Комплексный анализ эффективности энергосберегающих мероприятий для объектов социальной сферы Восточной Сибири на основе системного подхода

Хан В.В.; Деканова Н.П.; Романова Т.А.; Шараева С.А.

Оригинальная статья / Original article УДК 621.1+536.2

КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ СОЦИАЛЬНОЙ СФЕРЫ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ НА ОСНОВЕ

СИСТЕМНОГО ПОДХОДА

1 3' 4 Иркутский национальный исследовательский технический университет, Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

2 Иркутский государственный университет путей сообщения, Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15.

Резюме. Цель. Рассматриваются пути и способы снижения затрат на теплоснабжение объектов социальной сферы в условиях Восточной Сибири. Объектом исследования являются системы теплопотребления учреждений социальной сферы малых и средних населенных пунктов (поселки Мишелевка, Бохан и др.). На основе анализа комплекса основных факторов, влияющих на технико-экономические показатели, с учетом динамики их развития, показано, что состав и оценка эффективности энергосберегающих мероприятий могут существенно отличаться от традиционных. Методы. Используется комплексный подход учета основных факторов, влияющих на эффективность теплоснабжения объектов социальной сферы. Проводится сопоставление технико-экономических показателей различных вариантов энергосберегающих мероприятий с учетом динамики тарифов. Результаты. Показана необходимость комплексного учета основных системных факторов при выборе оптимальных вариантов технических решений для повышения энергетической эффективности учреждений социальной сферы. Выводы. Для объектов социальной сферы в малых и средних населенных пунктах типовые традиционные энергосберегающие мероприятия в ряде случаев недостаточно эффективны. Необходимо принципиально изменить подходы к энергоснабжению удаленных населенных пунктов.

Ключевые слова: системы теплоснабжения, потенциал энергосбережения, системный подход, структура тарифов, энергосберегающие мероприятия.

Формат цитирования: Хан В.В., Деканова Н.П., Романова Т.А., Шараева С.А. Комплексный анализ эффективности энергосберегающих мероприятий для объектов социальной сферы Восточной Сибири на основе системного подхода // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2017. Т. 7. № 1. C. 84-93.

COMPLEX ANALYSES OF EFFICIENCY OF ENERGY EFFECTIVENESS MEASURES FOR THE OBJECTS OF SOCIAL SPHERE IN THE EASTERN SIBERIA ON THE BASIS OF SYSTEM

APPROACH

Irkutsk National Research Technical University,

83, Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russian Federation.

Irkutsk State University of Railway Engineering,

15, Chernyshvsky St., Irkutsk, 664074, Russian Federation.

Abstract. Purpose. We consider ways to reduce expenses for heat supply of social sphere objects in the conditions of East Siberia. Object of the research - systems of heat consumption of social establishments in small and average locations (suburbs Mishelevka, Bokhan, etc.). on the basis of analyses of a complex of main factors which influence technical and economical indexes, taking into account dynamics of their development, it is shown that the content and evaluation of effectiveness of energy-saving measures will be significantly different from traditional ones. Methods. We use a complex approach to calculate main factors which influence effectiveness of energy-saving measures of social sphere. We perform comparison of technical and economical indexes of different variants of energy-saving measures with account of dynamics of tariffs. Results. We showed the necessity of complex measurement of main system factors while choosing optimal variants of technical solutions to increase energy effectiveness of social establishments. Conclusions. For the objects of social sphere in small and average locations typical traditional energy saving measures in a number of cases are not effective enough. It is necessary to change approaches to energy saving of distant locations.

Keywords: systems of energy supply, potential of energy saving, system approach, structure of tariffs, energy saving measures

For citation: Khan V.V., Dekanova N.P., Romanova T.A., Sharaeva S.A. Complex analyses of efficiency of energy effectiveness measures for the objects of social sphere in the Eastern Siberia on the basis of system approach. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost' [Proceedings of Universities. Investments. Construction. Real estate], 2017, vol. 7, no. 1, pp. 84-93. (In Russian)

