Чеські компанії, що приймали участь у проектах використання бенчмаркінгу, визначають ряд вагомих переваг використання даного методу:

- бенчмаркінг надає змістовну і нову інформацію щодо сильних сторін та сфер, які потребують вдосконалення і є важливими для процесу підвищення ефективності;

- для фірм, що діють в одному і тому ж секторі, бенчмаркінг надає інформацію про спільні проблеми і допомагає знайти спільні шляхи їх вирішення;

- бенчмаркінг дуже корисний для апробації стратегії і допомагає вирішити подальші стратегічні напрямки;

- результати бенчмаркінгу допомагають надати компанії завчасне попередження про її відставання від конкурентів [38].

В цілому, використання бенчмаркінгу може бути ефективним і для вітчизняних виробничих підприємств, але за умов створення сприятливого середовища господарювання, побудованого на цивілізованих та етичних засадах ведення бізнесу.

На жаль, в Україні існує низка перешкод, що заважають розвитку даного методу. Серед них можна виділити обмеженість ресурсів бенчмаркінгу, що виявляється у відсутності чітких, науково обґрунтованих норм використання методу та відсутність професійних спеціалістів у цій галузі. Вагомою перешкодою розвитку даного методу є закритість вітчизняних підприємств, продиктована загальною економічною ситуацією в країні, що виражається в рисах "секретності" сучасних підприємств. Відсутність достовірності показників підприємств, що пов'язано з існуючими нормами бухгалтерського обліку та податкової політики, є ще однією перешкодою на шляху розвитку методу. Загальна стратегія вітчизняних підприємств більшою мірою налаштована на виживання, а не на розвиток, тому використання нових методів в такій ситуації є не завжди прийнятним. Тим паче участь у бенчмаркінгових "клубах" є досить дорогою для вітчизняних підприємств [38].

Як видно з зарубіжного досвіду, використання бенчмаркінгу є ефективним за умов відкритості підприємств. За результатами опитувань, проведених провідними російськими школами бізнесу, було з'ясовано, що найбільш ефективним джерелом одержання цінних ідей і знань керівники російських компаній, вважають не консультантів або навчальні програми шкіл бізнесу, а бесіди з колегами і знайомство з досвідом інших підприємств. Тому і не дивно, що методологія бенчмаркінгу стає дедалі популярнішою в Росії.

Активне створення бенчмаркінгових клубів, проведення обговорення використання бенчмаркінгу на сайтах, створюють передумови для розвитку методу, що значно випереджають вітчизняну практику в цьому напрямку. В коментарях керівників багатьох російських компаній, часто згадується про використання бенчмаркінгу в сфері машинобудування, нафтовому бізнесі, тепло- і водопостачанні, фармацевтичних компаніях, роздрібній торгівлі.

Що стосується західного досвіду ведення бенчмаркінгу, то він є значно ефективнішим та поширеним. Варто нагадати, що зародження бенчмаркінгу відбулося в США, що вже є визначальним, до того ж, практика компанії Ксерокс ще в 1976-1986 рр. вже давала вагомі результати. Значного розвитку набув метод і в таких компаніях, як "General Electric", "DuPont", "Staples". На сьогоднішній день, бенчмаркінг в США є одним з широко розповсюджених методів, що використовується підприємствами для покращення ефективності своєї діяльності.

В Японії, програми бенчмаркінгу розвиваються за рахунок державної підтримки. Там діють так звані "промислові бюро знайомств", що створені задля пошуку підприємств партнерів по бенчмаркінгу [38].

Вважається, що завдяки такому обміну досвідом розвивається економіка країни. Вигідність у використанні такого методу є не лише для підприємств, які переймають досвід, а і для підприємств-еталонів, адже виступати в ролі зразка для підприємства є престижним. Японці вважають, що коли компанія когось навчає, то при цьому вона також розвивається.

Використання бенчмаркінгу на вітчизняних виробничих підприємствах, також може бути ефективним, але для цього потрібно створення сприятливих умов для розвитку цього методу, та перехід підприємців на нові, сучасні форми взаємодії між собою. Адже посилання на відпрацьований і перевірений практикою досвід, сприяє зниженню ризику, дозволяє підприємцям уникнути багатьох помилок, скоротити тимчасові і фінансові витрати, пов'язані з набуттям власного досвіду шляхом проведення експериментів.

Особливо слід відзначити, що використання бенчмаркінгу дає можливість підприємству сформувати власну команду внутрішніх консультантів, напрацювати досвід проведення організаційних змін і, таким чином, створити базу для подальшого вдосконалення організації і управління, розраховуючи на власні сили.

1.5.1 Система комунального теплопостачання як складна енерготехнологічна система

Система теплопостачання - це комплекс установок і пристроїв, призначених для вироблення, транспорту, розподілу і використання теплової енергії різними споживачами.

Основним завданням системи теплопостачання є забезпечення споживачів необхідною кількістю теплоносіїв заданих параметрів.

Основними елементами системи теплопостачання є (див. рис. 1.10):

1) джерело теплоти (призначене для вироблення теплової енергії, зазвичай у вигляді нагрітої води або пари);

2) теплові мережі (призначені для транспортування теплоносія від джерела теплоти до споживача і повернення використаного теплоносія до джерела теплоти);

3) теплові підстанції (призначені для розподілу, регулювання і обліку використання теплової енергії споживачами);

4) споживачі теплоти (теплоспоживальні установки, розміщені в житлових, суспільних і виробничих будівлях).

Рис. 1.10. Елементи системи теплопостачання

де 1 - джерело теплоти; 2 - ділянки теплової мережі; 3 - теплові підстанції; 4 - будівлі, в яких розміщені теплоспоживальні установки

Одним з основних елементів системи є джерело теплоти. В системі комунального теплопостачання таким джерелом являється котельня. Котельня в системі теплопостачання - це комплекс агрегатів, установок і пристроїв, призначених для вироблення теплової енергії (у вигляді нагрітої води або пари) і підготовки теплоносіїв до транспорту через теплові мережі до зовнішнього споживача.

Спільним для всіх рівнів системи теплопостачання є цільовий продукт - теплоносій, тобто, існує єдина задача - виробництво та передача цільового продукту з мінімальними витратами.

