Учет и выставление счетов за потребление в системах ULT DH
В целом, измерение потребления централизованного теплоснабжения в системах централизованного теплоснабжения со сверхнизкими температурами (ULT DH) не отличается от традиционного централизованного теплоснабжения. Однако, когда электричество используется для повышения температуры ГВС, эта доля производства ГВС больше не учитывается компанией централизованного теплоснабжения или должна учитываться отдельно дополнительным электросчетчиком.
Иллюстрация: Фото Маркуса Списке на Unsplash
Могут быть разные способы выставления счетов потребителю. Один из вариантов заключается в том, что потребителю просто выставляется счет за потребление централизованного теплоснабжения по обычным тарифам, а затем он оплачивает дополнительное потребление электроэнергии сверх общего счета за электроэнергию. Однако это обычно приводит к более высоким затратам для потребителя, поскольку цена на электроэнергию обычно выше, чем на централизованное теплоснабжение. Другой вариант заключается в том, что компания централизованного теплоснабжения компенсирует потребителю затраты на потребление электроэнергии, используемой для наддува. Третий вариант заключается в том, что тарифы на сверхнизкое центральное теплоснабжение могут быть скорректированы с учетом системных преимуществ использования сверхнизкой температуры и, таким образом, компенсируют потребление электроэнергии для наддува. В этом разделе мы сначала рассмотрим общие методы измерения и выставления счетов, а затем, наконец, обсудим конкретные проблемы и варианты сверхнизких температур.
измерение
метр на жилое помещение или на здание
В многоквартирных домах с коллективными системами теплоснабжения счетчики централизованного теплоснабжения могут быть размещены в месте соединения с системами централизованного теплоснабжения и коллективной подстанцией, обеспечивающей отопление помещений и ГВС. В качестве альтернативы счетчики могут быть размещены в индивидуальном жилом помещении в сочетании с индивидуальной подстанцией (квартирной станцией). В первом случае (А) электроэнергия для повышения мощности может быть включена в общий учет общего потребления электроэнергии в здании или может измеряться отдельно, как правило, при относительно низких затратах. В индивидуальных жилых домах (B) электроэнергия для повышения может быть включена в общий учет электроэнергии или может быть измерена отдельно дополнительным электросчетчиком.
Параметры счетчика
Современные теплосчетчики обладают различными свойствами:
- Измеряемые стандартные параметры: Температура подачи, подачи и обратки.
- Расчетные стандартные параметры: Разность температур, тепловая мощность, накопленная энергия, накопленный объем и время.
- Дополнительные расчетные параметры: «Подача энергии» и «Отдача энергии». Эти параметры представляют собой интегрирование температуры по объему (∑температура x объем). Параметры могут быть очень полезными, так как позволяют рассчитать среднюю температуру подачи или обратки путем деления на накопленный объем.
- Дополнительные входные параметры: Некоторые счетчики имеют возможность включения дополнительных температурных или импульсных сигналов, например, счетчиков воды или электроэнергии.
- Хранилище данных: Могут храниться различные регистры, такие как часовые значения, дневные значения, месячные значения, годовые значения.
- Дисплей: Отображение стандартных мер и расчетных параметров.
- Источник питания: батарея и/или источник переменного/постоянного тока. Источник питания переменного/постоянного тока обычно требуется, когда частота дискретизации данных счетчика высока (это также зависит от технологии связи и батареи, а также от объема данных).
- Связь: несколько вариантов, включая M-Bus (проводной/беспроводной), шины, используемые в системах автоматизации и управления зданием (BACS), радиочастотные сети, аналоговый выход и т. д. Некоторые счетчики имеют возможность предоставления большего количества каналов связи в одном счетчике, например, один канал связи для выставления счетов и другой канал связи для BACS.
Умный учет
Умные счетчики в основном называются счетчиками, дающими возможность регистрировать потребление энергии на почасовой основе, что позволяет выставлять счета на основе почасовых цен. Кроме того, должно быть сообщение этих данных торговцу энергией, что облегчает чтение и отчетность стойки счетчика. Другими словами, интеллектуальный счетчик должен считываться удаленно.
Другие приложения для интеллектуальных счетчиков включают, например, обнаружение утечек или обнаружение неисправностей датчиков.
