energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTU10.21122/1029-7448-2016-59-5-436-451energy-1029Research ArticleЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКАELECTRICAL POWER ENGINEERINGЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ И МЕТОДЫ ЕЕ ОЦЕНКИENERGY EFFICIENCY AND ASSESSMENT METHODS OF TECHNOLOGICAL SYSTEMS OF WATER SUPPLY AND WATER DISPOSALКапанскийА. А.KapanskyA. A.

Адрес для переписки: Капанский Алексей Александрович — Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого, просп. Октября, 48а, корп. 2, 246746, г. Гомель, Республика Беларусь Тел.: +375 232 48-86-12  kaf_power@gstu.by

Address for correspondence: Kapansky Aleksey A. — P. O. Sukhoi State Technical University of Gomel, 48a, build. 2, October Ave., 246746, Gomel, Republic of Belarus Tel.: +375 232 48-86-12     kaf_power@gstu.by

kaf_power@gstu.byГомельский государственный технический университет имени П. О. СухогоБеларусьPavel Sukhoi State Technical University of GomelBelarus201629092016595436451Copyright © Капанский А.А., 20162016Капанский А.А.Kapansky A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://energy.bntu.by/jour/article/view/1029

Рассмотрены существующие методы оценки энергетической эффективности технологических систем водоснабжения и водоотведения. Основной инструмент существующих методик – расчетно-аналитический метод, в соответствии с которым определение общих и удельных расходов электрической энергии базируется на оценке фактического расхода, напора и коэффициента полезного действия насосного агрегата. Однако в практических условиях на эти характеристики воздействует множество факторов, которые оказывают влияние на результирующее значение энергетической эффективности и приводят к погрешностям в расчетах. К таким факторам относятся техническое состояние оборудования и трубопроводных сетей, изменение режимов работы насосных агрегатов с течением времени, заметное влияние на электропотребление температуры окружающей среды, объема атмосферных осадков и химического состава стоков. Как объект управления системы водоснабжения и водоотведения обладают свойством целостности, в связи с чем оценка показателей энергоэффективности трубопроводных предприятий должна базироваться на системном подходе, тогда как существующие методы основаны главным образом на анализе режимов работы единичного электрооборудования, а не всей технологической системы. Приведена система управления энергетической эффективностью трубопроводных систем водоснабжения и водоотведения, которая основывается на информационной базе статистических данных энергетических, гидравлических и производственных показателей водоканализационного хозяйства. Представлены разработанные базовые математические модели общих и удельных расходов электрической энергии в системах водоснабжения и водоотведения, которые являются основой для решения задач прогнозирования и оценки текущего состояния энергетической эффективности работы предприятий, выбора приоритетных направлений энергосбережения и поиска резервов экономии топливно-энергетических ресурсов.

The existing methods for assessing the energy efficiency of technological systems of water supply and water disposal are examined. The main tool of the existing methods is a settlement-and-analytical method, and, in accordance with the mentioned one, the determining of general and specific electric power consumption is based on actual consumption evaluation, evaluation of pressure and efficiency of the pump unit. However, in practical terms a lot of factors influence on those characteristics therefore affecting the resulting magnitude of energy efficiency and leading to errors in the calculation. These factors include the technical condition of the equipment and piping systems, alterations in the modes of operation of pumping units over time, a significant impact of the ambient temperature on the power consumption, amount of precipitation and the chemical composition of the effluent. As an object of management water supply and water disposal systems are considered as a totality; therefore the assessment of the energy efficiency of pipeline enterprises ought to be based on a systematic approach, whereas the existing methods are mainly based on an analysis of operating modes of individual electrical equipment, not on the whole technological system. The article describes the management system of energy efficiency of pipeline water supply and water disposal systems. The management system is based on information base of statistic data of power, hydraulic and industrial indexes of wastewater management. The original basic mathematical models of common costs and unit costs of electrical power in the water supply and water disposal systems, which are the basis for the solution of the problems of forecasting and the current state assessment of energy efficiency of enterprises, the selection of priority areas of energy efficiency and finding the ways to save energy resources, are presented.

