Яке відношення має відмова від ядерної енергетики до витрат на опалення?

Валове виробництво електроенергії в Німеччині у 2006 році
Джерело: Німецька асоціація енергетичної та водної промисловості (BDEW)

Шановний пане чи пані,

Наш федеральний уряд щойно прийняв резолюцію:

•  Сім найстаріших атомних електростанцій Німеччини, які спочатку були тимчасово зупинені після японської ядерної катастрофи, ніколи не будуть знову підключені до мережі.
• Решта термінів експлуатації інших десяти атомних електростанцій буде обмежена фіксованою датою.
• Атомна енергетика буде остаточно припинена наприкінці 2022 року, але податок на ядерні паливні стрижні залишиться в силі.
• Пошук остаточного репозиторію посилюється і розширюється.
• Електричні мережі мають бути швидко розширені, щоб, наприклад, транспортувати вітрову енергію з півночі Німеччини на південь. Також будуть використовуватися більш дорогі підземні кабелі.
• Офшорні вітроелектростанції, гідроенергетика та геотермальна енергетика отримуватимуть більше субсидій, тоді як субсидії для сонячних електростанцій та наземних вітрогенераторів мають бути зменшені. Водночас, старі вітрогенератори мають бути замінені на нові, більш потужні.
• На додаток до нових вугільних та газових електростанцій, що вже будуються, планується додати ще 10 гігават потужностей електростанцій на викопних видах палива. Однак ці електростанції мають бути максимально ефективними та гнучкими. При цьому національні цілі зі скорочення викидів CO2 мають бути досягнуті.
• Фінансування енергоефективної реконструкції будівель спочатку буде збільшено до 1,5 мільярдів євро на рік протягом 2012-2014 років. Крім того, заходи зі скорочення енергоспоживання будуть легше вираховуватися з податків. Таким чином, уряд прагне забезпечити, щоб два відсотки житлового фонду оновлювалися щороку з метою економії енергії та скорочення викидів CO2.

Джерело: AFP, WELT ONLINE, WIKIPEDIA

Що це означає для нас?

Відтепер ми обходимося без семи з останніх 17 атомних електростанцій, або 411 ТВт*год, на які, за даними Німецької асоціації енергетичної та водної промисловості (BDEW), все ще припадає 231 ТВт*год валового виробництва електроенергії у 2009 році. Це означає, що зараз нам не вистачає 91 ТВт наших потужностей з виробництва електроенергії, які ми, очевидно, можемо без проблем покрити за рахунок існуючих резервів. Оскільки наразі немає більше вітрових, гідро-, сміттєвих чи фотоелектричних потужностей, цю прогалину, ймовірно, доведеться покривати за рахунок викопних видів палива (2009: 571 ТВт∙год. виробництва електроенергії) або біомаси (2009: 41 ТВт∙год. виробництва електроенергії). Тут слід зазначити, що резервні потужності електростанцій можуть бути використані лише за рахунок збільшення використання палива! З огляду на розподіл, можна припустити, що наразі понад 901 ТВт∙год. вимкнених ядерних потужностей покривається за рахунок додаткового використання викопного палива. Якщо потужність електростанцій на викопному паливі буде розширюватися якомога "ефективніше і гнучкіше" в майбутньому, це може означати лише те, що частка природного газу (2009: 131 ТВт.год. виробництва електроенергії) має зрости, оскільки газові турбіни є надзвичайно гнучкими і високоефективними у поєднанні з паровими турбінами, що стоять нижче за течією. Крім того, газ є викопним паливом з найнижчим рівнем викидів CO2. Водночас, це також найважливіше джерело енергії для опалення будівель у Німеччині, особливо для приватних домогосподарств.

Висновок: подорожчає не лише опалення за допомогою електричних теплових насосів; підготуйтеся до зростання витрат на опалення в цілому - навіть на газ і нафту. Інвестуйте в систему опалення цього літа, щоб вже наступного року отримати вигоду від економії коштів.

Навіщо вам потрібні обидва варіанти: двозонне завантаження і двозонне розвантаження?

Про що вже пішла чутка...

