Технико-экономическое обоснование децентрализованного отопления

1.
Технико-экономическое
обоснование
децентрализованного
отопления
многоквартирного дома
Описание технического решения
Необходимо отметить, что свод правил [1] содержит указания по проектированию вновь
строящихся и реконструируемых автономных котельных, выполнение которых обеспечит
соблюдение обязательных требований к котельным установкам, установленных действующим
СНиП II-35-76 «Котельные установки». Решение вопроса о применении данного документа
при проектировании и строительстве конкретных зданий и сооружений относится к
компетенции проектной или строительной организации. В случае если принято решение о
применении
настоящего
документа,
все
установленные
в
нем
правила
являются
обязательными. Частичное использование требований и правил, приведенных в настоящем
документе, не допускается.
В рамках настоящей работы выполнен технико-экономический расчет, обосновывающий
строительство
крышной
котельной.
Расчет
выполнен
на
основании
Методических
рекомендаций по оценке эффективности инвестиционных проектов рекомендации [2]. По
результатам расчета срок окупаемости капитальных затрат на строительство крышной
котельной составит менее 3 лет. При этом с технической стороны, будет достигнут
энергоресурсосберегающий режим теплогенерации и теплопотребления.
Расчетные тепловые нагрузки представлены в табл.1.
Таблица 1. Расчетные тепловые нагрузки
Нагрузка (МВт)
Потребитель
Площадь,
м2
Отопление
Вентиляция
ГВСср.часовой
0,87
0
0,72
Жилой дом №
22/2 по
ул.Строителей
9710
в г. Коврове
Итого: МВт
1,6
На этапе предпроектных работ принято решение о строительстве крышной котельной
рассматриваемого здания на базе двух котлов суммарной мощностью 1,6 МВт:
Котлоагрегат №1: Unical Ellprex 870 кВт (Италия) с газовой горелкой ELCO
(Швейцария) c диапазоном модуляции 20-100%
Котлоагрегат №2: Unical Ellprex 760 кВт (Италия) с газовой горелкой ELCO
(Швейцария) c диапазоном модуляции 20-100%
Обоснованность принятого технического решения аргументирована следующим:
1. Согласно п 3.7 СП 41-104-2000 «Проектирование автономных источников
теплоснабжения» [1] тепловые нагрузки для расчета и выбора оборудования котельных
должны определяться для трех режимов:
а) максимального 1,6 МВт - при температуре наружного воздуха в наиболее холодную
пятидневку;
б) среднего 1,07 МВт - при средней температуре наружного воздуха в наиболее
холодный месяц;
в) летнего (режим, когда котлоагрегат №2, способный производить минимум 130 кВт
при максимальном КПД 92%, будет работать в оптимальном режиме).
2. Согласно п 3.8 СП 41-104-2000 «Проектирование автономных источников
теплоснабжения» [1] для теплоснабжения зданий и сооружений, имеющих дежурное
отопление или в работе систем отопления которых допускаются перерывы, следует
предусматривать возможность работы оборудования котельной с переменными нагрузками.
Котельное оборудование Unical (Италия) соответствует данным требованиям.
3. Согласно п 3.9 СП 41-104-2000 «Проектирование автономных источников
теплоснабжения» [1] расчетная производительность котельной определяется суммой расходов
тепла на отопление и вентиляцию при максимальном режиме (максимальные тепловые
нагрузки) и тепловых нагрузок на горячее водоснабжение при среднем режиме.
4. Согласно п 3.10 СП 41-104-2000 «Проектирование автономных источников
теплоснабжения» [1] максимальные тепловые нагрузки на отопление, вентиляцию и средние
тепловые нагрузки на горячее водоснабжение жилых, общественных зданий следует
принимать по соответствующим проектам.
5. Согласно п 5.5 СП 41-104-2000 «Проектирование автономных источников
теплоснабжения» [1] количество и единичную производительность котлов, устанавливаемых в
автономной котельной, следует выбирать по расчетной производительности котельной, но не
менее двух, проверяя режим работы котлов для ночного летнего периода года; при этом в
случае выхода из строя наибольшего по производительности котла оставшиеся должны
обеспечить отпуск теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение - в
количестве, определяемом режимом наиболее холодного месяца.
Таблица 2. Расчетные тепловые нагрузки в период выхода из строя одного из котлов
Нагрузка (МВт )
Потребитель
Отопление
Вентиляция
ГВСср.часовой
Жилой дом № 22/2
по ул.Строителей в
0,53
0
0,2
г. Коврове
Итого:
МВт
0,73
Опыт перехода на индивидуальную отопительную систему (котельная на базе
низкотемпературных
котлов,
интегрированная
в
общую
систему
отопления
и
кондиционирования здания) показывает, что такая система теплоснабжения имеет следующие
преимущества по сравнению с вариантом подключения к существующим централизованным
системам:
-ниже стоимость тепловой энергии;
-выше качество теплоснабжения (круглогодичное, гарантированы заявленные параметры
теплоносителя);
-бесперебойное теплоснабжение и ГВС;
-значительное снижение вредных выбросов в атмосферу на единицу получаемого тепла;
-индивидуальная котельная на базе современных низкотемпературных жаротрубных
котлов (например, Unical) имеет возможность осуществлять отпуск тепловой энергии по
нескольким (от 3 до 7) независимым отопительным контурам, каждому из которых задается
собственный отопительный график регулирования в погодазависимом режиме. Современная
система автоматизации котельной на базе микропроцессорных контроллеров постоянно
регулирует режимы теплогенерации (мощность горелок, процент открытия регулирующих
клапанов, работа насосов и т.д.) в зависимости от потребления тепловой энергии в каждый
момент времени – реализуются современные энерго- и ресурсосберегающие технологии.