Введение

Растущие тарифы на энергетические ресурсы повышают финансовую нагрузку на бюджет социальных учреждений. Это зачастую ухудшает ситуацию в сфере образования, здравоохранения, культуры, что особенно сказывается на объектах в малых и средних отдаленных населенных пунктах и порой приводит к их ликвидации. В последние годы проблемам энергосбережения уделяется повышенное внимание. Однако зачастую оценки экономической окупаемости и эффективности различных мероприятий основаны на сложившихся тарифах на тепловую и электрическую энергию. Традиционно принято считать, что низкие тарифы на тепловую энергию обеспечивают угольные теплоисточники. В то же время при комплексном учете основных системных факторов, влияющих на динамику формирования тарифов (структура цен на топливо, логистика, экономически обоснованные уровни оплаты труда, платежи за выбросы, инвестиционные составляющие и др.), выясняется, что во многих случаях тарифы необоснованно занижаются. Такая практика, во-первых, приводит к искаженным оценкам выгодности и перспективности выбираемых мероприятий, во-вторых, приводит к деградации коммунальных систем теплоснабжения. В статье рассматриваются проблемы выбора перспективных технических решений для систем теплоснабжения объектов социальной и образовательной сферы с учетом системных факторов.

Материал и методы исследования

Объектом исследования являются системы теплоснабжения и теплопотребления организаций социальной и образовательной сферы: школ, медицинских учреждений и рекреационных объектов. Сравниваются показатели эффективности вариантов технических решений для снижения затрат на оплату тепловой энергии. В качестве базовых вариантов рассматриваются типовые энергосберегающие мероприятия при теплоснабжении от угольных котельных. Проводится анализ динамики экономически обоснованных тарифов на тепловую энергию с учетом системных факторов: затрат на топливо с учетом его качества и расходов на доставку, уровня экономически обоснованной оплаты труда работников, экологических ограничений и платежей за загрязнение окружающей среды, требований к надежности теплоснабжения и др.

Проводится анализ экономической эффективности альтернативных мероприятий по снижению затрат на теплоснабжение объектов социальной сферы с учетом динамики изменения тарифов, свойств и условий функционирования самих объектов. В качестве альтернативных вариантов рассматриваются котлы на пеллетах и солнечные системы теплоснабжения. Проводится анализ эффективности мероприятий по регулированию расхода тепловой энергии при изменении источника и схемы теплоснабжения.

В данной работе использованы результаты энергетического обследования объектов социальной сферы и рекреационных объектов в удаленных населенных пунктах Иркутской области; результаты обследования и разработки схем теплоснабжения города Байкальска, муниципальных образований Черемховского, Ольхонского и других районов Иркутской области; результаты экспертиз и анализа факторов, влияющих на динамику изменения тарифов на тепловую энергию для населенных пунктов Иркутской области.

При технико-экономическом сопоставлении вариантов используется методология системного подхода как важнейший инструмент исследования, позволяющий рассматривать объект исследования в органической взаимосвязи с факторами его окружения [1-5]. Такой подход предполагает представление организации как системы взаимодействующих динамических процессов. Система формирует и проявляет свои свойства только в процессе взаимодействия с внешней средой. Задача заключается в прогнозировании ситуаций и принятии мер по адаптации параметров системы к факторам внешней среды.

При использовании автономных источников энергии целесообразно рассмотреть возможности нетрадиционных и возобновляемых источников. В последние годы все большее распространение получают солнечные системы теплоснабжения на базе солнечных коллекторов. При этом следует отметить, что целесообразность и экономическая эффективность их использования в значительной степени зависит от режимов работы объектов теплоснабжения [6, 7]. На рис. 1 представлены графики возможной выработки тепловой энергии на базе солнечных коллекторов применительно к условиям южной части Иркутской области, характерной особенностью которой является значительное число солнечных дней и резкие колебания температур наружного воздуха [8-10].

Приведены также примерные графики потребления тепловой энергии на нужды горячего водоснабжения объектов различного назначения. Видно, что пики выработки тепловой энергии на базе солнечных коллекторов хорошо коррелируют с пиками потребления рекреационных объектов с высокой нагрузкой в летнее время.

В работе [5] показана эффективность применения солнечных коллекторов для таких систем энергопотребления рекреационных объектов Прибайкалья.

Рис. 1. Выработка и потребление тепловой энергии на нужды горячего водоснабжения на

базе солнечных коллекторов Fig. 1. Production and consumption of thermal energy for hot water needs on the basis of solar

collectors

График выработки тепловой энергии на базе солнечных коллекторов лишь отчасти совпадает с графиком потребления тепловой энергии объектами здравоохранения и совсем не совпадает с потреблением тепловой энергии в образовательных учреждениях, которые в летнее время практически не работают. То есть в данном случае использование солнечных коллекторов в системах горячего водоснабжения может оказаться эффективным для рекреационных объектов и для учреждений здравоохранения и неэффективно для учебных учреждений.

