�спользование тепловидения в энергоресурсосбережении

В основе тепловидения лежит возможность получения видимого изображения объектов по их тепловому (инфракрасному) излучению, что позволяет оценить распределение тепловых полей и, как следствие этого, определить температуру любой точки на поверхности объекта. Основным элементом тепловизионной системы является компактная тепловизионная камера, позволяющая выполнять снимки объекта в инфракрасном диапазоне — по своим габаритам и весу она, как правило, ничем не отличается от обычной видеокамеры. Современные тепловизионные камеры имеют высокую разрешающую способность и имеют возможность выявлять разницу температур на поверхности с точностью до 0,1 оС. Высокая мобильность и бесконтактный принцип работы позволяют применять камеру для обследования любых объектов, в том числе и с воздуха, например, с борта вертолета. Кроме того, в составе тепловизионной системы предполагается персональный компьютер и программное обеспечение, предназначенные для обработки полученных камерой снимков и ведении статистики по результатам обследований. Приведенные выше возможности тепловидения делают подобный метод обследования практически основным при выявлении различных источников неоправданных тепловых потерь в ходе энергосберегающих мероприятий. Неоправданные потери тепловой энергии вследствие плохой теплоизоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений (стены, окна, крыши) поглощают значительные средства на оплату энергоресурсов. Опыт проведения энергетических обследований различных сооружений — как жилых, так и производственных — позволяет сделать вывод, что фактические теплоизоляционные свойства ограждающих конструкций (сопротивление теплопередаче, удельные потери теплоты) в большинстве случаев не соответствуют нормативным даже у зданий современной постройки. Зачастую не соответствуют они и проектным значениям. Это может говорить как о низком качестве применяемых строительных материалов, так и о браке в строительстве. Все эти дефекты можно выявить при комплексном теплофизическом обследовании ограждающих конструкций, важной составляющей частью которых становится тепловизионное обследование. С его помощью выявляются участки со сниженными теплозащитными свойствами. Далее выясняются причины такого снижения: низкое качество ограждающих конструкций и стыков между ними, инфильтрация воды и т. д. Знание фактических теплопотерь здания позволяет принимать решение об их снижении при реконструкции, оценить ожидаемую экономию от снижения потерь. Эта информация позволяет рассчитать рентабельность вложения средств, срок окупаемости энергосберегающего проекта и его экономическую целесообразность. Проведение работы по тепловизионному обследованию до и после реконструкции поможет оценить эффективность и качество выполненных работ; подобное обследование возможно и при приемке зданий в эксплуатацию с целью выявления строительного брака. Необходимо, правда, отметить, что тепловизионное обследование зданий и сооружений в реальных условиях может быть затруднительно особенно для высотных зданий и для зданий со сложной архитектурой, а также в относительно теплое время года и в солнечную погоду. Тепловизионное обследование широко применяется также и для оценки эффективности работы отопительных систем зданий, что тоже способствует экономии энергоресурсов. Основные причины снижения эффективности отопительной системы общеизвестны: накопление отложений на внутренних поверхностях отопительных приборов и труб, нештатная работа устройств регулирования, износ и коррозия запорной арматуры. Все эти причины в целом приводят к разбалансировке отопительной системы здания или даже целого комплекса сооружений. Следствием такой разбалансировки является неравномерное отапливание различных помещений в пределах одного здания, что в конечном итоге приводит к отклонению параметров микроклимата от действующих СанПиН «Гигиенические требования к микроклимату». Качественно проведенное тепловизионное обследование позволяет достаточно объективно выявлять неравномерность отопления здания — как по высоте, так и по этажу. На рис. 1 приведен пример неравномерного отапливания здания, на котором хорошо видна разница распределения температур в помещениях вследствие разбалансировки системы. �нформация, полученная при тепловизионном обследовании в сочетании с дополнительными методами проверки отопительной системы, позволяет вырабатывать решения, улучшающие работу системы. Подобная модернизация может включать в себя и реконструкцию тепловых пунктов, и балансировку системы отопления в целом. Она позволяет делать рекомендации по замене элеваторных узлов на подмешивающие насосы, по установке термостатов на отдельные радиаторы отопления, а также другие экономически обоснованные мероприятия. Значительный эффект тепловизионная диагностика дает и при оценке состояния тепловых сетей. Понятно, что проверка требуется как наземным, так и подземным теплопроводам. Например, в Санкт-Петербурге тепловизионное обследование широко используется ГУП «ТЭК СПб», где этот метод является основным при реализации «Программы оперативного контроля состояния