Энергосберегающие мероприятия

 

Целью энергосберегающих мероприятий является снижение потребления энергоресурсов при безусловном обеспечении оптимальных или допустимых параметров микроклимата.

В мировой практике энергосбережения основные усилия направляются на устранение и сокращение избыточного нагрева, охлаждения и вентилирования воздуха помещений с учётом режимов их эксплуатации, а также на усиление тепловой защиты зданий. Это достигается оптимизацией подачи и потребления энергии, утилизацией тепла и стимулированием потребителей к экономному расходованию энергии.

Представляет интерес оценить эффект от различных энергосберегающих мероприятий.

Практика показывает, что в наших помещениях температура составляет (23-24)°С. Рассчитаем потери тепла в нашем помещении при t_вн. = 23^оС, все остальные параметры те же, что и при составлении энергетического паспорта. По уравнению (7) имеем:

Q_{потерь23}= Q_окна+ Q_стены+ Q_возд.= D₂₃´(A_окон./R_окон+ A_стен./R_стен+ с_возд.´r_возд.´V_возд)

 

Q_{потерь23}= (23–(-1,8))°С´220сут´24ч/сут´3600c/ч´[3,14м²/0,44(м²°С)/Вт+9,67м²/2,42м²´°С/Вт+(1кДж/(кг´°С)´1,30кг/м³´81,6м³/ч) /3600c/ч]=

=24,8°С ´19,008´10⁶с´ [7,14+4,00+29,47] Дж/°С´с = 471,4°С´с ´40,61 МДж/°С´с =19144 МДж.

Потенциал энергосбережения при снижении перетопов.

Без ущерба для снижения комфортности мы можем снизить температуру до оптимальной (t_вн. = 19^оС), снизив при этом потери тепла. Потери тепла при t_вн. = 19^оС были сосчитаны при составлении энергетического паспорта. Они равны:

Q_{потерь19}=Q_окна+Q_стены+Q_возд.=(2821+1580+11650) МДж=16051 МДж.

Снижение потерь в натуральном выражении составляет Q_{потерь23} - Q_{потерь19}=(19144–16051)МДж=3093 МДж. При тарифе на тепло в Санкт-Петербурге в 2011 году в 1050 руб/Гкал = 0,25 руб/МДж экономия может составить: 3093 МДж ´ 0,25 руб/Мдж = 773 руб.

Потенциал энергосбережения при снижении температуры и воздухообмена в нерабочее время.

Согласно п.5.1 СНиП 41-01-2003[4] температура воздуха в помещении в то время, когда помещение не используется (в ночное время и с вечера пятницы до утра понедельника) может быть снижена до 12°С, т.е. на (23 – 12) = 11°С.

Потери тепла через окна в нерабочее время снизятся на:

ΔQ_окон = D₂₃´A_окон./R_окон – D₁₂´A_окон./R_окон = (D₂₃- D₁₂)´A_окон./R_окон=11°С´z_нераб´A_окон./R_окон

ΔQ_окна = (11 °С´4180 ч´3600c/час´3,14 м²)/0,44 м²´°С/Вт = 1181 МДж.

Аналогично потери тепла через стены в нерабочее время снизятся на:

ΔQ_стены= (11 °С´4180 ч´3600c/час´9,67 м²)/2,42 м²´°С/Вт = 661 МДж.

Потери тепла на нагрев приточного воздуха в нерабочее время в базовом варианте составляют:

Q_возд. = с_возд.´r_возд.´V_возд.´(t_вн. – t_{отоп.пер.}) z_нераб = (23–(-1,8))°С´4180ч´1кДж/(кг´°С)´1,30кг/ м³´81,6 м³/ч= 10997 МДж.

Во время, когда помещение не используется, норму воздухообмена можно уменьшить в жилой зоне - до 0,2 1/ч [7], что составит для нашей комнаты V_возд.0,2 = 0,2 1/ч ´ 62,3 м³ = 12,5 м³/ч,

Тогда при одновременном снижение температуры и воздухообмена в нерабочее время потери тепла на нагрев приточного воздуха составят:

Q_возд.0,2= с_возд.´r_возд.´V_возд.0,2´(t_вн. – t_{отоп.пер.})´z_нераб = (12–(-1,8))°С´4180ч´1кДж/(кг^.°С)´1,30 кг/м³´12,5 м³/ч= 937МДж.

Потери при одновременном снижение температуры и воздухообмена в нерабочее время снизятся на:

ΔQ_возд.0,2 = (10997 – 937) МДж = 10060 МДж.