В настоящее время условия и стоимостные показатели теплоснабжения существенным образом различаются для объектов, снабжение которых осуществляется от высокоэффективных ТЭЦ в крупных городах и от мелких и средних котельных. При централизованном теплоснабжении тарифы на тепловую энергию составляют около 240 руб./ГДж. Такие тарифы в основном соответствуют экономически обоснованному уровню и можно ожидать, что их рост в ближайшей перспективе будет относительно умеренным и соответствовать среднему индексу потребительских цен. Сложнее выглядит ситуация для объектов теплопотребления от мелких и средних котельных. Особенности теплоснабжения таких объектов наиболее ярко проявляются в малых и средних населенных пунктах. Уровень тарифов колеблется от 350 руб./ГДж для южных районов Иркутской области до 840 руб./ГДж и выше для северных и отдаленных районов. Рост тарифов сдерживается усилиями регулирующих органов, но существует ряд объективных факторов, влияющих на уровень экономически обоснованных цен. Игнорировать эти факторы в длительной перспективе невозможно и нецелесообразно.

Рассмотрим структуру экономически обоснованного тарифа, рассчитанного для условий населенного пункта на юге Иркутской области при среднем удалении от центров топливоснабжения 120 км. В данном случае анализируется система теплоснабжения поселка Мишелевка Усоль-ского района, достаточно типичного для юга Иркутской области. Баланс теплоснабжения поселка приведен в табл. 1. Основным топливом для коммунальных котельных малых и средних населенных пунктов является уголь. Незначительное количество котельных, работающих на мазуте, и электрокотельные по возможности заменяются на угольные. Коэффициент полезного действия морально и физически изношенных котлов составляет 61 %. Потери тепловой энергии в тепловых сетях - 18,7 %. Расходы на собственные нужды котельной - 2,4 %. Эти факторы приводят к повышенному удельному расходу топлива и являются одной из причин повышенного тарифа. В настоящее время регулирующие органы удерживают средний тариф на тепловую энергию в населенных пунктах Усольского района на уровне 360-470 руб./ГДж. Это удается за счет удержания среднемесячной заработной платы персонала на уровне 18,0-21,0 тыс. руб./чел., а также установления цен на уголь на уровне 1,5 руб./кг. Оборотной стороной такой практики являются: низкий уровень надежности и качества теплоснабжения и дальнейшая деградация систем теплоснабжения. Низкий уровень заработной платы не позволяет привлекать квалифицированный персонал. Дешевый уголь обладает низким качеством: низкая калорийность, высокое содержание серы, влаги и инертных материалов.

Среднемесячная заработная плата основного производственного персонала, рассчитанная с учетом условий, установленных отраслевым тарифным соглашением в жилищно-коммунальном хозяйстве, составляет на 2016 год 37,63 тыс. руб./чел. Среднемесячная заработная плата административно-управленческого персонала - 70,87 тыс. руб./чел.

Таблица 1

Баланс теплоснабжения поселка Мишелевка Усольского района

Table 1

Heat supply balance of suburb Mishelevka of Usolsky district

Показатель / Parameter Количество/ Number

Выработка тепловой энергии, ГДж / Heat generation, GJ 88172,65

Полезный отпуск по группам потребителей, ГДж / The sales volume on customer groups, GJ 70311,82

Нормативный удельный расход условного топлива при производстве тепловой энергии, кг условного топлива/ГДж / Normative specific consumption of conditional fuel for production of thermal energy, kg of conditional fuel/GJ 56,09

Уголь, тыс. кг натурального топлива / Coal, thousand kg of natural fuel 6314,52

Основные составляющие экономически обоснованной с учетом нормативных требований необходимой валовой выручки для системы теплоснабжения поселка Мишелевка представлены в табл. 2. Экономически обоснованный тариф на тепловую энергию, определяемый как отношение необходимой валовой выручки к объему полезного отпуска тепловой энергии, составит 582 руб./ГДж.

