Вдосконалення методів комплексної оцінки ефективності експлуатації систем централізованого теплопостачання в комунальній теплоенергетиці

Автор(и)

  • Ігор Леонидович Козлов Одеський національний політехнічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-0435-6373
  • В`ячеслав Іванович Ковальчук Одеський національний політехнічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-8696-4414
  • Олександр Андрійович Климчук Одеський національний політехнічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-5207-7259
  • Катерина Олександрівна Сова Одеський національний політехнічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-8775-745X
  • Інна Миколаївна Аксьонова Одеська державна академія будівництва та архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-3210-3405
  • Кристина Ігорівна Борисенко Одеська державна академія будівництва та архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-6179-6271

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.230218

Ключові слова:

система теплопостачання, режими теплопостачання, центральні котельні, критерій ефективності, оцінки ефективності

Анотація

Розглянуто можливість комплексної оцінки ефективності експлуатації системи централізованого теплопостачання, заснованої на загальному показнику ефективності роботи обладнання OEE (overall equipment effectiveness) і поширення його на систему в цілому. Розрізненість спрямованості існуючих підходів в оцінці ефективності експлуатації систем централізованого теплопостачання не дозволяє комплексно оцінити загальну ефективність функціонування технологічної послідовності всієї системи.

Запропоновано розглядати ефективність як ймовірність повноцінного функціонування всіх елементів системи теплопостачання.

Показано, що продуктивність котельні по тепловій енергії пропорційна споживанню електроенергії котельні і апроксимується періодичною функцією.

Показано, що основним елементом системи теплопостачання, визначаючим її ефективність, є теплогенеруюче джерело.

В результаті дослідження визначено, що ефективність функціонування теплогенеруючого джерела підвищується в міру досягнення максимального значення його коефіцієнта корисної дії (ККД).

Чисельне моделювання показало, що гнучке використання встановлених потужностей, тобто використанні потужності котлів в режимі, близькому до оптимального, коефіцієнт продуктивності ділянки генерації тепла зростає від 0,53 до 0,70 і загальний показник ефективності системи теплопостачання від 0,44 до 0,59 можна підвищити більш ніж на 30 %. Рекомендовано при проектуванні котельні передбачати установку потужностей з градацією 1; 0,5; 0,25.

Показано, що показник ОЕЕ дозволяє характеризувати ефективність як системи теплопостачання в цілому, так і її окремих складових, і може застосовуватися при проектуванні та аналізі експлуатації систем

Біографії авторів

Ігор Леонидович Козлов, Одеський національний політехнічний університет

Доктор технічних наук, професор

Кафедра технології води та палива

В`ячеслав Іванович Ковальчук, Одеський національний політехнічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології води та палива

Олександр Андрійович Климчук, Одеський національний політехнічний університет

Доктор технічних наук, професор

Кафедра теплових електричних станцій та енергозберігаючих технологій

Катерина Олександрівна Сова, Одеський національний політехнічний університет

Аспірантка

Кафедра технології води та палива

Інна Миколаївна Аксьонова, Одеська державна академія будівництва та архітектури

Кандидатка технічних наук, доцентка

Кафедра водопостачання та водовідведення

Кристина Ігорівна Борисенко, Одеська державна академія будівництва та архітектури