Биллинг
Платежная информация и частота
Информация о счете за электроэнергию должна объяснять и отражать тарифы, применимые к системе централизованного теплоснабжения. Некоторые тарифы представляют собой фиксированный взнос в год, другие представляют собой переменные тарифы, где окончательный счет будет зависеть от фактического использования энергии или других измеряемых величин. Фиксированные тарифы могут отражать фиксированные затраты схемы централизованного теплоснабжения, включая повышение стоимости активов, а переменная часть — переменные затраты. Но это не обязательно так. Также существует биллинг на основе просто переменных тарифов. Анкета, разосланная партнерам проекта, подтвердила это.
Частота выставления счетов обычно зависит от объема потребления. Потребителям с меньшим потреблением обычно выставляется счет промежуточно 3-4 раза в год с ежегодным расчетом фактического потребления, а крупным потребителям чаще, например, каждый месяц. Внедрение интеллектуальных счетчиков, в том числе для клиентов с меньшим потреблением, позволяет чаще выставлять счета. Компания централизованного теплоснабжения может предоставить потребителю веб-интерфейс или приложение для просмотра собственного потребления. Ежемесячные счета могут быть отправлены по средствам электронной связи. В принципе, в будущем выставление счетов может осуществляться с точностью до часа, если разрешение счетчика и связь/дистанционное считывание позволяют.
Переменные тарифы на централизованное теплоснабжение могут быть связаны с затратами энергии и транспорта на поставку централизованного теплоснабжения потребителю.
Переменные тарифы на централизованное теплоснабжение
Переменные тарифы на централизованное теплоснабжение могут быть связаны с затратами энергии и транспорта на поставку централизованного теплоснабжения потребителю. Транспортные расходы в некотором смысле эквивалентны затратам, взимаемым оператором системы распределения электроэнергии (DSO) за распределение электроэнергии:
- Энергетика: Потребление энергии по счетчику умножается на тариф на централизованное теплоснабжение. Этот тариф обычно устанавливается на один год и остается неизменным в течение всего этого года. Однако сегодня некоторые датские поставщики ЦО также используют сезонные тарифы, и, возможно, в будущем могут применяться почасовые тарифы.
- Транспорт: Транспортный тариф может принимать разные формы, но в большинстве случаев он будет основываться на фактическом объеме используемого централизованного теплоснабжения. Когда фактический использованный объем связан с фактически используемой энергией, можно рассчитать охлаждение воды для централизованного теплоснабжения. Чем лучше охлаждение, тем меньше потребители используют мощность системы централизованного теплоснабжения. Транспортный тариф также может основываться на предельной температуре возврата, которая должна составлять 40 °C. Таким образом, транспортный тариф отражает как вопросы мощности, так и вопросы температуры, которые имеют значение, например, в отношении конденсации дымовых газов на производственных предприятиях или использования возобновляемых распределенных источников энергии. Транспортный тариф также может быть сезонным или даже почасовым.
В случае, если тариф на централизованное теплоснабжение основан только на объеме, это в некоторой степени комбинированный тариф на энергию и транспорт. В случае транспортных тарифов они могут воспользоваться некоторыми дополнительными рассчитываемыми параметрами счетчика, доступными в современных теплосчетчиках, такими как «Энергия подачи» и «Энергия возврата».
Фиксированные тарифы на теплоснабжение
По сравнению с транспортным тарифом, упомянутым в предыдущем разделе, тарифы на централизованное теплоснабжение также могут включать фиксированную часть, относящуюся к предоставленной мощности. Это может быть фиксированный тариф, основанный на жилой площади здания, или это может быть тариф, основанный на предоставленной тепловой мощности. Существует и другой тариф на мощность. Кроме того, иногда на теплосчетчик устанавливается фиксированный тариф, связанный с пожизненной стоимостью учета. Этот фиксированный тариф счетчика иногда обозначается как подписка счетчика. Другие административные расходы также могут быть включены в фиксированные тарифы.
При повышении температуры с помощью электричества потребление электроэнергии по счетчику умножается на тариф на электроэнергию, чтобы получить число, за которое будет выставлен счет.