В структуре необходимой валовой выручки операционная составляющая равна 56,6 %. До настоящего времени считалось, что основную долю в тарифах на тепловую энергию обеспечивает топливная составляющая. Но мы видим, что для коммунальных систем теплоснабжения структура необходимой валовой выручки существенным образом отличается. Во многом это обусловлено высокими трудозатратами из-за использования морально устаревшего оборудования. Кроме того, следует отметить высокий уровень потерь и расходов на собственные нужды, в сумме составляющие 60 %.

Таблица 2

Структура необходимой валовой выручки и экономически обоснованный тариф на тепловую энергию для поселка Мишелевка

Table 2

Structure of the necessary gross return and economically proved tariff for heat energy for

Mishelevka

Показатель / Parameter Значение, тыс. руб. / Value, thousand rub

Операционные расходы / Operating expenses В том числе / Including: затраты на оплату труда с отчислениями в фонды социального страхования / the cost of labor with contributions to social insurance funds 23 187,78 18 198,78

Расходы на приобретение энергетических ресурсов, холодной воды и теплоносителя / The cost of acquisition of energy resources, cold water and heat transfer fluid 16 150,06

Итого затраты в составе себестоимости / Total costs in the prime cost 39 394,790

Прибыль / Business profits 1 298,97

Налог на прибыль / Income tax 259,79

Итого необходимая валовая выручка / Total required gross revenue 40 953,55

В структуре необходимой валовой выручки в настоящее время отсутствуют затраты на капитальный ремонт и/или реконструкцию, а также инвестиционная составляющая. Однако, принимая во внимание моральный и физический износ оборудования, очевидно, что учет этих составляющих необходим. Пока еще относительно невелика доля затрат на платежи за выбросы и золо-отвалы. Но вполне очевидно, что с ужесточением экологических требований доля расходов, связанных с выбросами и золошлакоудалением, также будет расти. На рис. 2 представлен прогноз роста тарифа на тепловую энергию, поставляемую от угольных котельных. При этом учитывается индексация затрат на оплату труда, которая, согласно Отраслевому тарифному соглашению, должна соответствовать индексу роста потребительских цен (принято 5 % в год), а также инвестиционные и экологические составляющие. При всей условности и неопределенности прогноза необходимо признать, что факторы, вызывающие рост тарифа, объективно существуют.

Вполне очевидно, что необходимо радикальное обновление технического оснащения систем теплоснабжения. Но при этом целесообразно, наряду с традиционными решениями, рассмотреть альтернативные варианты с учетом системных факторов.

Рис. 2. Прогноз роста тарифа на тепловую энергию в малых и средних населенных пунктах

Иркутской области, руб./ГДж Fig. 2. The forecast of growth of the tariff for thermal energy in small and medium-sized towns of

the Irkutsk region, rub./GJ

Одним из вариантов таких решений может быть применение в качестве топлива пеллет. В [7] показано, что себестоимость тепловой энергии, получаемой в условиях поселка Листвянка в котлах, работающих на пеллетах, составит 460 руб./ГДж. При этом топливная составляющая себестоимости равна 328 руб./ГДж. Значительным их достоинством является возможность устойчивой длительной работы в автоматическом режиме. Другое их преимущество - возможность эффективного регулирования производительности в широком диапазоне. Пеллеты являются экологически чистым топливом, и это позволяет из себестоимости исключить плату за выбросы по сравнению с угольными котлами. Кроме того, при использовании пеллет практически не образуется шлаков. Незначительное количество древесной золы можно применять в качестве удобрения. Наиболее часто используемые котлы, работающие на пеллетах, имеют мощности до 400 кВт.

Это означает, что пеллетные котлы целесообразно применять в качестве автономных источников тепловой энергии либо для компактной группы зданий. Если учесть значительные потери в тепловых сетях, а также высокий уровень операционной составляющей у теплоснабжающей организации, то использование автономных источников тепловой энергии в ряде случаев может оказаться более предпочтительным, чем подключение к централизованным системам теплоснабжения. В рассматриваемом случае для таких объектов, как школа, больница, затраты на отопление и горячее водоснабжение от автономного источника тепловой энергии меньше, чем от коммунального централизованного теплоисточника: при более высокой топливной составляющей гораздо ниже операционная составляющая и исключаются потери при транспорте тепловой энергии. Для эксплуатации 2-3 пеллетных котлов по 400-500 кВт потребуется один-два грамотных работника.