энергоэффективностьводоснабжениеводоотведениетопливно-энергетические ресурсыметоды оценкиenergy efficiencywater supply systemwater removal systemfuel and energy resources evaluation methodsReferencesОб итогах работы в 2014 году и задачах по повышению эффективности работы и модернизации жилищно-коммунального хозяйства на 2015 год [Электронный ресурс]: постановление коллегии Министерства жилищно-коммунального хозяйства Республики Беларусь, 28 января, № 1. Режим доступа: mjkx.gov.by/uploaded/2012/Itogi2014/Itogi2014Z2015.doc. Дата доступа: 18.03.2016.On the Results of the Activity in 2014 and Objectives to Improve the Efficiency and to Retrofit of Housing and Communal Services in 2015. The Resolution of the Collegium of the Ministry of the Republic of Belarus of Housing and Communal Services of Jan. 28, No 1. Mode of Access: mjkx.gov.by/uploaded/2012/Itogi2014/Itogi2014Z2015.doc. Date of Access: 18 March 2016 (in Russian).Углубленный обзор политики и программ в сфере энергоэффективности Республики Беларусь [Электронный ресурс] / Секретариат энергетической хартии, 2013. Режим доступа: http://belgium.mfa.gov.by/docs/belarus_ee_2013_rus.pdf. Дата доступа: 18.03.2016.Energy Charter Secretariat (2013) Profound Review of Policies and Programmes in the Area of Power Energy Efficiency of the Republic of Belarus. Mode of Access: http://belgium.mfa.gov.by/docs/belarus_ee_2013_rus.pdf. DateofAc-cess:18March2016 (in Russian).Положение по нормированию расхода топлива, тепловой и электрической энергии в народном хозяйстве Рес-публики Беларусь [Электронный ресурс]: утв. постановлением Комитета по энергоэффективности при Совете Министров Республики Беларусь, 19.11.2002, № 9 // Право. Законодательство Республики Беларусь. Режим до-ступа: http://www.levonevski.net/pravo/norm2009/num31/d31029.html. Дата доступа: 18.11.2015.The Provision on Rationing of Consumption of Fuel, Thermal and Electric Energy in the National Economy of the Re-public of Belarus: Approved by the Resolution of the Committee on Energy Efficiency at the Council of Ministers of Belarus, 19.11.2002, No 9. Right. Legislation of the Republic of Belarus. Mode of Acess: http://www.levonevski.net/pravo/norm2009/num31/d31029.html. Date of Access: 18 Nov. 2015 (in Russian).Энергоэффективность и энергетическая безопасность в Содружестве Независимых Государств [Электронный ресурс] // Организация Объединенных Наций, 2011. Режим доступа: http://www.unece.org/fileadmin/ DAM/ie/se/pdfs/ece_energy_44_r.pdf. Дата доступа: 11.08.2006.Power Efficiency and Power Security in the Commonwealth of Independent States. United Nations. 2001. Mode of Ac-cess: http://www.unece.org/fileadmin/DAM/ie/se/pdfs/ece_energy_44_r.pdf. Date of Access: 11 Aug., 2006 (in Russian).Грунтович, Н. В. Расчетно-аналитический метод нормирования расходов электрической энергии в технологических система водоснабжения и водоотведения / Н. В. Грунтович, А. А. Капанский // Вестник Гомельского государственного технического университета имени П. О. Сухого. 2015. № 2. С. 70–79.Gruntowych N. V., Kapansky A. A. (2015) Analytical Method for the Valuation of Costs of Electric Power in the Technological Systems of Water Supply and Sanitation. Vestnik Gomelskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Uni-versiteta Imeni P. O. Sukhogo [P. O. Sukhoi State Technical University of Gomel], (2), 70–79 (in Russian).Грунтович, Н. В. Развитие методического обеспечения диагностирования и прогнозирования энергоэффективности технологических систем водоснабжения и водоотведения / Н. В. Грунтович, Д. Р. Мороз, А. А. Капанский // Энергоэффективность. 2015. № 3. С. 20–23.Gruntowych N. V., Moroz D. R., Kapansky A. A. (2015) Development of Methodical Support of Diagnostics and Pre-diction of Energy Efficiency of Technological Systems of Water Supply and Sanitation. Energoeffektivnost [Power Efficiency], (3), 20–23. (in Russian).