полягає в тому, що найкраще можливе розшарування є запорукою ефективного використання буферних резервуарів. Це пов'язано з тим, що лише максимально добре стратифікований резервуар може поглинати тепло, коли він вже відносно повний, і віддавати тепло, коли він вже відносно порожній. Секрет цієї переваги полягає в тому, що при хорошій стратифікації бак завжди гарячий зверху і завжди холодний знизу (зображення, буфер 2-4), в той час як змішаний бак прогрівається зверху вниз (зображення, буфер 1). Межа між гарячим і холодним повинна бути якомога різкішою. Чим повніший циліндр, тим нижче (зображення, буфер 3), чим порожніший, тим вище (зображення, буфер 4) ця межа.

Стан заряду буферних накопичувачів

У будь-якому випадку, добре стратифікований накопичувальний бак містить якомога менше гарячої води.

Помилка, якої багато хто досі припускається

Багато наших клієнтів виявили, що завдяки використанню двозонних вузлів вивантаження rendeMIX 3×2 (для одного опалювального контуру) або rendeMIX 3×4 (для двох опалювальних контурів) вони змогли настільки поліпшити стратифікацію своїх буферних накопичувачів, що загальна ефективність геліосистем помітно зросла, а оператори залишилися дуже задоволеними. Інші зрозуміли, що двозонний завантажувальний вузол rendeMIX 2×3 (з підсилювачем зворотного потоку для дров'яного котла або когенераційної установки) також приносить їм відчутні переваги. Однак лише деякі з них усвідомили, що саме поєднання обох процесів, тобто одночасне використання двозонного завантаження та двозонного розвантаження, виводить буферну ємність на абсолютний пік продуктивності. Відмовитися від одного з них тільки тому, що ви використовуєте інший, означає погодитися на значно гірший результат.

[swfobj src="http://www.baunach.net/wp-content/uploads/be_und_entladung_p01_v05.swf" width="700″ height="525″ align="left" allowfullscreen="true"]

Чому поєднання обох методів є таким успішним?

Обидва методи в першу чергу зосереджені на слабкому місці кожного водонагрівача - гарячій воді середньої температури. На жаль, це знову і знову створюється неминучою турбулентністю в баку, якої ніколи не можна повністю уникнути, навіть з найсучаснішими внутрішніми механізмами. Однак систематичне і пріоритетне використання цієї теплої, змішаної води в кінцевому підсумку дозволяє "динамічно очистити" циліндр. Це означає, що стратифікація покращується під час транспортування тепла через циліндр. Припущення, що буферний бак спочатку заряджається джерелом тепла, а потім розряджається споживачами, є нереалістичним. Насправді обидва процеси завжди відбуваються більш-менш одночасно.

Приклад 1

Якщо дров'яний котел потужністю 20 кВт живить систему потужністю 20 кВт через буферну ємність, тепловміст баку залишається постійним. Тим не менш, одночасне заряджання та розряджання баку з використанням двозонного методу означає, що вся змішана гаряча вода видаляється, а стратифікація баку повністю перебудовується.

Приклад 2

Якщо споживання енергії зростає до понад 20 кВт, буферний накопичувач повільно, але впевнено спустошується, оскільки відсутня потужність забирається з його теплопостачання.

Приклад 3

Якщо споживана потужність падає нижче 20 кВт, буферний бак повільно, але впевнено заповнюється, оскільки надлишкова потужність додається до його теплового запасу.

Порада від професіонала: гарне самопочуття - це половина успіху

Що таке якість контуру управління?

Датчик на ТЕЦ

Регулятор постійно порівнює задане ЗАДАНЕ значення з виміряним ФАКТИЧНИМ значенням і визначає реакцію (керовану змінну) на різницю (відхилення) з метою зробити відхилення між ЗАДАНИМ і ФАКТИЧНИМ значеннями якомога меншим. Якщо, наприклад, для когенераційної установки потрібна постійна температура зворотного теплоносія 60°C, то це є ЗАДАНИМ значенням, тоді як ФАКТИЧНЕ значення визначається датчиком температури. Можливою реакцією може бути триточковий сигнал, який відкриває, зупиняє або закриває змішувальний клапан за допомогою електроприводу, щоб підвищити, підтримати або знизити температуру зворотної води.