Тарифы на электроэнергию
При повышении температуры с помощью электричества потребление электроэнергии по счетчику умножается на тариф на электроэнергию, чтобы получить число, за которое будет выставлен счет. Тариф на электроэнергию может, как и в случае с централизованным теплоснабжением, обычно состоять из переменных частей с учетом продаваемой электроэнергии и транспорта на уровне распределения (DSO) и передачи (TSO). Постоянные части могут включать подписку на счетчик, а также другие административные расходы. Кроме того, в тариф на электроэнергию могут входить различные налоги. Внедрение интеллектуальных счетчиков электроэнергии в Европе облегчит использование почасовых тарифов, которые, как ожидается, будут варьироваться в более широком диапазоне в будущем из-за массового внедрения возобновляемых источников переменного тока, таких как ветряные турбины и фотоэлектрические установки.
Плата за подключение
При подключении здания к системе централизованного теплоснабжения новый потребитель, как правило, должен будет заплатить за подключение/отвод, исходя из фактических затрат предприятия. При прокладке новой сети централизованного теплоснабжения в районе могут применяться различные схемы стимулирования. Плата за подключение может также включать единовременную сумму, например, с учетом административных расходов, связанных с привлечением нового клиента.
Обсуждение конкретных проблем и вариантов измерения и выставления счетов ULT
При применении ULT DH к району тарифы на централизованное теплоснабжение должны оптимально отражать преимущества ULT для системы централизованного теплоснабжения. Это может означать, что компания централизованного теплоснабжения работает с двумя разными структурами тарифов – одной для традиционного централизованного теплоснабжения, а другой – для сверхнизкой температуры. Неполный список общих преимуществ:
- Когда ULT DH подается в новую область из обратного трубопровода существующей системы, мощность всей системы увеличивается.
- Когда ULT DH подается в новую область в конце существующей сети, не требуется дополнительного повышения температуры подачи на заводе (станциях) в существующей сети, чтобы справиться с потерей температуры в новой области.
- Когда ULT DH подается в новую зону, потери при распределении будут ниже, чем при подаче с традиционными температурами.
- Когда ЦТ (не только ULT) подается в новый район со зданиями с низким энергопотреблением, требуемая мощность для каждого здания меньше, чем для традиционных зданий.
- Когда ULT DH подается в новый район, проще применяются местные распределенные энергетические ресурсы, основанные на возобновляемых источниках энергии или низкоэнергетическом отходящем тепле.
- Когда ULT DH поставляется в новый район, из-за низкой температуры можно использовать материалы труб с менее требовательными свойствами, что может привести к снижению затрат на подключение.
- Когда ULT DH поставляет микроусилители для повышения температуры у потребителя, встроенный накопительный бак может использовать преимущества изменения почасовых тарифов на электроэнергию, чтобы минимизировать затраты на повышение температуры.
Таким образом, оптимально эти льготы следует разделить на переменные и фиксированные тарифы ULT DH, а также плату за подключение. Порог между тем, когда применять традиционные тарифы и тарифы ULT, может основываться на определении ULT, используемом в проекте RELaTED:
Системы централизованного теплоснабжения, обеспечивающие централизованное теплоснабжение потребителей при температуре, при которой для производства горячей воды для бытовых нужд требуется дополнительный источник тепла для обеспечения удовлетворительной температуры горячей воды для бытовых нужд. Предельная температура подачи будет зависеть от национальных требований, установленных для предотвращения роста бактерий легионеллы в системах горячего водоснабжения. Тем не менее, все системы централизованного теплоснабжения, обеспечивающие централизованное теплоснабжение при температуре ниже 50 °C, будут считаться системами централизованного теплоснабжения со сверхнизкими температурами (ULT DH).
Обеспечение централизованного теплоснабжения зданий с низким энергопотреблением и применение ULT также создает проблемы, которые можно решить в структуре тарифов и практике выставления счетов:
- В зданиях с низким энергопотреблением потребление ГВС может быть относительно высоким по сравнению с потреблением для отопления помещений. Для наиболее эффективных зданий потребление ГВС равно потреблению тепла. В случае, если для производства ГВС используется тепловой насос вытяжной вентиляции. В худшем случае может исчезнуть половина ожидаемой продажи тепла.
- Тарифы ULT DH предпочтительно должны отражать реальное снижение затрат благодаря ULT DH, чтобы мотивировать его использование. Для расчета частной экономии для потребителя нельзя пренебрегать потреблением электроэнергии на повышение температуры.