О Программе развития жилищно-коммунального хозяйства Республики Беларусь до 2015 года [Электронный ресурс]: постановление Совета Министров Республики Беларусь, 8 февраля 2013 г., № 97 // Законодательство Республики Беларусь. Режим доступа: http://pravo.newsby.org/belarus/postanovsm0/sovm697.htm. Дата доступа: 18.03.2016.On the Program of the Republic of Belarus Housing Utilities Development till 2015. The Resolution of the Council of Ministers of the Republic of Belarus of 8 Feb. 2013, No 97. Right. Legislation of the Republic of Belarus. Mode of Ac-cess: http://pravo.newsby.org/belarus/ postanovsm0/sovm697.htm. Date of Access: 18 March 2016 (in Russian).О Государственной программе по водоснабжению и водоотведению «Чистая вода» на 2011–2015 годы [Элек-тронный ресурс]: постановление Совета Министров Республики Беларусь, 15.09.2011, № 1234. Режим доступа: http://www.government.by/upload/docs/file4a18314a78f3e347.PDF. Дата доступа: 18.11.2015.On the State Programme on Water Supply and Sanitation “Clean Water” for 2011–2015. The Resolution of the Council of Ministers of the Republic of Belarus of 15.09.2011, No 1234. Mode of Ac-cess: http://www.government.by/upload/docs/file4a18314a78f3e347.PDF. Date of Access: 18 Nov. 2015 (in Russian).Карабанов, А. К. Проблемы оценки ресурсов пресных подземных вод на территории Беларуси / А. К. Карабанов, П. С. Лопух, Ю. А. Гледко // Актуальные вопросы инженерной геологии, гидрогеологии и рационального недропользования: материалы IХ Университетских геол. чтений, 3 апр. 2015 г., Минск, Беларусь / В. И. Зуй (гл. ред.) [и др.]. Минск: Изд. центр БГУ, 2015. C. 54–56.Karabanov A. K., Lopu?h P. S., Gledko Yu. A. (2015) Problems of the Assessment of Resources of Fresh Underground Waters in the Territory of Belarus. Aktualnye Voprosy Inzhenernoi Geologii, Gidrogeologii i Ratsionalnogo Nedropol-zovaniia: Materialy IXkh Universitetskikh Geol. Chtenii [Topical Problems of the Engineering Geology, Hydrogeology and Rational Use of Mineral Resources: Proceedings of the IX University Geology Readings]. Minsk, Izd. Tsentr of BSU [BSU Publishing Center], 2015. 54–56 (in Russian).Об утверждении и введении в действие Методики нормирования расхода топливно-энергетических ресурсов для предприятий и организаций жилищно-коммунального хозяйства Республики Беларусь: приказ Министерства жилищно-коммунального хозяйства Республики Беларусь, 9 июля 2007 г., № 125 // Право. Законодательство Республики Беларусь. Режим доступа: http://pravo.kulichki.com/zak2007/bz12/dcm12308.htm. Дата доступа: 19.03.2016.On Approval and Introduction of the Technique of Rationing of Fuel and Energy Resources for Businesses and Organi-zations of Housing and Communal Services of Belarus: the order of the Ministry of the Republic of Belarus of Housing and Communal Services, July 9, 2007, No 125.Right. Legislation of the Republic of Belarus. Mode of Ac-cess: http://pravo.kulichki.com/zak2007/bz12/dcm12308.htm. Date of Access: 19 March 2016 (in Russian).Методические рекомендации по определению потребности в электрической энергии на технологические нужды в сфере водоснабжения, водоотведения и очистки сточных вод [Электронный ресурс] / Центр муниципальной экономики и права. Москва, 2007. Режим доступа: http://www.os39.ru/file/oksana/metodicheskie_rekomendatsii_po_opredeleniyu_potrebnosti_v_elektricheskoi.pdf. Дата доступа: 18.03.2016.Municipal Center for Economics and Law (2007) Methodic Recommendations for Determining Requirements for Electric Power for Technological Needs in Water Supply, Sanitation and Wastewater Treatment. Moscow. Mode of Ac-cess: http://www.os39.ru/file/oksana/metodicheskie_rekomendatsii_po_opredeleniyu_potrebnosti_v_elektricheskoi.pdf. Date of Access: 18 March 2016 (in Russian).