Систему комунального теплопостачання слід розглядати як складну систему взаємостосунків господарюючих суб'єктів, зв'язаних технологічними процесами виробництва та споживання теплоносія і економічними відносинами.

Система теплопостачання є також складною динамічною енерготехнологічною системою із впорядкованою ієрархічною структурою, що має багатопараметричні взаємозв'язки між параметрами технологічного процесу, виробничими процесами та споживанням електроенергії, поведінка якої внаслідок взаємодії складових частин може не бути оптимальною, навіть якщо всі підсистеми мають оптимальні характеристики.

Представлення теплопостачального господарства як енерготехнологічної системи дозволяє оцінити взаємозв'язки між елементами системи та вибрати напрями ефективного використання енергоресурсів [39].

1.5.2 Функції енергетичного бенчмаркінгу в системах теплопостачання

За допомогою енергетичного бенчмаркінгу можна навести оцінку рівня енерговикористання в системі теплопостачання, яка в свою чергу охоплює всі найбільш важливі оцінки господарської діяльності підприємства, виключає дублювання окремих показників, дозволяє швидко та ефективно отримати картину стану підприємства на рівні системи та стану котелень в середині підприємства.

Розглянутий метод має явні переваги. Він є зручним для використання при дослідженні енергоефективності котелень теплопостачального підприємства, охоплює основні напрями діяльності теплопостачальної компанії.

Практична значимість методичних розробок полягає в тому, що вони можуть бути широко використані підприємствами теплопостачання в управлінні господарською діяльністю і повинні мати конкретний енергоекономічний ефект. Розкрити можливості використання методики застосування нових технологій доцільно на прикладі формування стратегії інноваційного розвитку.

Вихідним моментом залучення нових технологій у виробничий оборот є оцінка інноваційної активності підприємства теплопостачання з використанням показників і їхнє порівняння з базовими величинами.

Проведення такого аналізу за допомогою енергетичного бенчмаркінгу дозволяє оцінити поточний досвід і можливості підприємств, котелень в інноваційній сфері і здійснити попередній вибір його подальшого технологічного розвитку.

Основну увагу необхідно приділяти оцінці можливостей кожного з підприємств (котелень) для освоєння визначених видів нововведень - нових або поліпшуючих. Для цього з даних фінансового, технічного обліку і звітності підприємства теплопостачання виділимо і згрупуємо витрати, що направляються підприємством на здійснення інноваційного розвитку виробництва.

Для прийняття обґрунтованих управлінських рішень необхідно також здійснити комплексний розрахунок витрат на розробку і реалізацію нових і поліпшуючих технологій з наступним проведенням фінансово-економічного аналізу інноваційного потенціалу підприємства теплопостачання в межах маркетингових стратегій зовнішньо- та внутрішньоекономічної діяльності.

1.6 Оцінювання енергоефекгивності в системах теплопостачання з використанням методів ранжування для вирішення задач енергетичного бенчмаркінгу

В ході подальшого комплексного аналізу рівня ефективності енерговикористання постає питання щодо можливості оцінювання показників, що впливають на управління енерговикористанням в системах теплопостачання, які мають різну "фізичну природу''. Використання математичних правил ранжування дозволяє здійснити оцінювання котелень за показниками. Сформулюємо математичну постановку задачі енергетичного бенчмаркінгу за допомогою методів ранжування.

Нехай деякі два з результатів спостереження не збігаються, а їх ранги. Тоді елементи матриці та ранги результатів спостереження пов'язані взаємно-однозначною відповідністю:

(1.1)

а через ранги можна виразити таким чином: , якщо , та в протилежному випадку.

Це означає що під час обробки вхідних енерго-економічних даних, які вимірюються у порядковій шкалі можуть застосовуватися лише рангові статистичні методи. У більшості випадків перетворення (де - неперервна функція розподілу випадкової величини , враховуючи що припускається довільною) яке часто використовується у непараметричній статистиці фактично означає перехід до порядкової шкали, оскільки статистичні висновки при цьому інваріантні відносно допустимих перетворень у порядковій шкалі.

За допомогою непараметричних та перш за все рангових методів можна вирішувати той же набір задач прикладної статистики, що і за допомогою параметричних методів, а саме, які ґрунтуються на припущеннях нормальності. Однак параметричні методи увійшли у масову свідомість дослідників та інженерів і заважають широкому впровадженню більш обґрунтованої та прогресивної рангової статистики [40].

Слабке місце бального методу полягає в експертній довільності встановлення питомої ваги показників, сама оцінка показників по бальній системі вельми умовна.

Проте бальний метод має безперечну перевагу, що полягає в можливості обліку і хоч би умовного зіставлення всіх техніко- економічних показників. Його можна рекомендувати як засіб комплексної оцінки різних варіантів проектів технічних рішень замість загальноприйнятих, вкрай примітивних методів аналізу [41].

Достовірність бальних оцінок забезпечується кількістю, а головне ретельним підбором фахівців-експертів, а також належною обробкою даних експертизи за допомогою методів математичної статистики, зокрема використання дисперсії, коефіцієнту конкордації тощо.

Основна роль експертних оцінок - здобуття матеріалу для подальшого евристичного аналізу і на цій основі ухвалення остаточного рішення. Головна методична складність виникає в розгляді питання про інтеграцію різних, суперечливих критеріальних показників [41].

У роботі під час ранжування об'єктів системи теплопостачання за показниками, що дозволяють оцінити рівень їх ефективності енерговикористання скористаємося правилами Борда, Копеланда та Кондорсе.

Ранжування цими Правилами є простим для алгоритмізації та програмування, а також має достатню стійкість під час оцінювання вхідних даних та проведення розрахунків. Проте, рівень адекватності та прогнозованості кінцевих результатів залежить від наявних обсягів початкових даних, а саме, кількісної та якісної складових вхідної інформації.

Крім згаданих нами правил ранжування існує ряд інших, правила Ненсона, Шварца, багатокритеріальне мажоритарне ранжування, парного порівняння тощо [42].

В загальному випадку вони є модифікаціями правил Борда, Копеланда та Кондорсе, які засновані також на методах коефіцієнтів, попарного порівняння, та методах з нечіткими експертними оцінками тощо.