тепловых сетей». В ходе выполнения работ по этой программе осуществляется тепловизионное обследование больших участков тепловых сетей городских районов с использованием тепловизионной аппаратуры, установленной на борту вертолета. Это позволяет оперативно обследовать значительные участки трубопроводов, с достаточной точностью выявлять места разрывов труб и другие утечки тепла. Особенно ценным является, что, по оценкам специалистов, данная методика позволяет выявлять не только места разрывов, но и потенциально аварийные места на трубопроводах, где вследствие коррозии произошло нарушение слоя гидроизоляции или нарушена теплоизоляция. На сегодня неоспоримое преимущество этого метода перед другими в том, что он позволяет выполнять диагностику на больших площадях за минимальный срок. Это говорит не только об эффективности метода для целей энергосбережения, но и о значительном снижении затрат на эксплуатацию и ремонт тепловых сетей, — а это уже непосредственная экономия денежных ресурсов. Экономию можно направить, в частности, и на реализацию энергосберегающих проектов. Настоящий подъем переживает сейчас тепловидение и в промышленной энергетике. Этот метод обладает огромным потенциалом для диагностики и оценки состояния энергетического оборудования предприятий электроэнергетики, промышленных предприятий и строительных организаций. Он выявляет дефекты на ранней стадии их развития, что позволяет планировать объемы и сроки ремонта оборудования по его фактическому состоянию. Плановый вывод из эксплуатации дефектного оборудования значительно повышает надежность и безопасность эксплуатации инженерных коммуникаций, существенно сокращает потери энергоресурсов. Особая ценность тепловидения в том, что диагностика осуществляется без вывода оборудования из работы. К настоящему времени накоплен значительный опыт применения инфракрасной техники на предприятиях электроэнергетики. К примеру, в РАО «ЕЭС России» разработаны методики тепловизионной диагностики практически для всех видов электрооборудования. Метод стал нормативным и включен в шестое издание сборника «Объем и нормы испытаний электрооборудования» (РД34.45-51.300-97). Это положило начало массовому применению метода во всех энергосистемах. А опыт применения тепловедения в АО «Ленэнерго» показал его значительную эффективность, особенно при контроле контактных соединений. Так, например, при первом обследовании распределительного устройства отбраковывается до 1-2% всех контактных соединений, что реально позволяет предотвратить аварийную ситуацию на оборудовании. Экономический эффект упреждающих мероприятий даже трудно оценить, поскольку необходимо учитывать не только прямые затраты на ликвидацию последствий возможной аварии, но и ущерб от возможного развития нештатной ситуации в электросети. Этот снимок контактного соединения (рис. 4) позволяет совершенно точно идентифицировать дефектный зажим. Возможности тепловидения для оценки состояния промышленного оборудования контролем контактных соединений не ограничиваются. Его с успехом применяют при выявлении дефектов крупных электрических машин при контроле систем охлаждения, состояния активной стали, подшипников, обмоток, систем возбуждения и щеточно-контактного аппарата. На силовых трансформаторах тепловидение позволяет выявлять очаги возникновения полей рассеяния, нарушения в работе охлаждения, дефекты маслонаполненных вводов и токоведущих частей. При обследовании коммутационных аппаратов инфракрасной диагностике подлежат токосъемные и дугогасительные устройства, аппаратные зажимы и вводы. Контролю подлежат также измерительные трансформаторы, вентильные разрядники, ограничители перенапряжения, воздушные линии электропередач, опорная и подвесная изоляции. Говоря о возможностях и опыте применения тепловидения для экономии энергоресурсов и снижения затрат на эксплуатацию промышленного оборудования, следует отметить, что это далеко не панацея от всех бед, но инфракрасная диагностика имеет существенные достоинства: • позволяет получать такую информацию об объектах обследования, которую получить другим методом невозможно или технически настолько сложно, что теряется экономическая целесообразность работы; • тепловидение дает возможность проведения обследования большого количества объектов в кратчайшие сроки и с минимальными затратами; • обследования проводятся без вывода из эксплуатации объекта диагностики и при его номинальных параметрах работы; • широкий спектр применения метода и бесконечный перечень объектов и единиц оборудования, подлежащего обследованию, позволяет эффективно использовать тепловизионную систему как в целях энерго- и ресурсосбережения, так и для повышения надежности и эффективности работы инженерных систем, снижения аварийности, повышения уровня безопасности оборудования, снижения затрат на его эксплуатацию. Завершая эту статью, хочу надеяться, что в скором времени тепловизионное обследование станет обязательным условием при проведении энергосберегающих мероприятий, составлении энергетических паспортов производственных и коммунальных объектов, организации эксплуатации инженерных сетей и промышленного оборудования.