Годовое потребление тепловой энергии объектом социальной сферы Qгод можно оценить как:

Qгод = Ь - *».р.ср )' Т , (1)

где Qмакс - максимальная нагрузка на отопление, кВт; 'в - внутренняя расчетная температура воздуха, К; - наружная расчетная температура воздуха в самую холодную пятидневку, К; ср -

средняя за отопительный сезон наружная температура воздуха, К; Тг - продолжительность отопительного сезона, час.

Для условий поселка Мишелевка максимальная нагрузка объекта (школы, больницы) Qмакс составляет 548 кВт (0,47 Гкал/ч); в - 'н р) - разность внутренней и наружной расчетных

температур воздуха в самую холодную пятидневку - равна 62 К; (¡.в - 'н р ср) - средняя за отопительный сезон разность внутренней и наружной температур воздуха -28 К; Тг - продолжительность отопительного сезона - 5808 часов. Следовательно, годовое потребление тепловой энергии объектом социальной сферы Qгод, согласно (1), составит около 5175 ГДж. Если принять фонд заработной платы персонала, обслуживающего пеллетные котлы, в размере 70 тыс. руб./мес., то затраты на оплату труда вместе с отчислениями в фонды социального страхования составят 1094 тыс. руб./год, т.е. около 212 руб./ГДж. С учетом других составляющих тарифа можно оценить экономически обоснованные расходы на обеспечение тепловой энергии от автономного теплоисточника на пеллетах примерно в 550 руб./ГДж, то есть затраты несколько ниже, чем от коммунального теплоисточника (582 руб./ГДж). Это обеспечивается за счет более высокого КПД теплоисточника, устранения потерь при транспорте тепловой энергии, снижения затрат на платежи, связанные с загрязнением окружающей среды, снижения расходов на оплату труда благодаря возможности автоматического управления и экономии на содержании громоздкого административно-управленческого аппарата, свойственного для коммунальной теплоснабжающей организации. Дополнительного снижения затрат при использовании пеллет можно достигнуть при организации производства пеллет в рамках муниципального образования из местного сырья.

При этом важным фактором для объектов, расположенных в удаленных населенных пунктах, является стоимость доставки топлива. Иркутская область является лидером среди субъектов РФ по объему заготовки древесины (около 20 млн м3 древесины в год). Поэтому процессы переработки и утилизации отходов лесопереработки являются актуальными. Например, в Осинском районе Иркутской области развернуто производство топливных пеллет, что решает сразу две проблемы: 1) очистки территории района от отходов лесопереработки и 2) обеспечения местных котельных доступным топливом. Преимуществом внедрения пиролизных и/или пеллетных котельных в районах со значительными объемами лесозаготовки и лесопереработки является отказ от необходимости строительства складского помещения для хранения пеллет.

Еще одним важным преимуществом котлов, работающих на пеллетах, является возможность эффективного регулирования их производительности в широком диапазоне. Это свойство позволяет существенного снизить затраты на таких объектах, как образовательные учреждения, учреждения культуры, офисные здания, и на других объектах, для которых характерным является переменный режим работы: отсутствие персонала в ночное время, в выходные и праздничные дни; для образовательных учреждений - продолжительные каникулы. Расходы на отопление в таких общественных зданиях можно существенно снизить за счет регулирования и использования дежурных режимов отопления в нерабочее время. На данный момент в большинстве общественных зданий (институты, школы, детские сады, административные здания и др.) в ночное время и в выходные дни отопление продолжает работать так же, как и в рабочее время. В то же время для многих современных зданий допускается понижение температуры внутреннего воздуха ниже нормативного значения в течение нерабочего времени суток, а также в выходные и праздничные дни с целью экономии энергии, затрачиваемой на их теплоснабжение. При этом необходимо учитывать различные режимы работы образовательных объектов. На таких объектах, как школы, детские сады, институты, библиотеки, можно понижать температуру в нерабочее время до 16 градусов, в выходные дни - до 12°С, в праздничные дни - до 10°С.

При этом следует учитывать, что маломощные теплоисточники, работающие на угле в малых населенных пунктах, не обеспечивают возможности эффективного регулирования расхода тепловой энергии. Поэтому подобные мероприятия не дают должного эффекта при подключении образовательных учреждений к существующим централизованным системам теплоснабжения от угольных котельных. Такие возможности появляются при смене типа теплоисточника.