Экономический
эффект
работы
индивидуальной
отопительной
системы
при
эксплуатации достигается благодаря полной интеграции режимов теплогенерации и
теплопотребления (котлы не вырабатывают излишнюю тепловую энергию + отсутствуют
потери в квартальной тепловой сети).
Расчет экономического эффекта
Установленная мощность котельной
P
1,4 (1,6)
Гкал/ч (МВт)
Подключенная нагрузка
P
1,4 (1,63)
Гкал/ч (МВт)
Капитальные затраты на строительство
котельной «под ключ» (Приложение
млн. руб. (здесь и далее
Ккот
5,85
№1)
приведены
цены
с
учетом НДС)
Капитальные затраты на строительство
Кгаз
1,25
млн. руб.
Кнп
1
млн. руб.
Тц
1624
руб./Гкал
Тариф на природный газ
Тг
4
руб./1000 м3
Тариф на электроэнергию
Тэл
3,55
руб./кВтч
газопровода и ГРПШ (100 м, D=79)
Непредвиденные расходы
Тариф на тепловую энергию в
централизованной системе
теплоснабжения
Срок окупаемости затрат на строительство индивидуальной котельной определяется по
формуле:
ε
K газ  K кот  K нп
Эгод
[2]
где Ккот – капительные затраты на строительство котельной «под ключ»; К кот = 6,8
млн.руб.;
Эгод - годовая экономическая эффективность индивидуальной системы теплоснабжения,
рассчитывается по формуле:
Эгод = Qгод(Тц – Ти), руб./год
где Qгод – годовое потребление тепловой энергии, Гкал/год;
Ти – тариф на тепловую энергию (себестоимость) в индивидуальной системе, руб./Гкал.
Тц – тариф на тепловую энергию в централизованной системе теплоснабжения,
руб./Гкал;
Для удобства расчета принимаем округление до десятых по правилам математики.
Годовая выработка тепловой энергии составит для нужд отопления QОгод = 1748 Гкал/год
и ГВС QГВСгод = 1367 Гкал/год (Тепловой расчет Приложение №2)
Рассчитаем стоимость Ти одной Гкал, выработанной крышной котельной:
При теплотворной способности природного газа 8000 ккал/м3 и среднегодовом КПД
котельной 92% расход топлива на генерацию 1 Гкал тепловой энергии составит (106/8000)/0,92
= 135,9 м3.
При стоимости природного газа 4 руб./м3 затраты на топливо при генерации 1 Гкал
тепловой энергии составят 135,9 · 4= 543,6 руб.
Затраты на очищенную и химически подготовленную воду (подпитка котельного
контура) примем равной 5% от затрат на топливо – 27,2 руб.
Расчет затрат на электроэнергию:
- сетевые насосы (подача 50 м3/ч, напор 40 м) – 6 кВт · ч
- горелки 2 кВт · ч
- комплекс автоматики 1 кВт · ч
Итого: 9 кВт · ч.
При работе в течение года котельная потребит 9 х 24 х 365 = 78840 кВт · ч. В расчете на
одну Гкал тепловой энергии затраты на электроэнергию составят (78840/3115) · 3,55 = 89,9
руб./Гкал.
При выработке 3115 Гкал/год стоимость технического обслуживания котельной не
превысит 100 тыс. руб. (по данным обслуживающей организации ООО «Теплосфера»). Таким
образом, затраты на эксплуатацию составят 100000/3115 = 32,15 руб./Гкал.
Отсюда, Ти = 543,6 + 27,12 + 89,9 + 32,10 = 692,8 руб./Гкал.
Годовой экономический эффект Эгод = Qгод (Тц - Ти) = 3115 · (1624 - 692,8) = 2,9
млн.руб./год.
Срок окупаемости затрат на строительство индивидуальной котельной составит:
ε
K газ  K кот  K нп 1,25  5,85  1
8,1

 12 мес. 
 12 мес.  33 месяца
Э год
2,9
2,9
с учетом ставки дисконта в 20% срок окупаемости не более 5 лет.
Для наглядности приведем стоимость отопления и ГВС за единицу. Так за декабрь 2011
года по показаниям общедомового прибора учета стоимость отопления. составила 25,93 р/м2, а
при использовании собственной котельной составила бы 11,05 р/м2.
Норма потребления ГВС на человека составляет 2 м3, в денежном выражении 85,34 р/м3.
Для расчета стоимости 1 м3 горячей воды в зимний период воспользуемся следующей
формулой
Ц  ТИ  Q  TИ  [c V  (T2  T1 )] , где
Ц- стоимость одного 1 м3 горячей воды при использовании автономной котельной;
Q- количество тепла необходимого для нагрева 1 м3 воды [Гкал];
с- удельная теплоемкость воды 10-3 [Гкал(м3.С)];
T2-T1 – разность температур (температура водопроводной воды в зимний период Т1=5 С0,
в летний Т1=15 С0, а горячей Т2 =55 С0);
V- объём равный 1 м3.
Ц з  Т И  Q  TИ  [c  V  (T2  T1 )]  692,8  10 3  1 (55  5)  34,64
Ц л  Т И  Q  TИ  [c  V  (T2  T1 )]  692,8  10 3  1 (55  15)  27,7
И так, при использовании автономной котельной стоимость 1 м3 горячей воды в зимний
период составило бы 34,64 р/м3, а в летний 27,7 р/м3.
Таким образом, начиная с третьего года работы автономной котельной стоимость
потребления 1 Гкал для жителей вышеуказанного дома, снизиться почти в 2,5 раза. И как
следствие позволит уменьшить стоимость отопления за 1 кв.м. почти в 2,5 раза (а с учетом
полной интеграции режимов теплогенерации и теплопотребления не менее чем в 3 раза),
стоимость ГВС, в среднем за год почти в 3 раз.