- Могут потребоваться отдельные счетчики электроэнергии с дистанционным считыванием показаний через счетчик централизованного теплоснабжения (возможно, с дополнительными входами). В качестве альтернативы может применяться фиксированная скидка. В любом случае это потребует некоторых дополнительных постов на счет.
- В некоторых странах тарифы схем централизованного теплоснабжения должны утверждаться юридическим лицом. Адаптация и утверждение новых тарифов может занять много времени, что необходимо учитывать при рассмотрении конкретных тарифов ULT.
Эта информация была извлечена из раздела 5 документа D.2.2. Схемы присоединения к потребительским установкам.
Нагрев технической воды (горячее водоснабжение)
Нагрев технической воды, также известный как горячее водоснабжение, энергия может быть смоделирована с помощью ApacheHVAC для любых помещений в модели с использованием методологии ApHVAC для HVAC (см. Раздел 1.2.3). ApacheHVAC предлагает как явную, так и простую модель нагрева горячей воды для бытовых нужд (ГВС). Модель Explicit соединяет бак ГВС с любым контуром горячей воды через модель теплообменника и обеспечивает дополнительный предварительный нагрев через модель теплообменника с рекуперацией тепла конденсатора. Простая модель нагрузки ГВС может использоваться с контуром горячей воды или общим источником тепла, но не включает явный теплообменник или дополнительный предварительный нагрев рекуперации тепла конденсатора.
Рисунок 7-1: Специальная система ГВС с рекуперацией тепла конденсатора (CHR), солнечным водонагревателем (SWH), накопительным баком, контуром рециркуляции и специальным насосом ГВС.
Потребность в горячей воде для бытовых нужд определяется с использованием зон ГВС в модели. Для каждой зоны ГВС потребность в горячей воде для бытовых нужд может быть определена либо как сумма потребности помещений в этой зоне, либо как введенная пользователем потребность для зоны ГВС. Когда потребность определяется помещениями, зона ГВС наследует общую потребность ГВС от составляющих помещений. Когда потребление установлено на уровне зоны ГВС, любые настройки ГВС в составляющих комнатах будут переопределены. Вместо этого значение потребления ГВС и профиль использования ГВС будут определены в диалоговом окне Зоны ГВС.
Рисунок 7-2: Потребление горячей воды для бытовых нужд можно определить как настройку на уровне помещения для данного типа помещения с использованием теплового шаблона, как показано выше на вкладке «Условия помещения» в Диспетчере шаблонов зданий.
Потребность в горячей воде для бытовых нужд может быть определена как атрибут на уровне помещения с использованием тепловых шаблонов (т. е. параметр, который применяется ко всем помещениям данного типа) или путем редактирования данных о пространстве для отдельных помещений. В Диспетчере шаблонов зданий потребление ГВС определяется на вкладке «Условия помещения» с использованием пикового потребления, связанного с модулирующим профилем. График потребности в ГВС может быть привязан к занятости помещения, и в этом случае профиль, связанный с занятостью отдельного помещения, используется для модуляции пиковой потребности в ГВС. В качестве альтернативы пользователи могут выбрать независимый профиль и использовать любой модулирующий профиль в рамках модели для планирования потребности в ГВС.
Флажок «Настройка на уровне помещения» гарантирует, что потребление ГВС на уровне помещения будет передаваться в ApacheHVAC всякий раз, когда помещение помещается в зону ГВС. Это значение по умолчанию для всех помещений, в которых методология HVAC шаблона настроена на ApHVAC. Если флажок снят, любое потребление ГВС на уровне помещения будет игнорироваться, независимо от размещения помещения в зоне ГВС.
Зоны горячего водоснабжения и определение потребности
Потребность в горячей воде для бытовых нужд определяется с использованием зон ГВС в модели. Для каждой зоны ГВС потребность в горячей воде для бытовых нужд может быть определена либо как сумма потребности помещений в этой зоне, либо как введенная пользователем потребность для зоны ГВС.
Зоны ГВС — это защищенная древовидная схема группировки браузера, созданная специально для организации Помещений в Зоны ГВС (Горячая вода для бытовых нужд).
