Технико-экономическое обоснование

Рассмотрим основные факторы, влияющие на потребление энергоносителей холодильной системы, и их изменение при использовании предложенного решения.

Коэффициент загрузки компрессора  зависит от внешней среды и условий эксплуатации. Как правило, в технической документации указывается потребление электроэнергии при 100 % загрузке оборудования и максимальной температуре конденсации. Среднее же потребление электроэнергии холодильной машиной на предприятиях торговли, как правило, находится на уровне 70 % от максимального.

В системе, реализованной в рамках демонстрационного проекта, компрессоры индивидуальных модулей постоянно работают в режиме оптимальной нагрузки.

Качество монтажа.  Практически каждая холодильная система должна монтироваться с соблюдением множества требований и правил. Их нарушение далеко не всегда ведет к отказу системы: чаще всего ошибки проектирования и монтажа компенсируются занижением давления кипения. Нередки примеры, когда в силу таких ошибок реальное энергопотребление системы выше расчетного на 40–50 %.

В системе, реализованной в рамках демонстрационного проекта, исключаются ошибки монтажа холодильного контура, так как все его элементы собираются в заводских условиях. Качество исполнения контуров теплоносителя мало влияет на общую энергоэффективность и совсем не влияет на энергоэффективность холодильных машин.

Вынос тепла из помещения в зимний период.  Это самый неоднозначный параметр системы. Собственно, холодопроизводительность это и есть количество энергии, забираемой из помещения потребителями. Если конденсатор вынесен на улицу, все отбираемое из помещения тепло просто выбрасывается в атмосферу. С учетом действующих тарифов на тепловую энергию расходы на компенсацию выноса тепла могут быть сопоставимы с расходами на электроэнергию, потребляемую компрессором. Если же помещение отапливается электроэнергией, расходы от уноса тепла превысят расходы на электроэнергию для компрессора в несколько раз.

Оборудование со встроенными агрегатами имеет обратную проблему в летний период. Выброс тепла в помещение требует увеличения как мощности системы кондиционирования воздуха, так и потребления электроэнергии.

В рассматриваемой системе вынос тепла из помещения не происходит, пока температура в помещении не превышает установленную. Однако в случае избытка тепла в помещении система автоматически переключается на внешний охладитель и не нагревает помещение без необходимости.

Сервис, надежность и утечки.  Помимо энергоносителей, важной статьей расходов на содержание холодильной системы является техническое обслуживание. Мелкие поломки, утечки хладагента, прочие неисправности, возникающие в силу износа оборудования или некачественного монтажа, крайне трудно прогнозировать и рассчитать заранее. Основным ориентиром тут может являться только опыт эксплуатации аналогичного оборудования.

В рассматриваемой системе вероятность утечки хладагента снижена многократно, а потери хладагента в случае утечки минимальны. Соответственно, необходимость обслуживания и проведения ремонтных работ будет возникать намного реже и в меньших объемах.

Технико-экономический расчет

Моделью гостиницы является трехэтажное монолитное односекционное здание, построенное в 2013 году. Первый этаж — нежилой, на второй и третьем этажах расположены 50 гостиничных номеров: 20 одноместных, 20 двухместных и 10 номеров класса «Люкс» с системой кондиционирования. На первом этажегостиницы расположены встроенный магазин общей площадью 120 м2 и прачечная общей площадью 100 м2.

Объем отапливаемой части составляет 4320 м3, общая площадь здания — 1620 м2. Используются электроприемники III категории надежности.

Холодильное оборудование

ПотребителиQx, ВтТкип, °СХладагент
Среднетемпературные потребители
Горка 216 × 3,754500-8R290
Горка 216 × 2,53800-10R290
Горка 216 × 1,252100-8R290
Витрина 150 × 2,54200-8R290
Бонета 150 × 2,51000-8R290
Камера3500-8R290
Низкотемпературные потребители
Шкаф2200-28R290
Камера2600-28R290
Климатические потребители холода
Кондиционер1500+7R290
Кондиционер1500+7R290
Кондиционер1500+7R290
Кондиционер1500+7R290
Кондиционер1500+7R290
Кондиционер1500+7R290
Кондиционер1500+7R290
Кондиционер1500+7R290
Кондиционер1500+7R290
Кондиционер1500+7R290
ИТОГО38900--

Условные обозначения:

Qx — потребление холода торговым оборудованием,

Ткип — температура кипения хладагента в испарителе.

Тепловой трансформатор рассчитан исходя из максимальной температуры окружающей среды +32 °С.