Для порівняння об'єктів, що описують великою кількістю показників використовують таксономічний показник, який є синтетичною величиною, що є "рівнодіючою" всіх ознак, що характеризують дану властивість. На відміну від методів, які базуються на експертній оцінці даний метод є математичним і базується на стандартизації і диференціації ознак об'єкта і проведення рейтингування без залучення експертів з вибраної галузі дослідження.

За результатами ранжування робимо проміжні висновки щодо стану у сфері енергозбереження та енергоефективності.

Однак реалізація проектів з енергозбереження в реальних умовах здійснюється в умовах невизначеності технічних умов та рішень що потребує врахування.

1.7 Висновки

1. Реалізація основних напрямів енергозбереження, неможлива без розроблення конкретної стратегії енергозбереження та підвищення рівня енерго-ефективності підприємства, яка повинна спиратися на комплексний аналіз всіх сторін його функціонування, який має передбачати можливість оцінки вихідних умов та особливостей організації технологічного процесу, поточного рівня енергоспоживання; виявлення основних факторів, що мають істотний вплив на ефективність енерговикористання, резервів економії енергоресурсів та шляхів їх реалізації з метою підвищення рівня ефективності енерговикористання як одного із засобів підвищення ефективності функціонування всього підприємства.

2. Для підприємств теплопостачального господарства як об'єктів ЖКГ, характерним є низький рівень ефективності енерговикористання, який обумовлений як вихідними умовами функціонування та критичним технічним станом технологічного обладнання, так і недосконалістю організації режиму електроспоживання та самого технологічного процесу, навіть за умови проведення модернізації його структурних елементів.

3. Для реалізації існуючих методів оцінювання рівня енергоефективності, як правило, необхідним є порівняння з деяким "еталоном", виявлення якого для об'єктів системи теплопостачання є складною задачею, оскільки вихідні умови їх функціонування значно відрізняються, що не дає змоги забезпечити відповідну якість вирішення задачі оцінювання рівня енергоефективності підприємства; виявити джерела нераціональних витрат енергоресурсів та намітити шляхи їх усунення.

4. Аналізування енергоефективності теплопостачального підприємства як складної енерготехнологічної системи потребує врахування всіх взаємозв'язків; оцінювання ефективності функціонування системи теплопостачання, її структурних елементів на основі енергетичного бенчмаркінгу шляхом реалізації таких основних його функцій: спостереження за об'єктом, оцінювання його стану, прогнозування та контролювання споживання енергоресурсів для виявлення та попередження недоліків у веденні технологічного процесу.

5. Для реалізації використання енергетичного бенчмаркінгу в управлінні ефективністю підприємства системи теплопостачання, необхідним є використання методів ранжування, що оптимально вирішують його задачі енергоефективності. Бенчмаркінг є універсальним засобом, всебічність застосування якого, не допускає кризових ситуацій, що робить його одним з найбільш дієвих методів управління ефективністю і розвитком підприємства системи теплопостачання. Рейтингова оцінка направлена на вдосконалення управління, підвищення його компетентності, системності, інформативності та є мірою (методом) системного контролю, що дозволяє визначити кращі і гірші аспекти енерговикористання для проведення заходів у сфері підвищення енергоефективності систем теплопостачання.

2. ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ ТА СКЛАДУ ПОКАЗНИКІВ ДЛЯ РЕЙТИНГОВОЇ ОЦІНКИ РІВНЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ОБ'ЄКТІВ СИСТЕМИ КОМУНАЛЬНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ EQUATION SECTION (NEXT)

2.1 Поняття ефективності як складової оцінки рівня якості функціонування виробничих систем

Аналіз функціонування промислового підприємства як складної енерго-технологічної системи вимагає вивчення внутрішньої багатопланової діяльності його виробничих об'єктів, оцінювання ефективності використання всіх наявних видів ресурсів. Врахування по можливості максимальної кількості факторів (а також показників, що їх визначають) та , що впливають на результат, є важливим моментом достовірності отриманих висновків [43]. Система представляється як сукупність укрупнених компонентів, необхідних для існування і функціонування досліджуваної системи [44]:

, (2.1)

де - сукупність або структура цілей функціонування системи;

- сукупність структур, що реалізовують мету;

- виробнича, - організаційна, тощо;

- сукупність технологій (методи meth, засоби means, алгоритми alg і т.п.), що реалізовують систему;

- умови існування системи, тобто чинники, що впливають на її функціонування ( - зовнішні, - внутрішні).

Узагальнена властивість системи, що характеризує її пристосованість до виконання поставлених завдань, являє собою її ефективність. Ефективність - це сукупність властивостей, що характеризують якість функціонування системи, оцінювану як відповідність результатів: необхідного та досягнутого [44]. Теорія ефективності пов'язана з визначенням якості систем і процесів, предметом вивчення якої є питання оцінки якості характеристик і ефективності функціонування. Ефективність можна трактувати як нормований до затрат ресурсів результат діяльності системи на певному інтервалі часу [45].

Показники якості представляють собою сукупність основних позитивних властивостей системи і є невпорядкованою дискретною множиною , , причому, визначені в різних функціональних просторах і різновимірні. Кожний з показників якості є неперервною або дискретною впорядкованою множиною:

. (2.2)

Поняття якості системи трактується як узагальнена позитивна характеристика системи, що виражає ступінь її корисності і є частково впорядкованою множиною:

, (2.3)

де - відображення прямого (декартового) добутку в множину ;

- деяка впорядковуюча множина.

Тоді, ефект (результат певних дій) є впорядкованою множиною:

або , (2.4)



де , - відображення; - множина моментів часу, досить впорядкована.

Ефективність є достатньо впорядкованою множиною:

, (2.5)

або , (2.6)

де - відображення; - впорядковуюча множина;

- витрачений на інтервалі ресурс (досить впорядкована множина).

Ефективність системи залежить від її показників якості при врахуванні витрат ресурсів на інтервалі часу. Ефективність як група властивостей, представляє лише якість функціонування системи та залежить від властивостей самої системи, способу її застосування і від впливів зовнішнього середовища.

