Методика определения потребности в энергии коммунально-бытового сектора и сферы услуг сельских регионов

В быту и общественном секторе села в настоящее время потребление энергоресурсов составляет 125 млн.т.у.т., в том числе 110 млн. т.у.т. котельно-печного топлива, 40 млнрд. кВтч электроэнергии. Удельное потребление энергии на 1 человека в год — 1,3 т.у.т. Основной потребитель энергии — тепловые процессы (около 90% энергопотребления) [109]. Крупнейший потребитель тепла в сельской местности — жилой сектор.

Потребление тепловой энергии в быту села оставляет около 460 млн. Гкал/год, из них 78% в жилом секторе. Основными теплопотребляющими процессами являются отопление и вентиляция — 79% суммарного теплопотребления, горячее водоснабжение — 14,5%, пищеприготовление — 6,5%. Наиболее распространенный источник тепла в настоящее время — отопительно-варочные печи. Ими пользуются более 85% сельских семей. Около 10% населения обеспечено индивидуальными отопительными котельными на различных видах топлива, а 5% имеют централизованное отопление. В структуре потребляемого котельно-печного топлива доля высококачественных его видов (газ, жидкое топливо) составляет лишь 16%. Основной удельный вес составляют уголь и дрова. На долю электроэнергии приходится менее 1% покрытия потребности в тепловой энергии.

Лимитирование коммунального теплопотребления приводит к снижению температуры в помещениях. Как показывают многочисленные исследования оптимальных условий микроклимата, °C может рассматриваться как минимально допустимая по санитарно-гигиеническим условиям, при которой еще обеспечиваются уравновешивание теплопродукции человека и его теплообмена с окружающей средой (при максимальной утепленности одежды). Температура ниже 14°С относится специалистами по микроклимату помещений к субнормальным, длительное пребывание человека при которой приводит к значительному охлаждению глубоких тканей тепла, что является причиной возникновения простудных заболеваний. Условия в помещениях при t=12°C считаются критическими, т.к. пребывание в них человека опасно для его здоровья. При такой температуре создаются условия для аварий отопительного оборудования. Дальнейшее понижение температуры может приводить к катастрофическим последствиям (размораживание отопительной системы зданий).

Длительность ограничения теплопотребления и допустимые значения лимитирования (отношение отпуска тепла в режиме лимитирования и нормальных условиях: температура воздуха внутри помещений снижается до ^оС, наружная температура принята °С) для экстремальных ситуаций связаны следующим образом:

1 сутки	3 суток	1 неделя	2 недели
0,68	0,83	0,86	0,86

Если считать, что вводимые ограничения достаточно продолжительные, а предел снижения температуры в комнате составляет 12°С, то допустимые сокращения отпуска тепла составляют как минимум 14%. Однако, с учетом того, что средняя температура холодного месяца для европейской части страны лежит в диапазоне –10÷17°С, а не 25°С, как принято в расчетах, реальное снижение поставок тепла, исходя из условий поддержания температуры воздуха в помещения на уровне 12°С может быть оценено в 20÷15%. Еще на 10% расход тепла может быть уменьшен за счет отказа горячего водоснабжения. В сумме это даст сокращение теплового нагрева на 30÷35%.

С учетом реального коэффициента использования топлива (в статистической отчетности принимается равным 0,7, на практике же не превышает 0,5) и наличия неотапливаемого жилого фонда объем самозаготовки топлива населением составляет не менее 18-20 млн. т.у.т. (17÷18% потребности), что имеет самое отрицательное социальное последствие.

Снижение температуры в помещениях необходимо рассматривать как одну из угроз СБ, непосредственно зависящую от состояния СЭ и ее функционирования. При этом ущерб населению относится к категории социально-экономического, т.к. включает в себя, во-первых, потери экономики из-за ухудшения состояния здоровья людей (дополнительные затраты на лечение, медицинское обслуживание, выплаты пособий по временной нетрудоспособности или уходу за больным и т.д.) и, во-вторых, включает риск смерти (в результате переохлаждения организма) или сокращения продолжительности жизни.

