Установка Beta 1.5 Plus (Baxi Innotech)
Поквартирное отопление — автономное индивидуальное обеспечение отдельного дома (коттеджа) или квартиры в многоквартирном доме теплотой и горячей водой. Наиболее энергосберегающим вариантом поквартирного отопления является теплоснабжение жилых зданий с теплогенераторами на газовом топливе. В качестве теплогенераторов все шире используются настенные автоматизированные двухконтурные котлы с закрытой камерой сгорания [1].
Поквартирное отопление имеет ряд немаловажных достоинств и позволяет вести строительство в районах, удаленных от существующих тепловых сетей. Тем не менее, существуют и некоторые проблемы поквартирного отопления [2, 3] — общей проблемой различных систем поквартирного отопления многоэтажных зданий и коттеджей остается необходимость централизованного электроснабжения. Одним из прогрессивных направлений развития автономного теплои электроснабжения является использование мини-ТЭЦ (домашних ТЭЦ или бытовых энергоцентров).
Автономные мини-ТЭЦ комплексно решают проблему децентрализованного теплои электроснабжения. Из предложенных вариантов наиболее перспективными являются установки с топливными элементами, т.к. они обеспечивают высокую эффективность, экологичность и надежность при низком уровне шума при работе. Имеются примеры практического использования таких установок для теплои электроснабжения зданий [4]. Установки на основе топливных элементов легко вписываются в существующую инфраструктуру теплоснабжения.
Модели установок мощностью до 10 кВт для энергоснабжения коттеджей и домов на две-четыре семьи, по размерам не больше домашнего бойлера, используют в качестве топлива природный или сжиженный углеводородный газ. Многие производители, преимущественно американские, германские и японские, анонсируют выпуск таких моделей [5]. Широкому распространению установок с топливными элементами препятствует, главным образом, их высокая стоимость, которая в настоящее время составляет в среднем $ 3–4 тыс. за киловатт электрической мощности.
Эксперты прогнозируют, что внутренний европейский рынок отопительной техники будет ежегодно потреблять до 250 тыс. устройств на топливных элементах для автономного энергоснабжения коттеджей и домов [5]. Для оценки эффективности использования установок с топливными элементами в системах поквартирного отопления выполнен дипломный проект. В проекте рассмотрено поквартирное теплои энергоснабжение трехэтажного 66-квартирного дома с мансардой и неотапливаемым подвалом.
Мансарда представляет собой отдельный этаж, используемый в течение всего года. Размеры здания 75×19,3×14,12 м, объем 17380 м3, высота этажа 2,8 м. Главный фасад ориентирован на север. Несущие стены выполнены из керамического кирпича, утеплитель — пенополистирол. Покрытие бесчердачное, утеплитель — пенополистирол. Согласно СНиП 41-01–2003 принято, что лестничная клетка не отапливается, но состав стен лестничной клетки аналогичен составу наружных стен.
Остекление — двухкамерный стеклопакет в одинарном переплете. Наружные двери здания двойные с тамбуром между ними. Выполнены теплотехнические расчеты ограждений, составлен тепловой баланс здания, разработан энергетический паспорт. Класс энергетической эффективности здания высокий. К рассмотрению приняты две схемы энергоснабжения:
- первая — теплоснабжение на базе двухконтурных котлов с закрытой камерой сгорания Divatop F24 мощностью до 6/24 кВт;
- вторая — теплои электроснабжение установками с топливными элементами Beta 1.5 Plus (рис. 1).
Выбрана установка Beta 1.5 Plus, т.к. эта модель оснащена встроенным котлом и накопительным водонагревателем. Технические характеристики: электрическая мощность — 1,5 кВт; тепловая мощность — 3 кВт; общий КПД — более 80 %. Модель оснащена встроенным котлом с модуляцией мощности от 3,5 до 15 кВт и накопительным водонагревателем. Габариты составляют 100×73×185 см. Давление природного газа — от 18 до 25 мбар [5].
Запроектирован внутренний газопровод для двух схем энергоснабжения. Трубы приняты стальные водогазопроводные. Подземный газопровод прокладывается к зданию и выводится на фасад. От фасадного газопровода делаются опуски и вводы через стены в кухни. Стояки прокладываются через кухни и размещены в углах помещения. В соответствии с современными требованиями в каждой квартире запроектирована установка счетчика, газосигнализатора и термозапорного клапана.