Снижение потребления тепловой энергии при использовании дежурных режимов отопления можно оценить по укрупненной формуле:

^ =Г%П £ ' - *в. д Т , (2)

{'в 'н. р) I =1

где t'e д - температура воздуха внутри помещения при /'-м дежурном режиме отопления, К; Тгд -

продолжительность /-го дежурного режима отопления, ч.

В табл. 3 содержится расчетная оценка энергетического эффекта за счет использования дежурных режимов отопления применительно для школы с максимальной нагрузкой на отопление 548 кВт.

Таблица 3

Экономический эффект от использования дежурных режимов отопления

Table 3

Economical effect from the use of stand-by mode of heating

Показатель / Parameter Продолжительность дежурных режимов отопления / The duration of the standby mode

В ночное время (172 дня по 6 часов) / Night time (172 days of 6 hours) В выходные дни (25 дней) / Weekend (25 day) В праздничные и каникулярные дни (45 дней) / Holidays and vacation days (45 day)

Разность между нормативной температурой и температурой при дежурном режиме, К / The difference between the target temperature and the in standby mode, K 4 8 10

Снижение нагрузки на отопление, кВт/ Reducing the load on heating, kW 35,27 70,53 88,16

Продолжительность, ч / Duration, h 1032 600 1080

Экономия, ГДж / Saving, GJ 116,26 78,60 318,31

Из табл. 3 следует, что использование дежурных режимов отопления применительно к образовательному учреждению обеспечивает экономию 513,17 ГДж, то есть примерно 10 % тепловой энергии. Кроме того, из опыта эксплуатации и наладки различных систем отопления известно, что автоматическое регулирование расхода тепловой энергии в зависимости от температуры наружного воздуха позволяет экономить от 10 до 25 % годового потребления. Таким образом, способность котлов, работающих на пеллетах, обеспечивать эффективное регулирование и использование дежурных режимов отопления может снизить расходы на отопление минимум на 20 %.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты расчета экономически обоснованного тарифа на основе необходимой валовой выручки показывают следующее:

- изменяется структура затрат: значительно увеличивается доля операционной составляющей тарифа за счет повышения оплаты труда работников, платежей за выбросы;

- появляются амортизационная и инвестиционная составляющие затрат;

- топливная составляющая существенно зависит от логистики, так как в структуре стоимости топлива его доставка может оказаться дороже самого топлива.

С учетом вышеуказанного во многих населенных пунктах, удаленных от центров добычи угля и от логистических центров, экономически обоснованный тариф в настоящее время должен составлять около 600 руб./ГДж). Принимая во внимание динамику основных составляющих тарифа, следует ожидать дальнейшего его роста до 729 руб./ГДж в 2022 году и до 884 руб./ГДж в 2027 году.

Сдерживание тарифов на уровне, значительно более низком, чем обусловленный экономически обоснованной необходимой валовой выручкой, ведет к деградации систем теплоснабжения и, как следствие, к аварийным ситуациям с тяжелыми экономическими, социальными и экологическими последствиями. С учетом этого необходимы принципиально иные подходы к схемам теплоснабжения. Варианты подходов могут быть следующими:

- переход на теплоисточники с когенерацией;

- использование более экономичных видов топлива;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- оптимизация схемы теплоснабжения за счет перевода части объектов на работу с автономными теплоисточниками. При этом должны учитываться конкретные условия функционирования и характеристики объектов.

В данной работе рассмотрен вариант автономных теплоисточников на базе котлов, работающих на пеллетах. Преимуществом таких котлов являются следующие факторы:

- использование местных видов топлива, что позволяет свести к минимуму транспортные затраты;

- возможность работы котлов в автоматическом режиме, что существенно снижает расходы на оплату труда;

- возможность глубокого регулирования, что позволяет для ряда объектов с переменными режимами работы снизить потребление тепловой энергии не менее чем на 20 %.

В итоге, для подобных объектов расходы на теплоснабжение снижаются по сравнению с базовым вариантом примерно на 35-40 %.

Для объектов с высоким уровнем потребления горячей воды в летнее время целесообразно и экономически оправдано использование солнечных систем горячего водоснабжения.