Кожна і-а якість j-ї системи, може бути описана деякою вихідною змінною , що відображає істотну властивість системи, значення якої характеризує міру якості [46]. Узагальненим показником якості j-ї системи є вектор , що містить сукупність властивостей системи, компонентами якого є показники якості окремих властивостей, які характеризують придатність системи для її використання за призначенням. Кожен показник може приймати значення з множини допустимих значень . Розмірність вектора визначається числом істотних властивостей системи. Необхідна якість системи задається правилами (умовами), які повинні задовольняти показники істотних властивостей, а перевірка їх виконання є оцінюванням якості системи.

Показники ефективності характеризують процес і ефект від функціонування системи. Узагальненим показником ефективності j-ї системи є вектор , що містить сукупність властивостей системи з точки зору її функціонування, компонентами якого є окремі показники ефективності. Кожен показник може приймати значення з множини допустимих значень . Перевірка характеристик процесу та правил функціонування системи, які повинні задовольняти показники ефективності, представляє собою оцінювання ефективності функціонування системи. Якщо така перевірка здійснюється з точки зору використання енергоресурсів, то отримаємо часткову задачу оцінювання ефективності системи - оцінювання рівня енергоефективності.

2.2 Опис показників енергоефективності теплопостачального підприємства

Одним з перших питань, що виникає в процесі організації та проведення робіт з підвищення рівня ефективності використання енергоресурсів (ЕВЕР) на будь-якому об'єкті ЖКГ - це питання про те, ефективно або неефективно використовуються на ньому ПЕР. Відповідь на це питання може бути як можна більш об'єктивною. Тому її одержання необхідно базувати на визначенні значень конкретних кількісних показників. Узагальнено вони можуть бути названі показниками ЕВЕР [47, 48]. Визначення фактичних значень таких показників, у принципі дозволяє зіставити їх з аналогічними величинами, досягнутих на подібних вітчизняних або закордонних об'єктах. Навіть таке примітивне порівняння дозволяє в першому наближенні судити про те, наскільки ефективно використовуються енергоресурси на відповідному об'єкті ЖКГ, а також зробити попередній висновок про можливість та економічну доцільність вирішення завдань підвищення рівня ЕВЕР на даному об'єкті ЖКГ, тобто про наявний на ньому потенціал енергозбереження [49].

Під час аналізу ефективності енерговикористання в теплопостачальному підприємстві накопичується великий масив інформації щодо ефективності енерговикористання. В результаті постає питання виявлення таких показників що мають вплив на рівень енергоефективності та дозволяють здійснити його оцінювання з метою подальшого аналізу та визначення важелів впливу на підвищення рівня ефективності енерговикористання на підприємстві.

У процесі аналізу показників впливу серед всієї їх сукупності які формулюються та надаються для розгляду та аналізу виникає потреба вибрати найбільш впливові з точки зору досягнення кінцевого якісного результату - впливу та можливості контролю та аналізу рівня ефективності енерговикористання. Вирішення поставленої проблеми та досягнення потрібних результатів - виявлення найбільш важливих для аналізу показників впливу, визначення якісної складової по результатам аналізу ефективності енерговикористання дозволяє зробити комплексне використання емпіричних підходів аналізу та порівняння [50,51].

Нехай досліджувана система об'єктів (котелень) складається зі скінченної множини показників. Кожний з показників всієї скінченої множини, розподіляється до групи найвпливовіших підгруп. Необхідно сформувати кількість найвпливовіших підгруп показників, які піддаються аналізу з метою вирішення поставленого завдання. Де під завданням розуміється дослідження показників, що дозволяють здійснити оцінювання рівня ефективності енерговикористання в котельнях та оптимальний їх розподіл та групування, з метою визначення показників які найбільшим чином відображають стан справ у сфері енергозбереження та якомога повніше відображають картину щодо ефективності енерговикористання в котельнях підприємства в цілому.

Точність і адекватність оцінювання ефективності енерговикористання в котельнях в значній мірі залежить від повноти обліку усіх важливих показників, які на цю ефективність мають вплив та відображають повну картину стосовно енерговикористання в котельні. Тому визначення достатньо повного складу вихідних показників є принципово важливим і відповідальним етапом для подальшого оцінювання рівня ефективності енерговикористання в котельнях підприємства.

Під час аналізу показників були задіяні експерти які компетентні у цій галузі, а саме співробітники, енергоменеджери, заступники директора на підприємстві, які пройшли стажування та навчання у сфері енергозбереження, за результатами експертного оцінювання якими була визначена сукупність показників, які найбільшим чином відповідають поставленому завданню оцінювання рівня ефективності енерговикористання на котельнях підприємства ДКП "Луцьктепло". Були визначені наступні 20 показників.

2.2.1 Опис структури показників енергоефективності котелень

Для характеристики ефективності виробництва та транспортування теплової енергії на підприємстві введемо відповідний коефіцієнт (П1):

, (2.7)

де - витрати на виробництво теплової енергії, кВт*год;

- витрати на транспортування теплової енергії, кВт*год.

Однією із головних характеристик ефективності є визначення питомої норми:

- питома норма на вироблення теплової енергії (П2):

, (2.8)

де - всього витрат електроенергії на котельні, тис.кВт*год;

- план виробництва тепла, Гкал.

- питома норма на відпуск теплової енергії (П3):

, (2.9)

де - план відпуску тепла, Гкал.

Показник, за допомогою якого можливе оцінювання рівня ефективності теплопостачального підприємства є загально-індивідуальна питома витрата палива (П4):

, (2.10)

де - плановий обсяг палива на виробництво теплової енергії, кг.у.п.

Для оцінки рівня енергетичної ефективності необхідно внести до розгляду відповідні показники ефективності споживання електричної енергії:

- на освітлення центрального теплопостачального пункту (ЦТП) (П5):

, (2.11)

де - витрати на освітлення ЦТП, Квт*год;

- час роботи, год.

- на освітлення котельні (П6):



(2.12)

де - витрати на освітлення котельні, Квт*год.

Коефіцієнт корисної дії, яким можна охарактеризувати ефективність відпуску теплової енергії (П7) можна представити, як:

, (2.13)

де - корисний відпуск теплової енергії котельнями підприємства, Гкал.