Суммарная экономия по всем трём составляющим составит: ΔQ_сумм. = (1181 + 661 + 10060) МДж = 11902 МДж.

При тарифе на тепло в Санкт-Петербурге в 2011 году в 0,25 руб/МДж экономия составит 11902 МДж ´ 0,25 руб/Мдж = 2976 руб.

Регенерация тепла отработанного воздуха.

Другим энергосберегающим мероприятием может быть регенерация тепла отработанного воздуха, например, при использовании приборов УВРК-50, КПД которых 90%(т.е. 90% тепла отработанного воздуха передаётся свежему воздуху и будет сэкономлено).

Для нашего помещения это:

ΔQ_реген.= 0,9 ´ (23–(-1,8))°С´220сут´24ч/сут´1кДж/(кг´°С)´1,30кг/м³´81,6м³/ч = 0,9 ´ 13891 МДж = 12502 МДж.

При тарифе на тепло в Санкт-Петербурге в 2011 году в 0,25 руб/МДж экономия составит 12502 МДж ´ 0,25 руб/Мдж = 3126 руб.

Потенциал энергосбережения при одновременном выполнении всех трёх мероприятий.

Эффект от одновременного осуществления всех трёх мероприятий удобно рассчитывать раздельно для рабочего и нерабочего времени.

В рабочее время t_вн. =19°С, z_раб.=1100 ч, V_возд.= 81,6 м³/ч, регенерация тепла 90%.

Q_{потерьРаб}= Q_окнаР+Q_стеныР+Q_возд.Р=(t_вн. – t_{отоп.пер.}) z_раб´(A_окон./R_окон+A_стен./R_стен+0,1´с_возд.´r_возд.´V_возд)

 

Q_{потерьРаб}=(19–(-1,8))°С´1100ч´3600c/ч´[3,14м²/0,44(м²°С)/Вт+9,67м²/2,42м²´°С/Вт+0,1´1кДж/(кг´°С)´ 1,30кг/м³´81,6 м³/3600c]= 20,8°С´3,96´10⁶с´[7,14+4,00+2,95] Дж/°С´с = 82,37°С´с ´14,09 МДж/°С´с = 1161 МДж.

 

В нерабочее время t_вн. =12°С, z_нераб.= 4180ч, V_возд.= V_возд.0,2= 0,2 1/ч´62,3м³=12,5 м³/ч, регенерация тепла 90%.

Q_{потерьНераб}= Q_окнаН+Q_стеныН+Q_возд.Н=(t_вн. – t_{отоп.пер.}) z_нераб´(A_окон./R_окон+A_стен./R_стен+0,1´с_возд.´r_возд.´V_возд.0,2)

 

Q_{потерьНераб}=(12–(-1,8))°С´4180ч´3600c/ч´[3,14м²/0,44(м²°С)/Вт+9,67м²/2,42м²´°С/Вт+0,1´1кДж/(кг´°С)´1,30кг/м³´12,5м³/3600c] =

=13,8°С´15,048´10⁶с´[7,14+4,00+0,45] Дж/°С´с = 207,7°С´с ´11,59 МДж/°С´с = 2407 МДж.

Суммарные потери составит: Q_{потерьСумм.}= Q_{потерьРаб}+Q_{потерьНераб}= 1161 МДж + 2407 МДж = 3568 МДж

Экономия по сравнению с базовым вариантом составит:

ΔQ_сумм = Q_{потерь23}– Q_{потерьСумм.} = 19144 МДж - 3568 МДж = 15576 МДж´0,25руб/МДж=3894 руб.

Итак, потенциал энергосбережения при одновременном выполнении всех трёх мероприятий составляет 15576 МДж или 3894руб., т.е. 191 руб/м² в год. Для здания на ул.Седова, 55 площадью около 3600 м² это составит почти 700 тыс.рублей в год.

 

Литература.

1. Закон РФ«Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» от 23.11.2009 г. №261-ФЗ.

2. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. - М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 1999.

3. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2003.

4. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России, 2004. (Взамен СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция, кондиционирование. - М.: Стройиздат, 2000.)

5. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004.

6. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004.

7. АВОК Стандарт-1-2004. Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2004.

8. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование./Под ред.Б.М.Хрусталёва.-М.:Изд-во АСВ, 2007.-784с.,183 ил.

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ КВАРТИР.

разработаны и поставлены на производство в омской НПФ «Экотерм» (www.homevent.ru)

Ю.Ланда, д.т.н.