Выводы

Результаты работы показывают, насколько важно рассматривать проблемы повышения энергетической эффективности объектов социальной сферы на основе системного подхода с комплексным учетом всех основных внешних и внутренних факторов, а также с учетом динамики изменения условий функционирования и перспективного развития объекта. Технико-экономическое исследование возможных мероприятий по повышению энергетической эффективности объектов социальной сферы для малых и средних населенных пунктов Иркутской области показало, что при полном учете комплекса факторов, влияющих на технико-экономические показатели систем теплоснабжения, одним из выгодных вариантов для объектов социальной сферы может быть использование автономных источников тепловой энергии на пеллетах. Для образовательных учреждений дополнительный эффект обеспечивает использование автоматического регулирования расхода тепловой энергии на отопление в зависимости от температуры наружного воздуха и дежурных режимов отопления. Для объектов сферы здравоохранения и рекреационных объектов может оказаться целесообразным внедрение солнечных систем горячего водоснабжения. Условия функционирования социальных объектов существенно различаются в зависимости от места их расположения, климатических условий, удаленности от централизованных источников энергоресурсоснабже-ния и других факторов. Следовательно, одни и те же мероприятия при учете системных факторов, оптимальные для объектов, расположенных в зоне действия централизованных источников теплоснабжения, оказываются малоэффективными для объектов в отдаленных районах. Для дальнейшего развития исследований в представленном направлении будет целесообразным рассмотреть перспективы использования сжиженного природного и сжиженного углеводородсодержащего газа в работе мини-ТЭЦ в качестве источников энергоснабжения малых и средних населенных пунктов Восточной Сибири.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Беляев Л.С., Санеев Б.Г., Филиппов С.П. [и др.]. Системные исследования в энергетике / под ред. Н.И. Воропая. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 2000. 558 с.

2. Fazzolari M., Alcala' R., Yusuke Nojima, Hisao Ishibuchi, Herrera F. A Review of the Application of Multiobjective Evolutionary Fuzzy Systems: Current Status and Further Directions // IEEE Trans. Fuzzy Systems. 2013. Vol. 21, № 1. P. 45.

3. Alonso J.M., Magdalena L., Gonzalez-Rodriguez G. Looking for good fuzzy system interpret-ability index: an experimental approach // Int. J. Approx. Reason. 2009. Vol. 51, № 1. P. 115-134.

4. Roboam X. Systemic Design Methodologies for Electrical Energy Systems. ISTE Ltd., John Wiley & Sons, Inc., 2012. 374 p.

5. Деканова Н.П., Хан В.В. Подходы теории нечетких множеств в задачах диагностики тепловых сетей и объектов теплопотребления // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2011. № 4 (32). С. 96-101.

6. Straube J., Finch G. Ventilated Wall Claddings: Review, Field Performance, and Hygrothermal Modeling [Электронный ресурс] // Research Report. URL: https://wufi.de/literatur/Finch,%20Straube% 202007%20-%20Ventilated%20Wall%20Claddings.pdf (09.06.2009).

7. Хан В.В., Деканова Н.П., Романова Т.А. Разработка и технико-экономическое обоснование мероприятий по повышению энергетической эффективности систем энергопотребления рекреационных объектов Прибайкалья // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2016. № 4. С. 146.

8. Annual Reporting on Renewables: Ten years of excellence. Ren 21 Steering Committee. Renewable Energy Policy Network for the 21st Century [Электронный ресурс]. URL: http://www.ren21 .net/wp-content/uploads/2015/07/REN12-GSR2015_0nlinebook_low1 .pdf (01.06.2016).

9. Зуев И.А., Толстой М.Ю., Туник А.А. Разработка нового солнечного коллектора SUN 3 для теплоснабжения и горячего водоснабжения объектов социальной и жилищной сферы Иркутской области // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2016. № 4 (19). С. 101-113.

10. Географическая информационная система SolarGIS [Электронный ресурс]. URL: http://solargis.info/imaps (06.05.2016).

REFERENCES

1. Belyaev L.S., Saneev B.G., Filippov S.P. Systemnye issledovaniya v energet/ke [System studies in energetics]. Novosibirsk, Nauka. Sibirskaya izdatel'skaya firma RAN Publ., 2000. 558 p.

2. Fazzolari M., Alcala' R., Yusuke Nojima, Hisao Ishibuchi, Herrera F. A Review of the Application of Multiobjective Evolutionare Fuzzy Systems: Current Status and Further Directions. IEEE Trans. Fuzzy Systems, 2013, vol. 21, no. 1, p. 45.