Одним з показників, за допомогою якого можливе оцінювання рівня енергоефективності теплопостачального підприємства є коефіцієнт використання теплової енергії (П8):

, (2.14)

де - кількість теплової енергії, потрібної споживачу, для реалізації, Гкал;

- кількість теплової енергії виробленої в опалювальний період, Гкал;

- кількість теплової енергії виробленої на гаряче водопостачання в міжопалювальний період, Гкал;

- кількість теплової енергії виробленої на гаряче водопостачання, Гкал;

Співвідношення та характеризує раціональність використання теплової енергії, дає комплексну оцінку ефективності тепловій мережі. Зменшення втрат теплової енергії вимагає створення систем з високою надійністю та герметичністю, що збільшує витрати на експлуатацію теплових мереж.

Характеристику втрат в мережі, які виникають через необліковані витрати теплоносія та витоки внаслідок зношеності та аварій, забезпечує коефіцієнт втрат теплової енергії (П9):

, (2.15)

де - кількість теплової енергії втраченої в теплових мережах котелень теплопостачального підприємства, Гкал;

- кількість теплової енергії відпущеної з колекторів котелень, Гкал.

Показник, за допомогою якого можливе оцінювання рівня ефективності теплопостачального підприємства є коефіцієнт ефективності споживання палива (П10):

(2.16)

2.2.2 Опис показників енергоефективності котлів

Однією з ознак ефективності роботи котла є його витрата палива. Величина, яка чітко характеризує економічність котла є його питома витрата палива. Враховуючи нерівномірність графіка навантаження, величина питомої витрати палива буде змінюватись відносно ступеня завантаженості котла. Тому, питому витрату палива доцільно визначати за рівнем завантаженості котла при різних режимах його роботи. В залежності від загального терміну експлуатації (коефіцієнт К1), терміну експлуатації від останнього капремонту (коефіцієнт К2), терміну експлуатації від останнього проведення режимно-налагоджувальних робіт (коефіцієнт К3) рівень використання палива буде різним, тому для порівняння котлів враховуємо поправочні коефіцієнти за допомогою режимної наладки (коефіцієнт К):

(2.17)

Це дасть змогу охарактеризувати різні типи котлів враховуючи нерівномірність графіка навантаження, режим роботи, технічний стан котла та вид палива, що дасть змогу визначити економічність споживання умовного палива для виробництва одиниці продукції в 1 Гкал теплової енергії.

Враховуючи вищесказане, сформуємо показники енергоефективності котлів відносно їх рівня завантаженості.

Питома витрата палива за результатами режимної наладки, кг.у.п./Гкал:

- при максимальному завантаженні котла (П11);

- при середньому завантаженні котла (П12);

- при мінімальному завантаженні котла (П13);

Завантаження котла за результатами режимної наладки, %:

- при максимальному завантаженні котла (П14);

- при середньому завантаженні котла (П15);

- при мінімальному завантаженні котла (П16);

До основних показників енергоефективності також відносять технічні паспортні дані, зокрема: паспортний коефіцієнт корисної дії (П17) ,% та нормативна паспортна витрата палива (П18) , кг.у.п./Гкал. Така група показників може бути використана винятково для оцінки енергетичної ефективності окремих рівнів енергетичного потоку. оскільки застосування, наприклад ККД, може бути виправдано лише в тих випадках, коли мова йде про генерацію та перетворення енергії в даній конкретній енергоустановці (піч, котельня, електростанція тощо), а в окремих випадках і для оцінки втрат під час транспортування теплової та електричної енергії [52].

Характеристику втрат корисної дії , яка виникає через зношеність обладнання, недовантаження котла, внаслідок аварій та необлікованих витрат тепла можна здійснити за допомогою коефіцієнта втрат (П19):

(2.18)

де - середньорічний коефіцієнт корисної дії, %:

(2.19)

де - середньомісячний коефіцієнт корисної дії визначений по загальній методиці, %;

- кількість місяців роботи котла.

Завантаження котла, яке безпосередньо впливає на величину використання електроенергії та природних ресурсів і дозволяє оцінити відповідність проектних рішень щодо роботи котла, доцільно охарактеризувати коефіцієнтом ефективності середньорічного завантаження котлів в залежності від їх номінальної потужності (П20):

(2.20)

де - плановий обсяг виробництва теплової енергії за і-й місяць, Гкал;

- фактичний час роботи котла в і-му місяці, год;

- номінальна потужність котла,Гкал*год;

- кількість місяців роботи.

Сформована сукупність загальноприйнятих та додаткових технічних і технологічних показників дозволяє оцінити рівень енергоефективності структурних елементів системи, котелень та підприємства теплопостачання вцілому.

2.3 Задача комплексного оцінювання рівня енергетичної ефективності теплопостачального господарства

Нехай оцінювана організаційна система, якою є система комунального теплопостачання, описується на основі заданого набору характеристик вектором , компоненти якого є значеннями і-го показника ефективності, що відображає певну характеристику результативності та корисності системи. Задача полягає в побудові комплексної характеристики рівня ефективності функціонування , яка адекватно характеризуватиме пристосованості системи до виконання поставлених перед нею завдань. Таким показником є рівень енергоефективності.

Рівень ефективності використання енергоресурсів на виробничому об'єкті залежить від дії багатьох внутрішньовиробничих та зовнішніх факторів. Його можна охарактеризувати системою вихідних показників, що змінюються в деяких межах [53] та характеризують енергоефективність системи комунального теплопостачання:

. (2.21)

Оцінювання рівня енергоефективності необхідно здійснювати з урахуванням факторів, що впливають на енерговикористання, формування яких можливе на базі вихідного поля показників; ієрархічної будови складної системи; параметрів, що визначають стан та діяльність виробничої системи [54], що забезпечить можливість комплексного оцінювання та аналізування ефективності функціонування. Рівень енергоефективності є функцією сукупності факторів (кліматичних, енергетичних, технічних, технологічних, економічних, тощо [55]), що певним чином впливають на стан системи теплопостачання і визначають рівень ефективності її функціонування та об'єднують в собі відповідні показники вихідного інформаційного поля. Тоді:

, (2.22)

де - кількість факторів, що впливають на рівень енергоефективності.

