тенге

Рисунок 3 – Диаграмма ежемесячных затрат по рассмотренным вариантам

Экономический эффект для всех вариантов:

;

;

;

.

Срок окупаемости для каждого варианта:

лет;

месяцев;

месяца;

месяцев.

Проведенные расчеты показали высокую эффективность, низкое энергопотребление ПЭОД отопления в обычном здании, и еще большую эффективность работы в здании, покрытом теплоизоляционными материалами. Общие капиталовложения для внедрения ПЭОД составляют 591 тыс. тг, если вдобавок покрыть здание теплоизоляционным покрытием и добавить аккумуляторы теплоты – 1.449. тыс. тг, что в среднем 4 раза меньше установки автономного газового котла и в 12 раз меньше, чем установка центрального отопления. Ежемесячные затраты на использование ПЭОД в 3 раза меньше, чем при использовании центрального отопления, автономного электрического котла и в 6 раз меньше, чем при использовании автономного газового котла. Экономический эффект в 30 раза выше, чем при использовании центрального отопления и в 3 раза выше, чем при использовании автономного электрического котла. При этом срок окупаемости обоих проектов с использованием ПЭОД не превышает одного отопительного сезона, т.е. не более 7 месяцев. Для сравнения срок окупаемости установки центрального отопления составляет 6 лет.

Разработанные ПЭОД отличаются от известных быстродействием, высоким коэффициентом полезного действия, обладают новизной и оригинальностью, позволяют компоновать системы отопления в соответствии с требованиями к конкретному зданию и помещению, обеспечивать эффективное использование энергетических ресурсов при работе систем отопления.