Методы энергоаудита в зданиях

     Методика  измерения систем отопления. При проведении измерений параметров отопления для обеспечения стабильности этих параметров следует вторую ступень подогревателя горячего водоснабжения перевести на смешанную схему, если в обычном режиме она включена по последовательной схеме. Измеряются следующие параметры /2/:

     расходы сетевой воды и воды в квартальной  сети при независимой схеме;

     температуры сетевой воды и в квартальной  сети;

     среднюю температуру воздуха в отапливаемых помещениях;

     давление  сетевой воды и в квартальной  сети при независимой схеме.

     Расход  воды на систему отопления может  быть определен одним из следующих  способов:

     а) непосредственно с помощью расходомеров;

     б) по известному диаметру сопла элеватора  и измеряемому перепаду давлений перед соплом и во всасывающем патрубке элеватора.

     в) по измеренным температурам до и после  системы отопления путем сопоставления  их с расчетными значениями.

     Измеряют  температуру воды, поступающей в  систему, на выходе из нее, а для ИТП  и после смесительного устройства, определяется фактический коэффициент смешения по выражению.

     Температуру воздуха измеряют в нескольких помещениях, расположенных на различных этажах и ориентированных на различные  стороны света для возможности  оценки среднеарифметической температуры воздуха в здании. Эта температура нужна для последующего сопоставления фактической и расчетной нагрузки системы отопления.

     Измеряют  давление Р₁ и Р₂ на входе и выходе из теплового пункта, Р₀₁ и Р₀₂ до и после системы отопления, а для независимой системы отопления также Р_п1 и Р_п2 до и после нагревателя.

     Поскольку суточный график нагрузки отопления  достаточно стабилен, следует вести  измерения параметров теплоносителя  в течение суток с интервалом в 2-3 часа. Целесообразно провести измерения в течение нескольких суток с различными температурами наружного воздуха и соответственно температурами сетевой воды.

     Методика  измерений систем горячего водоснабжения. В системе горячего водоснабжения следует измерять следующие параметры: расходы (холодной водопроводной воды на горячее водоснабжение; горячей водопроводной воды после второй ступени подогревателя горячего водоснабжения; воды в системе рециркуляции, сетевой воды на 2-й ступени подогревателя); температуру (по тракту водопроводной воды на входе и выходе из 1-й и 2-й ступеней подогревателя, в рециркуляционной линии; по тракту греющей сетевой воды на входе и выходе из 1-й и 2-й ступеней подогревателя); давление по тракту водопроводной и сетевой воды до и  

     после 1-й и 2-й ступеней подогревателя.

     Поскольку график нагрузки горячего водоснабжения имеет резко выраженный неравномерный характер, измерения этих параметров следует вести с помощью автоматизированной системы измерений с интервалом измерения порядка 5 минут. Измерения следует проводить как в рабочие, так и в выходные дни.

     Вентиляция  и кондиционирование. Вентиляционные установки делятся на:

• вытяжные;
• приточные;
• отопительно-циркуляционные;
• тепловые завесы;
• производственные.

     В вытяжных вентустановках основным потребителем энергии является электродвигатель вентилятора. В остальных типах вентустановок, кроме электродвигателя вентилятора, имеется теплообменник, который может потреблять тепловую или электрическую энергию

     Расчетную нагрузку вентустановок определяют из проекта предприятия или организации. При отсутствии таких данных ее можно определить аналитическими методами, с учетом требований СНиП, наружного и внутреннего объема зданий, удельной вентиляционной характеристики и температуры воздуха внутри и вне здания по методике /2/.

     Основными характеристиками, которые должны определяться при обследовании систем вентиляции, являются: фактические коэффициенты загрузки к_эф и включения к_вф, время работы установок в течение суток t_рф, температура воздуха внутри помещения t_в.н и среднюю температуру наружного воздуха t_н.в, кратность воздухообмена m.

     Основное  назначение систем кондиционирования  воздуха - создание комфортных условий  в жилых и общественных помещениях. Однако

     системы кондиционирования требуют больших  капитальных и энергетических затрат. Капитальные затраты на эти системы достигают 20% общей стоимости здания, а эксплуатационные - 50%. Системы кондиционирования состоят из следующих элементов: вентилятор подачи воздуха, теплообменники для нагревания (охлаждения) воздуха, фильтры очистки воздуха. Увлажнители, приборы контроля и регулирования и системы распределения воздуха.

     При проведении энергоаудита из проекта  здания определяют параметры всех элементов  систем кондиционирования и их расчетные  характеристики. Для определения  фактических режимов работы и  соответствия выбранной системы кондиционирования характеристикам помещения производятся замеры: размеров помещений, температуры воздуха, относительной влажности воздуха, скорости воздуха (м/с), температуры подаваемого летом и зимой воздуха, температуры наружного воздуха, воздухообмена, инфильтрации воздуха. Необходимо также уточнение годового режима работы систем управления и измерения параметров воздуха.

     Системы водоснабжения. Необходимо подготовить схему водоснабжения по каждому виду используемой на предприятии воды, с указанием размеров труб, насосов и их характеристик и составить список потребителей воды. Для схемы водоснабжения провести замеры: утечки и непроизводительных потерь, давление и расходов воды. Провести исследование рабочих характеристик насосов (КПД, коэффициентов загрузки и мощности, наличия систем регулирования, режим работы).

     Системы воздухоснабжения. Необходимо составить схему распределения сжатого воздуха с указанием размеров линий и давления, список потребителей сжатого воздуха, временные графики работы и определить объемы потребления, места утечек сжатого воздуха и их объем.