Хладагент R744.

Холодопроизводительность теплового трансформатора равна  42 900 Вт,  а его мощность — от 3 851 до 13 400 Вт.

Теплоснабжение гостиницы

Отопление гостиницы осуществляется от теплового ввода городских тепловых сетей через индивидуальный тепловой пункт. Граница балансовой принадлежности тепловых сетей и эксплуатационной ответственности между транспортирующей организацией и гостиницей, является наружная сторона стены. Первичным теплоносителем для системы отопления, вентиляции и горячего водоснабжения служит сетевая вода с параметрами 150–70 °С.

Режимно-наладочные работы поведены. Система отопления находятся в исправном и рабочем состоянии.

Тепло, получаемое из центральной отопительной системы, расходуется на подогрев сетевой воды (приготовление воды на нужды отопленияи вентиляции) и на подогреватели горячего водоснабжения.

Температура питательной и подпиточной воды 104 °C. Сетевая воданагревается от 70 °C до необходимой температуры, последовательно проходя водяные подогреватели. Тепловая энергия отпускается потребителюв соответствии с утвержденным температурным графиком:

  • график отопления 95/70 °С;
  • график горячего водоснабжения 65/50 °С.

Отопление

Для обеспечения производственной деятельности при соблюдении температурно-влажностного режима в гостинице функционирует система отопления.

Годовой расход тепла на гостиницу объемом  4 320 м3  составляет  449 410,0 кВт·ч  при удельной отопительной характеристике 0,46 м3·ч·°С и внутренней температуре 24 °С. В числителе расход при средней температуре -3,1 °С, в знаменателе — при -28 °С.

Горячее водоснабжение

Потребление горячей воды на хозяйственно-бытовые нужды для составления энергетического баланса рассчитывается, исходя из количества потребителей и числа дней в базовом году.

Годовой расход горячей воды и тепловой энергии на ее приготовление

ПотребительПериодРасход теплоты за период, кВт·чРасход воды на ГВС за период, м3 Годовой расход теплоты, кВт·чГодовой расход ГВС, м3
ГостиницаЛетний9407,743210014939,5554750
Отопительный5531,812260
ПрачечнаяЛетний1567,9653532672,819880
Отопительный1104,854530
МагазинЛетний4076,6913888,896473,8123698,41
Отопительный2397,129809,52
Всего   24086,1788328,41

Как видно и таблицы, расчетно-нормативное значение годового расхода горячей воды составляет 88 328,41 м3/год, тепловой энергии на ее приготовление — 24 086,17 кВт·ч в год.

Суммарный нормативный годовой расход тепла на отопление, приточную вентиляцию и горячее водоснабжение составит:  449 410,00 + 24 086,17 = 473 496,17 кВт·ч  в год.

Расчет окупаемости

В Московской области отопительный сезон длится 214 дней. Годовая рекуперация тепла в системе OSTROV TECHNOLOGY составляет  215 869,99 кВт·ч  в год. Тепло может возвращаться в помещение на протяжении всего отопительного сезона и используется в летний период для ГВС.

При цене тепловой энергии 1 рубль 73 копеек за 1 кВт·час в системе центрального отопления получим:

  • тепловая энергия на нужды отопления  473 496,17 кВт·ч;
  • стоимость за тепловую энергию на нужды отопления в год (центральное отопление) 819 148,37 руб;
  • рекуперированная тепловая энергия на нужды отопления  215 869,99 кВт·ч;
  • сэкономленные средства за счет рекуперации 373 455,08 руб.

Определение срока окупаемости

Дисконтированный срок окупаемости равен периоду времени, в течение которого полностью возмещаются дисконтированные капитальные вложения за счет прибыли, полученной от эксплуатации объекта.

Определение срока окупаемости один из самых простых и широко распространен на практике, не предполагает временной упорядоченности денежных поступлений. При расчете суммируется чистая прибыль по годам расчетного периода до тех пор, пока эта сумма не сравняется с суммой инвестиционных расходов. Минимальное значение номера года в течение, которого получают положительное значение разности дисконтированной чистой прибыли и дисконтированной величины инвестиций является сроком окупаемости.

Исходя из темпов роста цен на газ согласно сценарным условиям развития энергетики на период до 2030 г. (АПБЭ, Минэнерго РФ), приведенных сценарных условий и стоимости Гкал в 2015 году равной 2010,1 руб, срок окупаемости системы на базе технологии OSTROV TECHNOLOGY составит 6 лет при начальной цене системы  32 729,91 евро.