Система теплопостачання як складна виробнича система складається з багатьох структурних об'єктів, які утворюють відповідні ієрархічні рівні. Рівень енергетичної ефективності СКТ залежить від рівня енергоефективності її ієрархічних рівнів [54]:

, (2.23)

де - кількість ієрархічних рівнів.

Вхідними параметрами будь-якої виробничої системи є енергетичні ресурси, матеріали та сировина, які при використанні матеріальної бази виробництва (виробничого устаткування, приміщень, системи контролю й обліку енергоресурсів), трудових ресурсів, а також системи керування забезпечують головний принцип діяльності будь-якого підприємства - виробництво продукції [56]. Ефективність використання матеріальної бази СКТ відображається у завантаженні технологічного обладнання, що безпосередньо впливає на величину використання електроенергії та природних ресурсів [57].

Отже, рівень енергоефективності визначається рівнем ефективності використання природних ресурсів, устаткування та енергії [54]:

. (2.24)

Матеріали, сировина та матеріальна база виробництва визначають початкові умови виробничого процесу та характеризують вихідний стан виробничої системи. Певні показники є незмінними (хімічний та бактеріальний склад води, від якого залежить процес її підготування - очищення, знезалізення, знезараження), зміна інших (технологічного обладнання, встановленого на основі проектних розрахунків виходячи з урахування укрупнення міст, що зумовило невідповідність котлів та насосного обладнання сучасним потребам) вимагає значних коштів, але може забезпечити перехід системи в якісно новий стан. Забезпечення споживачів теплом вимагає здійснення керування режимом роботи технологічного обладнання та залежить від ефективності функціонування виробничої системи. Рівень енергоефективності СКТ визначається рівнем ефективності вихідного стану та ефективності функціонування:

. (2.25)

Зважаючи на нерівномірність теплопостачання протягом доби, сезону, року ефективність енерговикористання в СКТ залежить від вирішення задач планування та управління:

. (2.26)

Це дає змогу сформувати комплексну модель рівня енергоефективності СКТ, яка має структурований вигляд, що визначається типом задач:

. (2.27)

Залежно від глибини та напрямків проведення дослідження, які визначаються службою енергоменеджменту підприємства, аналізування енергоефективності виконується по кожній підзадачі або їх групі. Аналізування енергоефективності на основі (2.21) дає змогу виявити причини нераціональних витрат енергоресурсів, визначити "слабкі" місця в структурі та діяльності підприємства, скласти набір першочергових завдань для підвищення рівня енергоефективності.

2.4 Висновки

1. Енергетична ефективність підприємства теплопостачання, як складної енерготехнологічної системи розглядається з позицій якості функціонування всіх його об'єктів. Енергетичний бенчмаркінг ефективності енерговикористання базується на використанні сукупності показників та характеристик енергоефективності, які забезпечують опис технічного стану, ефективності організації режиму роботи та режиму електроспоживання системи і її структурних елементів.

1. Дослідження сучасних інструментів аналізу, побудовано з урахуванням спільної двомірної оцінки енергоефективності виробництва теплоносія за допомогою поєднання загальноприйнятих і запропонованих показників. Ці два типи показників характеристики виробництва є взаємодоповнюючими і їх спільне використання в управлінні енергоефективністю забезпечить розширену інформаційну базу для прийняття рішень на різних рівнях управління енергозбереження - корпоративному, галузевому й міжгалузевому.

2. Аналізуванняя основних критеріїв і показників ефективності виробництва, які в загальному вигляді були підрозділені на загальноприйняті та допоміжні (запропоновані), дозволяє сформулювати їхні переваги й недоліки. Використання тільки загальноприйнятих показників ефективності (ККД, питоме споживання і т.д.) дає можливість зробити певні висновки про окремі аспекти діяльності структурних елементів підприємства системи теплопостачання і динаміку їхніх змін, але, крім особливих випадків, не дозволяє надати загальну (інтегровану) оцінку енергоефективності підприємства як складної системи, що залежить від безлічі факторів, та ранжувати структурні елементи за рівнем енергоефективності. Використання багатокритеріальної оцінки суттєво підвищує ступінь комплексності енергоефективності виробництва. Однак протиріччя, що виникають при її визначенні, змушують шукати шляхи вдосконалення відповідної методології.



3. РЕЙТИНГОВЕ ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ОБ'ЄКТІВ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯEquation Section (Next)

3.1 Правила оцінювання ефективності енерговикористання в підприємствах теплопостачання

3.1.1 Математична модель оцінювання рівня ефективності енерговикористання в котельнях підприємства теплопостачання

Ранжування соціально-економічних об'єктів будь-якої природи - складна проблема теорії ухвалення рішень і теорії колективного вибору. Дослідженню даної проблеми присвячена велика кількість літератури [58]. Ми зупинимося на окремих найбільш повних правилах ранжування. Такі правила застосовуються під час рейтингу наукових проектів [59] і проведенні тендерів [60], держав [19] тощо.

У процесі обробки і аналізу енерго-економічної інформації стану енергозбереження та рівня ефективності енерговикористання на котельнях теплопостачального підприємства скористаємося правилами ранжування. Для кожної котельні вираховуємо суму рангів, отриману від усіх експертів, спеціалістів у сфері енергозбереження, потім впорядковуємо цю суму. Ранг один дають навчальному закладу, який отримав найменшу суму, найнижчий ранг - навчальному закладу з найвищою сумою. Сформулюємо математичну постановку задачі ранжування.

Нехай досліджувана система складається зі скінченної множини котелень [138]. Кожну котельню характеризує скінчена

множина показників Зі сформованої групи показників використовують для ранжування найвпливовіші, на думку експертів показники Кожний показник піддається аналізу по відношенню до всіх котелень.

В якості критеріїв для ранжування використовуємо показники які розглядалися у розділі 2.

Це показники що були сформовані враховуючи основні складові організаційно-технологічного та технічного спрямування, які в повному обсязі відображають стан енергозбереження та рівня ефективності енерговикористання в котельнях підприємства в цілому за 2013 рік звітного періоду.