     В процентах объем утечки равен  отношению мощности компрессора, необходимой  для поддержания давления в системе  при неработающем предприятии, к  средней мощности компрессора в период работы.

     Провести  исследование режимов работы компрессора, при этом следует помнить, что  потребляемая ими мощность зависит  от начального давления во всасывающей  линии, конечного выпускного давления и числа ступеней сжатия. Необходимо исследовать виды клапанов на компрессорах, системы охлаждения компрессоров, типы систем регулирования воздухоснабжения в зависимости от нагрузок, температуру всасываемого воздуха и температуру сжатого воздуха.

     Холодильные установки. На предприятиях имеют распространение компрессионные и абсорбционные холодильные установки. Причем абсорбционные установки более энергоемкие, чем компрессионные. При аудите необходимо изучить параметры холодильных установок, их режим работы и загрузку. При этом следует иметь ввиду, что все холодильные установки должны работать только тогда, когда они загружены. Необходимо исследовать: характеристики электроприводов компрессоров, вентиляторов и насосов (КПД, коэффициент загрузки ); системы регулирования температуры у потребителя, соблюдение параметров холодильного цикла, состояние теплоизоляции трубопроводов и камер, расход охлаждающей воды и ее температуру на входе и выходе.

     Здания. Для оценки энергоэффективности зданий необходимо составить энергетический паспорт здания [8]. Типовой энергетический паспорт здания должен включать:

- данные о геометрии и ориентации здания, его этажности и объеме, площади наружных ограждающих конструкций и пола отапливаемых помещений;

- климатические характеристики района, а также длительность отопительного периода и расчетную температуру внутреннего и наружного воздуха;

- данные о системах обеспечения микроклимата помещений и способах их регулирования;

- сведения о теплозащите здания и его энергетических характеристиках, включая приведение сопротивления теплопередаче отдельных ограждений и зданий в целом, максимальный и удельный расходы энергии на отопление здания за отопительный период и приходящийся на один градусо-сутки;

- соответствие теплозащиты и энергетических параметров здания нормативным требованиям;

- данные о системе освещения здания;

- данные о системе водоснабжения здания.

     В процессе энергоаудита измеряются: коэффициенты теплопередачи стен, перекрытий, оконных  проемов. Замеряется: площадь окон, средняя кратность воздухообмена  за отопительный период, фактическая температура наружного воздуха и помещений, расходы электроэнергии, тепловой энергии, газа, горячей и холодной воды за сутки.

     Котельные. Необходимо составить технологическую схему котельной и наметить точки проведения замеров. В процессе энергоаудита проводят замеры следующих параметров: режимные параметры; состав дымовых газов в различных точках; давление в топке и тракте котлов; температуры воды в различных точках; температуру воздуха; параметры пара; качество питательной и продувочной воды; температура наружных поверхностей по всему тракту; характеристики электроприводов насосов (к₃, к_в методы регулирования), вентиляторов и дымососов.

     Анализируется избыток воздуха в топке, фактический  КПД; состояние изоляции котлов и  теплопроводов; потери: излучением, с дымовыми газами и продувочной водой; уровень атмосферных выбросов. Исследуются системы автоматического управления горением и режимами работы котельной. Составляется общий тепловой баланс.

     1.2.3. Обработка и анализ полученной информации

     Вся информация, полученная из документов или путем инструментального обследования, является исходным материалом для анализа эффективности энергоиспользования. Методы анализа применяются к отдельному объекту или предприятию в целом. Конкретные методы обработки и анализа энергоэффективности зависят от вида оборудования и исследуемого процесса, типа и отраслевой принадлежности предприятия и изложены в специальной литературе [2,4-7].

     Методы  анализа делятся на физические и  финансово-экономические.

     Физический  анализ оперирует с физическими (натуральными) величинами и имеет целью определение характеристик эффективности энергоиспользования. Он, как правило, включает следующее:

     Определяется  состав объектов, по которым будет  проводиться анализ. Объектами могут  служить отдельные потребители, системы, технологические линии, цеха, подразделения и предприятия в целом.

     Находится распределение всей потребляемой объектами  энергии по отдельным видам энергоресурсов и энергоносителей (электроэнергия, топливо. Тепловая энергия и т.д.). для этого данные по энергопотреблению приводятся к единой системе измерения.

     Определяются  для каждого объекта факторы, влияющие на потребление энергии. Например. Для технологического оборудования таким фактором служит выпуск продукции, для систем отопления - наружная температура, для систем передачи и преобразования энергии - выходная полезная энергия и т.д.

     Вычисляется удельное энергопотребление по отдельным  видам энергоресурсов и объектам, являющееся отношением энергопотребления  к выпуску продукции.

     Значение  полученного удельного энергопотребления  сравнивается с нормативными значениями, после чего делается вывод об эффективности энергоиспользования, как по отдельным объектам, так и по предприятию в целом. Нормативные значения могут быть заданы, рассчитаны или взяты из зарубежных данных.

     Определяются  прямые потери различных энергоносителей, за счет утечек, недогрузки, потерь, простоев, неправильной эксплуатации и других выявленных нарушений. Выявляются наиболее неблагоприятные объекты с точки зрения эффективности энергоиспользования.

     Финансово-экономический анализ проводится параллельно с физическим и имеет целью придать экономическое обоснование выводам, полученным на основании физического анализа. На этом этапе вычисляется распределение затрат на энергоресурсы по всем объектам энергопотребления и видам энергоресурсов. Оцениваются прямые потери в денежном выражении. Финансово-экономические критерии имеют решающее значение при анализе энергосберегающих рекомендаций и проектов [4,9].

1.2.4. Разработка рекомендаций по энергосбережению