Потребность потребления энергии (в том числе и тепловой) в коммунально-бытовом секторе и сфере услуг села определяют по видам энергии. Уровень и структура потребления энергии в быту села зависит от многих факторов – общих и специфических для различных процессов и энергоносителей: численности населения, системы расселения (количества населенных пунктов, плотности их населения); размера жилого и общественного фонда; структуры застройки по плотности; материалам и конструкциям (теплозащитным характеристикам зданий), уровня благоустройства жилого и общественного фонда; обеспеченности населения бытовыми приборами, транспортными средствами; уровня дохода населения; цен на энергоносители; условий энергоснабжения, размера и специализации личного подсобного хозяйства; климатических условий; национальных особенностей и др.

Потребность в тепле на отопление и вентиляцию зависит главным образом от размеров жилого и общественного фондов, ЛПХ, структуры фонда, типов конструкций, соответствующих удельных теплозащитных характеристик, климатических условий.

Расход тепла на отопление и вентиляцию равен

, млн. Гкал,

(2.13)

где  – расход тепла соответственно в жилом секторе, личном подсобном хозяйстве и общественном секторе.

, млн. Гкал,	(2.14)
или , млн. Гкал,	(2.15)

где Z – продолжительность относительного периода, ч;

 – внутренняя температура в жилых зданиях; °С;

 – средняя температура наружного воздуха за отопительный период, °С;

 – усредненный объемный коэффициент здания для жилого фонда i-й этажности, м³/м²;

 – удельная тепловая характеристика для жилого фонда i-й этажности, j-гo типа конструкции, ккал/м3град;

 – усредненные температуры жилых зданий, Гкал/млн.м²;

Sij – жилой фонд i-й этажности, j-гo типа конструкций, млн.м²;

 – малоэтажные (1-2 этажа), многоэтажные дома;

 – кирпичные, деревянные обычные, деревянные завозного изготовления, крупнопанельные, крупноблочные и объемоблочные, бетонные монолитные, прочие (из местных материалов).

,

(2.16)

где S₂ – общий жилой фонд села в расчетном периоде.

, млн. Гкал,

(2.17)

где  – удельный расход тепла на i-гo потребления ЛПХ, Гкал/голову, Гкал/м²;

P_i – обеспеченность сельских семей ЛПХ, голов/семью, м²/семью;

 – крупный рогатый скот, свиньи, птица парники, теплицы.

, млн. Гкал,
или , млн. Гкал,	(2.18)

где  – внутренняя температура в общественных зданиях, °С;

 – усредненная тепловая характеристика общественных зданий, ккал/м³град;

 – усредненные теплопотери в общественных зданиях, Гкал/млн.м³;

V – объем общественных зданий, млн. м³.

Рисунок 2.2 — Схема расчетов потребления энергии в коммунально-бытовом секторе

и сфере услуг села

Расход энергии на горячее водоснабжение

Объем теплопотребления, связанного с горячим водоснабжением, почти не зависит от климатических условий. Его величина определяется размерами и условием благоустройства жилого и общественного фондов (охват водопроводом и горячим водоснабжением); схемой горячего водоснабжения (централизованное и децентрализованное, в том числе с газовыми и электрическими водонагревателями, водонагревателями на твердом топливе, отопительно-варочными печами); размером и специализацией личного подсобного хозяйства. В определенной мере показатель потребления горячей воды характеризует уровень культуры быта, благосостояния населения и в конечном итоге влияет на СБ региона.

Удельное потребление тепла на горячее водоснабжение зависит от суточного расхода горячей воды ( °C) в литрах и меняется в зависимости от действия названных факторов. От 0,1 Гкал/чел в год в старом жилом фонде при слаборазвитой сфере бытового обслуживания и децентрализованной схеме горячего водоснабжения на отопительно-варочных печах до 1,6÷2  Гкал/чел. в год в новом благоустроенном жилом фонде и централизованной схеме горячего водоснабжения (с учетом общественного сектора).

Расход тепла на горячее водоснабжение равен

, млн. Гкал,

(2.19)

где  – расход тепла соответственно в жилом секторе, личном подсобном хозяйстве и общественном секторе.

, млн. Гкал,

(2.20)

где  – удельный расход тепла для l-й схемы горячего водоснабжения, Гкал/чел.,

 – доля l-й схемы в расходе тепла на горячее водоснабжение, %.

,

(2.21)

где  – удельный расход тепла на горячее водоснабжение для S-гo потребителя ЛПХ, ккал/голову, Гкал/м²;

P_S – обеспеченность семей ЛПХ, голов/семью, м²/семью.