Кандидатка технічних наук, професорка

Кафедра водопостачання та водовідведення

Посилання

  1. Zhou, Y., Yu, W., Zhu, S., Yang, B., He, J. (2021). Distributionally robust chance-constrained energy management of an integrated retailer in the multi-energy market. Applied Energy, 286, 116516. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.116516
  2. Zhirkova, М. V., Kolodeznikova, A. N. (2017). Performance indicators of the heat supply system’s operational condition. International Research Journal, 1 (55), 67–69. doi: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.55.164
  3. Mazurenko, A., Klimchuk, A., Yurkovsky, S., Omeko, R. (2015) Development of the scheme of combined heating system using seasonal storage of heat from solar plants. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (8 (73)), 15–20. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.36902
  4. Zaytsev, O. N., Lapina, E. A. (2017). Increasing the efficiency of the condensing boiler. Journal of Physics: Conference Series, 891, 012158. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/891/1/012158
  5. Wang, Z., Luo, M., Geng, Y., Lin, B., Zhu, Y. (2018). A model to compare convective and radiant heating systems for intermittent space heating. Applied Energy, 215, 211–226. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.01.088
  6. Klymchuk, O., Denysova, A., Balasanian, G., Ivanova, L. (2020). Enhancing efficiency of using energy resources in heat supply systems of buildings with variable operation mode. EUREKA: Physics and Engineering, 3, 59–68. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2020.001252
  7. Schlosser, F., Jesper, M., Vogelsang, J., Walmsley, T. G., Arpagaus, C., Hesselbach, J. (2020). Large-scale heat pumps: Applications, performance, economic feasibility and industrial integration. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 133, 110219. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110219 ‏
  8. Pan, E., Li, H., Wang, Z., Peng, D., Zhao, L., Fan, L. et. al. (2020). Operation optimization of integrated energy systems based on heat storage characteristics of heating network. Energy Science & Engineering, 9 (2), 223–238. doi: https://doi.org/10.1002/ese3.842
  9. Klymchuk, O., Denysova, A., Shramenko, A., Borysenko, K., Ivanova, L. (2019). Theoretical and experimental investigation of the efficiency of the use of heat-accumulating material for heat supply systems. EUREKA: Physics and Engineering, 3, 32–40. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2019.00901
  10. Bertoldi, P., de Raveschoot, R. P., Paina, F., Melica, G., Janssens-Maenhout, I. G. G. et. al. (2014). How to develop a Sustainable Energy Action Plan (SEAP) in the Eastern Partnership and Central Asian cities. EUR 26741. Luxembourg: Publications Office of the European Union. doi: https://doi.org/10.2790/33989
  11. Savchenko, O., Voznyak, O., Myroniuk, K., Dovbush, O. (2020). Thermal Renewal of Industrial Buildings Gas Supply System. Proceedings of EcoComfort 2020, 385–392. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-57340-9_47
  12. Ganzha, A. M., Zaiets, O. M., Marchenko, N. A., Kollarov, O. J., Njemcev, E. M. (2018). Methodology of calculation of multiplex heat exchang apparatus with cross flow and mixing in heat carriers. Journal of new technologies in environmental science, 2 (1), 26–35.
  13. Myroniuk, K., Voznyak, O., Yurkevych, Y., Gulay, B. (2020). Technical and Economic Efficiency After the Boiler Room Renewal. Proceedings of EcoComfort 2020, 311–318. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-57340-9_38
  14. Lutsenko, I. A. (2012). Osnovy teorii effektivnosti. Altaspera Publishing & Literary Agency Inc., 71. Available at: https://ua1lib.org/book/3031189/438b46?id=3031189&secret=438b46
  15. Li, X., Gui, D., Zhao, Z., Li, X., Wu, X., Hua, Y. et. al. (2021). Operation optimization of electrical-heating integrated energy system based on concentrating solar power plant hybridized with combined heat and power plant. Journal of Cleaner Production, 289, 125712. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.125712
  16. Rachkov, M. R., Melnikov, V. M. (2017). Development of the method of operational efficiency assessment for centralized heat supply systems in small towns. Vestnik IGEU, 4, 13–20. doi: https://doi.org/10.17588/2072-2672.2017.4.013-020
  17. Ryabtsev, G. A., Ryabtsev, V. I. (2003). Noviy obschiy pokazatel' effektivnosti raboty teploseti. Novosti teplosnabzheniya, 9, 56–59.
  18. Kuznik, I. V. (2011). Otsenka effektivnosti transportirovaniya teplovoy energii. Energosberezhenie, 3, 42–47.
  19. Nakajima, S. (1988). Introduction to TPM: Total Productive Maintenance (Preventative Maintenance Series). Productivity Pr, 129.
  20. De Ron, A. J., Rooda, J. E. (2006). OEE and equipment effectiveness: an evaluation. International Journal of Production Research, 44 (23), 4987–5003. doi: https://doi.org/10.1080/00207540600573402
  21. de Ron, A. J., Rooda, J. E. (2005). Equipment Effectiveness: OEE Revisited. IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, 18 (1), 190–196. doi: https://doi.org/10.1109/tsm.2004.836657
  22. Morozyuk, L., Sokolovska-Yefymenko, V., Gayduk, S., Moshkatiuk, A. (2018). Entropy­based methods applied to the evaluation of a real refrigeration machine. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (8 (96)), 49–56. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.147710
  23. OEE. Available at: https://ru.wikipedia.org/wiki/OEE
  24. Chernousenko, O., Butovsky, L., Rindyuk, D., Granovska, O., Moroz, O. (2017). Analysis of residual operational resource of high-temperature elements in power and industrial equipment. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (8 (85)), 20–26. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.92459
  25. Monitoring effektivnosti ispol'zovaniya proizvodstvennogo oborudovaniya. Available at: http://www.up-pro.ru/library/information_systems/toir/monitoring-effektivnosti.html
  26. Narula, K., De Oliveira Filho, F., Chambers, J., Romano, E., Hollmuller, P., Patel, M. K. (2020). Assessment of techno-economic feasibility of centralised seasonal thermal energy storage for decarbonising the Swiss residential heating sector. Renewable Energy, 161, 1209–1225. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.06.099
  27. Klymchuk, A. A., Lozhechnikov, V. F., Mykhailenko, V. S., Lozhechnikova, N. V. (2019). Improved Mathematical Model of Fluid Level Dynamics in a Drum-Type Steam Generator as a Controlled Object. Journal of Automation and Information Sciences, 51 (5), 65–74. doi: https://doi.org/10.1615/jautomatinfscien.v51.i5.60
  28. Zhong, J., Li, Y., Cao, Y., Tan, Y., Peng, Y., Zeng, Z., Cao, L. (2020). Stochastic optimization of integrated energy system considering network dynamic characteristics and psychological preference. Journal of Cleaner Production, 275, 122992. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.122992

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-04-30

Як цитувати

Козлов, І. Л., Ковальчук, В. І., Климчук, О. А., Сова, К. О., Аксьонова, І. М., & Борисенко, К. І. (2021). Вдосконалення методів комплексної оцінки ефективності експлуатації систем централізованого теплопостачання в комунальній теплоенергетиці. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(8 (110), 16–22. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.230218

Номер

Том 2 № 8 (110) (2021): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Игорь Леонидович Козлов, Вячеслав Иванович Ковальчук, Александр Андреевич Климчук, Екатерина Александровна Сова, Инна Николаевна Аксёнова, Кристина Игоревна Борисенко

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.