Выполнен гидравлический расчет внутренней сети для каждой схемы, определены диаметры газопроводов и потери давления, подобрано газовое оборудование. Расчеты показали, что в случае применения установок Beta 1.5 Plus, потребление газа увеличивается незначительно и не приводит к увеличению диаметра труб по сравнению с первой схемой. Технико-экономические расчеты выполнены при следующих условиях:
- Место расположения строительства — г.о. Тольятти.
- Расчет стоимости монтажа внутреннего газопровода составлен в соответствии с «Методикой определения стоимости строительной продукции на территории Российской Федерации» — МДС 81-35.2004.
- Сметно-нормативная база, используемая в сметных расчетах: сборники государственных элементных сметных норм на строительные и специальные работы для Самарской области — ГЭСН2001; сборники территориальных средних сметных цен на материалы, изделия и конструкции, применяемые в Самарской области (ТСЦм-2001); территориальные сметные нормы и расценки на эксплуатацию строительных машин и автотранспортных средств Самарской области (ТСЦ-2001).
- Уровень цен, взятый для расчетов: в текущем уровне цен.
- Начисления на сметный расчет — в расценки внесены коррективы путем применения поправочных коэффициентов, учитывающих особенности конструктивного решения или условий и способов производства работ, в соответствии с указаниями Технической части сборников, разд. 3 «Коэффициенты к расценкам».
- Нормативы накладных расходов: нормативы накладных расходов по видам работ приняты в соответствии с МДС 81-33.2004 «Методические указания по определению величины накладных расходов в строительстве».
- Нормативы накладных расходов: нормативы сметной прибыли по видам работ приняты в соответствии с МДС 81-25.2001 «Методические указания по определению величины сметной прибыли в строительстве».
- Источник информации по текущим ценам на ресурсы: стоимость ресурсов принимается по сборнику текущих цен Самарского Центра ЦЦО в строительстве; заработная плата принята среднестатистическая по г.о. Тольятти на текущий месяц строительства; часовые тарифные ставки оплаты труда в строительстве приняты на основании расчета МДС 83-1.99 «Методические рекомендации по определению размера средств на оплату труда в договорных ценах и сметах на строительство и оплате труда работников строительно-монтажных и ремонтно-строительных организаций».
- Начисления на сметную прибыль: резерв средств на непредвиденные работы и затраты принят 2 % в соответствии с МДС 81-35.2004; НДС в размере 18 % принят в соответствии с налоговым кодексом РФ и МДС 81-35.2004.
Разработан план производства монтажных работ системы газоснабжения. На основании ведомости строительномонтажных работ составлены локальные ресурсные сметные расчеты на монтаж двух указанных систем поквартирного энергоснабжения. Капитальные вложения по первой схеме составляет 2653 тыс. руб., а по второй — 4676 тыс. руб., т.е. капитальные вложения по второй схеме в 1,8 раза превышают капитальные вложения по первой схеме.
Повышенные затраты связаны в основном с высокой стоимостью установки Beta 1.5 Plus. Стоимость котла Divatop F24 составляет 32500 руб. Стоимость установки Beta 1.5 Plus принята из расчета: 1,5 кВт × $ 3000 × 30 = 135 000 руб. Эффективность капитальных вложений оценена по формуле: КЭФк.п.ч = Д/К0, где Д — прирост чистой продукции строительства; К0 — капитальные вложения в основные производственные фонды.
Приняв среднее потребление электроэнергии одной квартирой — 200 кВт в месяц, стоимость 1 кВт — 2 руб. 62 коп., получим: КЭФк.п.ч = (200×2,62×12×66)/ /4 676 000 = 0,089. Таким образом, срок окупаемости второй схемы энергоснабжения за счет только дополнительной выработки электрической энергии составит 11,2 года, что превышает нормативный срок окупаемости в строительстве (8,7 года). Однако установки с топливными элементами имеют ряд технических, социальных и экологических преимуществ.
Кроме того, специалисты отмечают, что при массовом серийном производстве стоимость этих установок может быть снижены до $ 1000 за киловатт электрической мощности. В результате установки с топливными элементами получат конкурентные преимущества на рынке отопительной техники. В заключение следует отметить следующее. Для успешного внедрения установок с топливными элементами необходима проработка ряда технических решений.
Например, несовпадение режимов выработки и потребления тепловой и электрической энергии: в отопительный период максимум выработки и потребления теплоты в ночные часы совпадает с минимум потребления электроэнергии. Нужна также проработка различных вариантов применения установок с топливными элементами: полный отказ от внешнего электроснабжения или применение комбинированного варианта, т.е. и централизованное электроснабжение от внешних сетей и автономное — от установок с топливными элементами.
Также требуется и разработка нормативно-методических актов на применение автономных установок с топливными элементами.