3.1.2 Модель ранжування за допомогою таксономічного показника

Для порівняння об'єктів, що описуються великою кількістю показників використовують таксономічний показник [61], який є синтетичною величиною, що є "рівнодіючою" всіх ознак, що характеризують дану властивість.

Етап 1. Стандартизація показників енергоефективності. Показники енергоефективності, що входять в матрицю спостережень (3.1), описують різні властивості об'єктів, є неоднорідними та мають різні одиниці вимірювання:

(3.1)

В результаті стандартизації кожен стовпець перетвореної матриці представляє собою вектор, сума координат якого дорівнює нулю, а довжина вектора - одиниці.

Для зняття впливу абсолютних величин, варіації значень показників та елімінування неявної значимості показників виконують попереднє перетворення, яке полягає в стандартизації ознак, що забезпечує перетворення матриці (3.1) в матрицю:

(3.2)

де стандартизоване значення властивості для об'єкту :

(3.3)

де середнє значення і середньоквадратичне відхилення властивості

(3.4)

(3.5)

Етап 2. Диференціація ознак. Показники енергоефективності за характером їх впливу на ефективність енерговикористання об'єктів, поділяють на стимулятори та дестимулятори: показники, що мають позитивний вплив - є стимуляторами; показники, що мають негативний вплив - дестимуляторами. Це забезпечує можливість побудови еталону енергоефективності.

Етап 3. Побудова об'єкту-еталону. Еталон енергоефективності - реально не існуючий об'єкт, який характеризується кращими значеннями по кожному з показників ефективності енерговикористання та є вектором:

(3.6)

де - координати вектора, якими є кращі значення показників енергоефективності, визначені на основі матриці :

якщо (3.7)

якщо (3.8)

де - множина стимуляторів.

За еталон може бути вибраний типовий об'єкт, значення показників енергоефективності якого рівні середнім арифметичним значенням показників в досліджуваній сукупності.

Етап 4. Визначення відстаней між об'єктами та еталоном. Відстань між окремими точками вектора , що представляє собою еталон енергоефективності, та точками вектора :

(3.9)

Етап 5. Визначення таксономічного показника енергоефективності.

Модифікований таксономічний показник енергоефективності:



(3.10)

(3.11)

(3.12)

(3.13)

Інтерпретація таксономічного показника енергоефективності полягає в наступному: об'єкт має тим кращий рівень енергоефективності, чим ближче значення таксономічного показника до одиниці.

Етап 6. Рангове рєйтингування. Рейтингування означає вибудовування деяких одиниць в певному порядку у відповідності із завчасно встановленими правилами та критеріями. Під час аналізування ефективності енерго-використання на об'єктах рейтингування дає змогу на основі порівняння показників енергоефективності певним чином розмістити їх серед інших споріднених об'єктів - виконати ранжування на основі визначених рейтингів.

Об'єкту, що має найкраще значення таксономічного показника енергоефективності присвоюється найвищий ранг: . Відносно нього в порядку погіршення значення таксономічного показника виставляються ранги іншим об'єктам.

3.1.3 Модель ранжування за допомогою правила Борда

Популярний в теорії ранжирування метод (правило) французького математика Борда (Borda). Впорядкування, отримане цим методом, узагальнює думки всіх експертів або показників, враховуючи думку більшості.

Модель ранжування котелень за допомогою правила Борда має наступну структуру. По кожному показнику впорядковуємо всі котельні від кращого до гіршого з точки зору ефективності енерговикористання. За останнє місце котельня отримує 0 балів, один бал за передостаннє і так далі, за перше місце котельня отримує бал. Згодом підраховуються бали, які отримані по кожному показнику. В загальному рейтингу на перше місце ставиться котельня з найбільшою сумою балів і т. ін.

Алгоритм правила Борда [25], включає в себе наступну послідовність дій.

На початку формуємо матрицю спостережень. Вихідна множина складається з елементів, що описані ознаками; кожну її одиницю можна інтерпретувати як точку мірного простору з координатами, рівними значенням ознак для котельні що розглядається. Матриця спостережень має наступний вигляд:

(3.14)

де - кількість навчальних закладів; - найменування показників для оцінюван-ня; - значення ознаки для навчального закладу.

Для значень, які включені до матриці спостережень, необхідно виконати нормування показників, оскільки вони мають різну "фізичну природу".

Нормування показників виконуємо наступним чином:



(3.15)

Кожну котельню оцінюємо з використанням коефіцієнта Борда [62]. Для кожного показника коефіцієнт Борда визначаємо за формулою:

(3.16)

тобто, для кожного -го показника домінант по кількості . По коефіцієнтам, які визначаємо по кожному показнику, розраховуємо результуючий коефіцієнт для кожного :

(3.17)

де - ступінь важливості критеріїв, який визначається нормалізованими значен-нями, тобто:

(3.18)

За допомогою коефіцієнта Борда котельні впорядковують за ступенем переважання, за необхідністю, ці коефіцієнти можна нормалізувати за стандартними правилам. Якщо розглядати питання визначення найкращої котельні , то її вибираємо, виходячи з умови:

(3.19)



3.1.4 Модель ранжування за допомогою правила Кондорсе

Застосування правила Кондорсе з метою ранжування котелень за рівнем ефективності енерговикористання формулюється наступним чином: найкращою котельнею називається така котельня і (за необхідності одна), яка краще будь-якої іншої по правилу більшості: рейтингових показників така що, більше ніж тих показників , що більше ніж . Потім визначається найкраще з тих що залишилися і т.д.

Алгоритм правила Кондорсе [25], згідно якого проводився розрахунок включає в себе наступну послідовність дій.

На початку формуємо матрицю спостережень, аналогічно (правилу Борда) попередньому ранжування.

Для значень, які включені в матрицю спостережень, виконуємо нормування показників за вхідними даними.

Визначаємо пари, які забезпечують відношення . По правилу Кондорсе переважання між визначається таким чином:

* спочатку всі попарно порівнюються один з одним за всіма показниками і визначаємо їх кількість, що забезпечують переважання , над . Цю кількість позначають ;

* потім визначаємо кількість значень , які відповідають умові [62]. Для кожної пари ця кількість показує ступінь переважання , над .

З цієї пари , залишаємо, а виключаємо. які залишилися, знову попарно порівнюємо. Цей процес продовжуємо до тих пір, доки не залишиться , яке буде підлягати виключенню.

