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

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

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.