,

(2.22)

где  – удельный расход тепла на горячее водоснабжение в общественном секторе, Гкал/голову.

Расход энергии (тепла) на пищеприготовление

Расход тепла на приготовление пищи зависит от следующих факторов:

демографических (количество членов и состав семьи, режим и рацион питания с учетом национальных традиций);

организационных (обеспеченность предприятиями общественного питания, увеличение использования полуфабрикатов в домашнем питании);

технических (внедрение новых усовершенствованных приборов, обеспечивающих равномерность распределения потока тепла и поддерживающих оптимальный режим в процессе приготовления пищи, внедрение посуды со специальными покрытиями).

Необходимо также учитывать затраты тепла на кормоприготовление в ЛПХ.

Удельный расход тепла на приготовление пищи обозначим q₃. Тогда количество теплоты на приготовление равно

.

(2.23)

Покрытие потребностей в тепловой энергии

Потребность в котельно-печном топливе по видам (электроэнергии на тепловые процессы, тепле от централизованных и децентрализованных источников энергии, вторичных энергоресурсов, возобновляемых источников энергии) должна определяться в общем случае из решения задачи выбора рациональной (оптимальной) структуры энергоносителей по отдельным сельским районам (включающим все производственные и бытовые потребители, расположенные на территории сельской местности) с последующим агрегированием полученных результатов. Методический подход при выборе энергоносителей заключается в определении экспертным путем поставленной задачи через доли участия каждого энергоносителя, в обеспечении потребности в тепловой энергии в следующей последовательности:

1. тепло от централизованных источников энергии

, млн. Гкал

(2.24)

где Z^ц – доля централизованного теплоснабжения в обеспечении потребности в тепловой энергии, %;

2. использование вторичных ресурсов

, млн. Гкал

(2.25)

где  – доля использования ВЭР, %;

3. тепло от децентрализованных источников энергии

, млн. Гкал

(2.26)

где  – покрытие потребности в тепле децентрализованными источниками соответственно для отопления и вентиляции, горячего водоснабжения, пищеприготовления, %;

4. электроэнергия

покрытие в тепле

, млн. Гкал,

(2.27)

где  – доля электроэнергии в покрытии потребности в тепловой энергии для процессов отопления и вентиляции, горячего водоснабжения, пищеприготовления, %;

расход электроэнергии на тепловые процессы

, млн. кВт·ч,

(2.28)

где  – коэффициент полезного использования электроэнергии на тепловые процессы;

5. использование возобновляемых источников энергии на тепловые процессы

, млн. Гкал,

(2.29)

где  – доля ВИЭ в покрытии потребности в тепловой энергии для процессов отопления и вентиляции, горячего водоснабжения, пищеприготовления;

,

(2.30)

где  – покрытие тепловой энергии ВИЭ i-гo вида;

6. котельно-печное топливо

покрытие потребности в тепле

, млн. Гкал,	(2.31)
, млн. Гкал,

где  – доля КПТ в покрытии потребления в тепловой энергии по процессам;

расход котельно-печного топлива

,	(2.32)
,	(2.33)

где  – расход КПП i-гo вида всего, в том числе по процессам;

 – доля i-гo вида энергоносителя в суммарном потреблении КПТ на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и пищеприготовление, %;

 – КПИ i-гo энергоносителя в процессах отопления и горячего водоснабжения, пищеприготовления, %,

,

(2.34)

где  – КПД по элементам схемы энергоснабжения, выработка электроэнергии на электростанциях, районных складах топливоснабжения при железной дороге, транспорт, распределение в сельском районе, хранение у потребителей, теплогенерирующие установки; тепловые сети, потери регулирования;

.

(2.35)

Суммарное потребление энергии в быту и общественном секторе села:

, млн. т.у.т.,

(2.36)

где К^э, К^у, К^вэр, К^виэ – переводные коэффициенты электроэнергии, тепла от централизованных источников, ВЭР, ВИЭ в условное топливо (изменяются во времени).

Удельное потребление энергии в быту и общественном секторе села

, т.у.т./чел.

(2.37)

Представленная методика расчета позволяет определить необходимое количество теплоты в коммунально-бытовом секторе и сферы услуг села для обеспечения жизнедеятельности человека.

---

Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 646; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!