По умолчанию в модели определена одна зона ГВС, содержащая все помещения. Комнаты, выделенные светло-серым текстом, не будут включены в зону DHW в ApacheHVAC. Дополнительные зоны ГВС можно создать с помощью кнопки «Создать и изменить пространственные группы».
Функция перетаскивания предусмотрена для перемещения помещений в определенные зоны ГВС и между ними. Контекстное меню предоставляет дополнительные инструменты для перемещения комнат путем вырезания и вставки, переименования зон, доступа к диалоговому окну «Свойства» и повторной синхронизации дерева браузера при добавлении или разделении комнат модели.
Диалоговое окно «Зоны ГВС» представляет собой редактируемое табличное представление зон ГВС в проекте, доступ к которому можно получить с помощью кнопки на панели инструментов в Apache или щелкнув правой кнопкой мыши в схеме группировки «Зоны ГВС» и выбрав «Свойства».
Для каждой зоны ГВС потребность в горячей воде для бытовых нужд может быть определена либо как сумма потребности помещений в этой зоне, либо как введенная пользователем потребность для зоны ГВС. Когда потребность определяется помещениями, зона ГВС наследует общую потребность ГВС от составляющих помещений. Когда потребление установлено на уровне зоны ГВС, любые настройки ГВС в составляющих комнатах будут переопределены. Вместо этого значение потребления ГВС и профиль использования ГВС будут определены в диалоговом окне Зоны ГВС.
ApacheHVAC предлагает явную модель нагрева горячей воды для бытового потребления (ГВС) холодной воды на входе с использованием контура горячей воды, рекуперации тепла конденсатора, солнечного нагрева воды и/или теплообменника контура горячей воды.
Рисунок 7-6: Техническая горячая вода — диалоговое окно «Системы ГВС» для редактирования параметров ГВС и назначений зон в ApacheHVAC.
Диалоговое окно Горячее водоснабжение – Системы ГВС, показанное на Рисунке 7-6, определяет Системы ГВС и Ветви ГВС в дереве слева, а параметры для определения систем справа. Дерево позволяет с помощью перетаскивания назначать зоны ГВС ветвям ГВС. К системе ГВС можно добавить несколько ответвлений ГВС с помощью кнопки добавления внизу. Присвоение зон ГВС ответвлениям ГВС назначает зоны ГВС соответствующей системе ГВС. Несколько систем ГВС могут быть добавлены в проект с помощью кнопки добавления внизу. В диалоговом окне Системы ГВС будут показаны только зоны ГВС с настройкой потребности на уровне зоны ГВС или содержащие помещения с потребностью ApacheHVAC в ГВС.
Системы ГВС могут иметь несколько связанных с ними ответвлений ГВС. Ветки добавляются и удаляются с помощью кнопок внизу дерева браузера. Каждая ветка может иметь уникальную конфигурацию и содержать уникальные зоны ГВС.
Результаты моделирования ГВС можно просмотреть в VistaPro. Чтобы просмотреть все доступные результаты, пользователи должны убедиться, что выходные данные для результатов системы Apache HVAC и результатов компонентов ApacheHVAC выбраны путем изменения параметров вывода для Apache Simulation (см. рис. 7-14).
Когда в системе ГВС отсутствует доступный источник тепла, потери в резервуаре (как для явной модели, так и для простой модели) и потери рециркуляции (для простой модели) исключаются из моделирования и не отображаются в VistaPro.
Рисунок 7-14: параметры вывода в Apache Simulation, иллюстрирующие необходимые настройки для просмотра всех результатов горячего водоснабжения, доступных в VistaPro.
После завершения моделирования результаты можно просмотреть в VistaPro. Чтобы просмотреть подробные результаты ГВС, выберите сеть ОВКВ в обозревателе помещений, чтобы открыть дерево сети ОВКВ. При переходе к системам ГВС в дереве сети ОВКВ отображаются соответствующие переменные ГВС. Видеть Рисунок 7-15.
Нанося на график переменные с помощью различных графических инструментов, доступных в VistaPro, пользователи могут оценить производительность системы ГВС и исследовать влияние устройств предварительного нагрева.
Рисунок 7-16: Пример результатов ГВС в VistaPro, иллюстрирующий нагрузку на ГВС, удовлетворяемую устройствами предварительного нагрева, и общую потребность в ГВС на XY-графике.