Методика расчета норм расхода электрической энергии на забор и перекачку воды по групповым магистральным водопроводам [Электронный ресурс]: утв. приказом Председателя Комитета государственного энергетического надзора и контроля Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан, 24 дек. 2012 г. № 122-п. Режим доступа: http://www.kazee.kz/userfiles/ufiles/konkursnaya_doks/1._metodika_rascheta_norm_raskhoda_elektricheskoy_energii_na_zabor_i_perekachku_vody.pdf. Дата доступа: 19.03.2016.The Method of Calculation of Norms of Consumption of Electric Power on the Seizure and Pumping Water at the Main Water Supply Group: Approved by the order of the Chairman of the Committee of State Energy Supervision and Control of the Ministry of Industry and New Technologies of the Republic of Kazakhstan of 24 December 2012, No 122-?. Mode of Access: http://www.kazee.kz/userfiles/ufiles/konkursnaya_doks/1._metodika_rascheta_norm_raskhoda_elektricheskoy_energii_na_zabor_i_perekachku_vody.pdf. Date of Access: 19 March 2016 (in Russian).Инструкция по расчету целевых показателей по энергосбережению для предприятий и организаций жилищно-коммунального хозяйства Республики Беларусь: утв. постановлением Государственного комитета по стандартизации Республики Беларусь, 01.08.2007, № 40. Режим доступа: http://www.pravo.by/pdf/2007-214/2007-214(045053).pdf. Дата доступа: 13.03.2016.Instruction for Calculating Targets for Energy Conservation for Enterprises and Organizations of Housing and Com-munal Services of the Republic of Belarus: Approved by the Resolution of the State Committee for Standardization of Belarus, 01.08.2007, No 40. Mode of Access: http://www.pravo.by/pdf/2007-214/2007-214(045-053).pdf. Date of Ac-cess: 13 March 2016 (in Russian).Об утверждении методических рекомендаций по планированию, учету производственных затрат и калькулированию себестоимости услуг (продукции, работ) в жилищнокоммунальном хозяйстве: приказ Министерства жи-лищно-коммунального хозяйства Республики Беларусь, 27 августа 2010 г., № 126а // Право. Законодательство Республики Беларусь. Режим доступа: http://www.levonevski.net/pravo/norm2013/num13/d13050.html. Дата доступа: 13.03.2016.On the Approval of Methodical Recommendations on Planning, Accounting of Production Expenses and Calculation of Cost of Services (Goods, Works) in the Housing and Utilities Sector. Order of the Ministry of the Republic of Belarus of Housing and Communal Services of 27 August 2010, No 126?. Right. Legislation of the Republic of Belarus. Mode of Access: http://www.levonevski.net/pravo/norm2013/num13/d13050.html. Date of Access: 13 March 2016 (in Russian).Токочакова, Н. В. Расчетно-статистические модели режимов потребления электроэнергии как основа нормирования и оценки энергетической эффективности / Н. В. Токочакова, Д. Р. Мороз // Энергоэффективность. 2006. № 1. С. 14–15; 2006. № 2. С. 14–15.Tokochakova N. V., Moroz D. R. (2006) Estimated Statistical Models of the Modes of Consumption of Electricity as the Basis of Energy Efficiency Valuation and Assessment. Energoeffektivnost [Power Efficiency], (1), 14–15; (2), 14–15 (in Russian).Грунтович, Н. В. Диагностирование и прогнозирование показателей энергоэффективности технологических си-стем водоснабжения и водоотведения / Н. В. Грунтович, А. А. Капанский // Инновации в энергосбережение – инвестиции в будущее: международный форум. Витебск: Витебский областной центр маркетинга, 2015. С. 47–51.Gruntowych N. V., Kapansky A. A. (2015) Diagnostics and Forecasting of Energy Efficiency of Technological Systems of Water Supply and Sanitation. Innovatsii v Energosberezhenie – Investitsii v Budushchee. Mezhdunarodnyi Fo-rum [Innovations in Energy Efficiency – Investments in the Future. International Forum]. Vitebsk, Vitebsk Regional Center of Marketing, 47–51 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.