3. Alonso J.M., Magdalena L., Gonzalez-Rodriguez G. Looking for good fuzzy system interpret-ability index: an experimental approach. Int. J. Approx. Reason, 2009, vol. 51, no. 1, p. 115-134.

4. Roboam X. Systemic Design Methodologies for Electrical Energy Systems. ISTE Ltd., John Wiley and Sons, Inc., 2012. Р. 374.

5. Dekanova N.P., Khan V.V. Fuzzy Sets Theory Approaches to Heat Supply Network and Heat Consumption Object Diagnostic Problem. Sovremennye tekhnologii. Sistemnyj analiz. Modelirovanie [Modern technologies. System analyses. Modelling], 2011, no. 4 (32), pp. 96-101. (In Russian)

6. Straube J., Finch G. Ventilated Wall Claddings: Review, Field Performance, and Hygrothermal Modeling. Research Report. Available at: https://wufi.de/literatur/Finch,% 20Straube%202007%20-%20Ventilated%20Wall%20Claddings.pdf (accessed 09.06.2009).

7. Dekanova N.P., Khan V.V., Romanova Т.А. Development and technical and economic proof of the events to Increase energy effectiveness of the systems of energy. Consumption of recreational objects of Pribaikalie. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost' [Proceedings of Universities. Investments. Construction. Real estate], 2016, no. 4 (19), pp. 146-156. (In Russian)

8. Annual Reporting on Renewables: Ten years of excellence. Ren 21 Steering Committee. Renewable Energy Policy Network for the 21st Century. Available at: http://www.ren21.net/wp-content/uploads/2015/07/REN12-GSR2015_0nlinebook_low1.pdf (accessed 01.06.2016)

9. Zuev I.A., Tolstoy M.Yu., Tunik A.A. Development of a new solar collector sun 3 for heat supply and hot water supply of the objects of social and residential sphere of Irkutsk region. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost' [Proceedings of Universities. Investments. Construction. Real estate], 2016, no. 4(19), pp. 101-113. (In Russian)

10. Geograficheskaya informatsionnaya sistema SolarGIS [Geographical and informational system SolarGIS]. Available at: http://solargis.info/imaps (accessed 06.05.2016).

Информация об авторах

Хан Вениамин Владимирович, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры городского строительства и хозяйства, e-mail: [email protected]; Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Российская Федерация, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Деканова Нина Петровна, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры информационных систем и защиты информации, [email protected]; Иркутский государственный университет путей сообщения, Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15.

Романова Татьяна Алексеевна, магистрант кафедры городского строительства и хозяйства, e-mail: [email protected]; Иркутский национальный исследовательский технический университет, Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Шараева Светлана Андреевна, магистрант кафедры городского строительства и хозяйства, e-mail: [email protected]; Иркутский национальный исследовательский технический университет, Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Критерии авторства

Хан В.В., Деканова Н.П., Романова Т.А., Шараева С.А. имеют равные авторские права. Хан В.В. несет ответственность за плагиат.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Information about the authors

Veniamin V. Khan, candidate of thechnical sciences, associate professor, Department of Urban Construction and Management, е-mail: [email protected]; Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russian Federation.

Nina P. Dekanova, Doctor of thechnical sciences, professor, Department of information systems and protection information, e-mail: [email protected]; Irkutsk State University of Railway Engineering, 15 Chernyshvsky St., Irkutsk, 664074, Russian Federation.

Tatiana A. Romanova, undergraduate, Department of Urban Construction and Management, e-mail: [email protected]; Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russian Federation.

Svetlana A. Sharaeva, undergraduate, Department of Urban Construction and Management, e-mail: [email protected]; Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russian Federation.

Contribution

Khan V.V., Dekanova N.P., Romanova T.A., Sharaeva S.A. have equal author's rights. Khan V.V. bears the responsibility for plagiarism.

Conflict of interests

The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.

Статья поступила 04.12.2016 г. The article was received 04 December 2016

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Хан В. В., Деканова Н. П., Романова Т. А., Шараева С. А.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Хан В. В., Деканова Н. П., Романова Т. А., Шараева С. А.

COMPLEX ANALYSES OF EFFICIENCY OF ENERGY EFFECTIVENESS MEASURES FOR THE OBJECTS OF SOCIAL SPHERE IN THE EASTERN SIBERIA ON THE BASIS OF SYSTEM APPROACH