3.1.5 Модель ранжування за допомогою правила Копеланда

Ранжування цим правилом має наступну структуру виконання. Котельні підприємства ставимо +1, якщо більшість вважає його краще будь-якого іншого, -1, якщо гірше, і 0 при рівності. Рейтинг сумує всі оцінки під час порівняння котельні з іншими котельнями підприємства теплопостачання. Таким чином, рейтинг котельні дорівнює різниці між числом котелень які краще даної та числом котелень, які гірше даної на думку експертів чи по значенню об'єктивних показників. Сутність правила полягає у побудові впорядкування на думку більшості та збір інформації щодо кожної котельні, порівнюючи зі скількома котельнями на думку більшості, вона виграє чи програє.

Тобто, навчальні заклади впорядковуються в порядку зменшення показника, рівного різниці числа об'єктів "гірших" та "кращих" за більшістю, чим даний об'єкт - котельня.

Алгоритм правила Копеланда [25], згідно якого проводився розрахунок включає в себе наступну послідовність дій.

На початку формуємо матрицю спостережень, аналогічно попередньому правила ранжування .

Для значень, які включені в матрицю спостережень, виконуємо нормування ознак за вхідними параметрами.

Для кожного знаходимо дві підмножини відношень Копеланда:

* для , підмножина , яка складається з всіх її домінантів;

* для , підмножина , для якого воно є домінантом.

Знаходимо значення переважання попарним порівнянням за всіма критеріями.

Для кожного , розраховуємо коефіцієнт Копеланда за формулою:

(3.20)

розглядаємо за цими коефіцієнтами. Краще обираємо з умови:

(3.21)



3.2 Ранжування котелень за видами енерговикористання

3.2.1 Ранжування котелень по споживанню електроенергії

Мінімізація споживання електроенергії є одним із основних напрямків енергоефективності в будь-яких виробничих системах, зокрема в СКТ.

Ранжування об'єктів проводилось з урахуванням показників енерго-ефективності (табл. 3.1), визначених на основі загальноприйнятих звітних даних про роботу підприємства: (П1), (П2), (П3); та додаткових показників енергоефективності: (П5), (П6).

Таблиця 3.1-

Значення показників енергоефективності котелень

Об'єкт	П1	П2	П3	П5	П6
Котельня №1	2,669	31,675	32,39	0,0230	0,8908
Котельня №2	0,997	23,59	24,12	0,0936	0,7986
Котельня №3	2,638	37,07	37,9	0,0928	1,7836
Котельня №4	3,605	35,93	36,74	0,3556	0,4902
Котельня №5	3,605	40,2	41,07	0,1352	0,8787
Котельня №6	5,938	36,2	37,01	0,0849	0,4904
Котельня №7	5,936	40,73	41,65	0,2233	0,5026

Ранжування за допомогою таксономічного показника

Виконання процедури стандартизації матриці показників енергоефек-тивності котелень (табл. 3.1) забезпечило формування стандартизованої матриці ознак (табл. 3.2). Диференціація ознак на стимулятори та дестимулятори дозволяє сформувати вектор-еталон енергоефективності та визначити модифікований показник енергоефективності, на основі якого виконано ранжування котелень.



Таблиця 3.2-

Ранжування котелень за рівнем енергоефективності

Об'єкт	Стандартизовані значення показників енергоефективності	Відстань	Таксономічний показник	Ранг
	П1	П2	П3	П5	П6
Котельня №1	-0,726	-0,797	-0,796	-1,457	0,190	3,264	0,639	2
Котельня №2	-1,992	-2,703	-2,704	-0,608	-0,116	1,332	0,853	1
Котельня №3	-0,749	0,475	0,475	-0,616	3,159	6,400	0,292	6
Котельня №4	-0,017	0,206	0,208	2,546	-1,142	6,072	0,328	4
Котельня №5	-0,017	1,212	1,207	-0,107	0,150	6,166	0,318	5
Котельня №6	1,751	0,270	0,270	-0,712	-1,141	5,678	0,372	3
Котельня №7	1,749	1,337	1,340	0,954	-1,101	7,245	0,198	7
Стимулятор +1 Дестимулятор -1	-	-	-	-	-
Еталон енерго-ефективності	-1,992	-2,703	-2,704	-1,457	-1,142
						5,165
						1,936
						9,038

Ранжування за допомогою правила Борда

Нормалізовані значення ефективності енерговикористання в котельнях показників наведено у табл. 3.3.

Таблиця 3.3-

Нормалізовані значення ефективності енерговикористання

Об'єкт	П1	П2	П3	П5	П6
Котельня №1	0,1051	0,1291	0,1291	0,0228	0,1527
Котельня №2	0,0393	0,0961	0,0961	0,0928	0,1369
Котельня №3	0,1039	0,1511	0,1511	0,0921	0,3057
Котельня №4	0,1420	0,1464	0,1464	0,3526	0,0840
Котельня №5	0,1420	0,1638	0,1637	0,1340	0,1506
Котельня №6	0,2339	0,1475	0,1475	0,0842	0,0841
Котельня №7	0,2338	0,1660	0,1660	0,2214	0,0861

Значення проміжних коефіцієнтів Борда наведено у табл. 3.4.

Таблиця 3.4-

Значення проміжних коефіцієнтів Борда

Об'єкт	П1	П2	П3	П5	П6
Котельня №1	4	5	5	6	1
Котельня №2	6	6	6	3	3
Котельня №3	5	2	2	4	0
Котельня №4	3	4	4	0	6
Котельня №5	3	1	1	2	2
Котельня №6	0	3	3	5	5
Котельня №7	1	0	0	1	4

Значення результуючих коефіцієнтів Борда наведено у табл. 3.5.

Таблиця 3.5-

Значення результуючих коефіцієнтів Борда

Об'єкт	Ранжування котелень (коефіцієнти Борда)	Ранг
Котельня №1	21	2
Котельня №2	24	1
Котельня №3	13	4
Котельня №4	17	6
Котельня №5	9	3
Котельня №6	16	5
Котельня №7	6	7

Ранжування за допомогою правила Кондорсе