Контролюйте поведінку за допомогою датчиків

Під якістю контуру регулювання розуміють насамперед те, наскільки точно і швидко регулятор наближає фактичне значення до заданого, наприклад, після раптової зміни заданого значення в момент часу T. В ідеалі, фактичне значення лише один раз злегка перевищує задане, а потім наближається до заданого значення з цього боку. Якщо регулятор занадто повільний, пройде занадто багато часу, перш ніж ціль буде досягнута. Якщо контролер занадто швидкий, він кілька разів вийде за межі цілі. Оскільки серводвигун також є частиною контуру керування в нашому прикладі і, отже, впливає на його якість, час його роботи слід правильно налаштувати на контролері, якщо така опція доступна.

Що таке мертвий час?

Велика відстань датчика до змішувача

Мертвий час керованої системи - це період часу, який минає до того, як датчик виявить вплив зміни в контролері. Якщо, наприклад, датчик нашого вищезгаданого підсилювача зворотного потоку розташований на вході зворотного потоку в когенераційну установку, а змішувач встановлений на відстані 5 метрів від нього, то мертвий час дорівнює часу роботи (t), який потрібен воді, щоб пройти відстань (s) зі швидкістю (v) від змішувача до датчика.

t = s / v

v = Q / A = Q / ¼πDN²

Для когенераційної установки з тепловою потужністю 12,5 кВт, яка подає теплоносій з температурою 80°C і отримує теплоносій з температурою 60°C на виході, дельта T становить 20K, а витрата теплоносія (Q), відповідно, 0,54 м³/год. Це призводить до наступних швидкостей потоку (v) для наступних номінальних ширин і часу роботи (t) для секції довжиною 5 м, наприклад:

Ду [мм] Ду [мм] Ду [мм] Ду [мм] Ду [мм] Ду [мм] Ду [мм		v [м/с]	t [с]
15	½“	0,84	5,9
20	¾"	0,47	10,6
25	1″	0,30	16,5
32	1¼"	0,19	27,0

Звідси видно, що значно більший номінальний розмір призводить до значного збільшення часу простою. А це, безумовно, стоїть на заваді високій якості контролера.

Чому правильне встановлення датчика настільки важливе?

Також зрозуміло, що відстань між датчиком і змішувачем повинна бути якомога меншою, щоб не збільшувати час простою без потреби. Тому місце встановлення датчика - це перший параметр, який необхідно враховувати.

Невелика відстань від датчика до змішувача

Однак передача тепла від води, що гріє, до датчика також є перешкодою, яка залежить від часу: чим краща передача тепла, тим швидше реагує датчик. Особливо поширені контактні датчики, які монтуються на зовнішній стороні труби, по якій протікає вода для опалення, що підлягає вимірюванню. Тут відіграють роль три основні фактори:

Контактна поверхня
Поверхня контакту повинна бути якомога більшою. Якщо, наприклад, датчик розміщений вздовж гофрованої труби, то для теплопередачі доступні лише кілька невеликих точок.

При використанні гладкої трубки контакт між датчиком і трубкою все ще являє собою лінію. Лише за допомогою теплопровідної пасти або іншого теплового моста лінія стає необхідною контактною поверхнею, що гарантує швидку теплопередачу.

Датчик без теплопровідної пасти та датчик з теплопровідною пастою

Теплопровідність перехідних матеріалів

Метали є найкращими провідниками тепла на відміну від пластику, оксидів (іржі) або інших домішок. Тому труба повинна бути виготовлена з металу і ретельно очищена перед встановленням датчика.

Контактний тиск

Натяг контактного тиску повинен залишатися постійно еластичним, що необхідно враховувати при виборі натяжного ременя. У цьому відношенні спіральний пружинний дріт, безумовно, краще, ніж кабельна стяжка, а кабельна стяжка, безумовно, краще, ніж клейка стрічка.

Контактний тиск завдяки натяжній стрічці

У будь-якому випадку, досвід і уважність монтажника необхідні для того, щоб уникнути непотрібних помилок на цьому етапі, які в гіршому випадку можуть погіршити якість контуру регулювання до такої міри, що у зворотному потоці когенераційної установки виникнуть постійні температурні коливання.

Погана теплопередача призводить до збільшення часу простою