Методы энергоаудита в зданиях

>     Конкретные  методы энергосбережения для предприятий  различных отраслей промышленности изложены в работах [2,4-8], приведены рекомендации по энергосбережению в указанных выше элементах систем энергосбережения.

     При разработке рекомендаций необходимо:

• определить техническую суть предлагаемого усовершенствования и принципы получения экономии;
• рассчитать потенциальную годовую экономию в физическом и денежном выражении;
• определить состав оборудования, необходимого для реализации рекомендации, его примерную стоимость, стоимость доставки, установки и ввода в эксплуатацию;
• рассмотреть все возможные снижения затрат, например изготовление и монтаж оборудования силами самого предприятия;
• определить возможные побочные эффекты от внедрения
• рекомендаций, влияющих на реальную экономическую эффективность;
• оценить общий эффект предлагаемых рекомендаций с учетом всех вышеперечисленных пунктов.

     Для оценки экономического эффекта следует  применить методы изложения в [4,5,9]. После оценки экономической эффективности  все рекомендации классифицируются по трем критериям:

• беззатратные и низкозатратные - осуществляемые в порядке текущей деятельности предприятия;
• среднезатратные - осуществляемые, как правило, за счет собственных средств предприятия;
• высокозатратные - требующие дополнительных инвестиций, осуществляемые, как правило, с привлечением заемных средств.

     В заключение все энергосберегающие рекомендации сводятся в одну таблицу, в которой они располагаются по трем категориям, перечисленным выше. В каждой из категорий рекомендации располагаются в порядке понижения их экономической эффективности. Такой порядок рекомендаций соответствует наиболее оптимальной очередности их выполнения.

     1.2.5. Оформление отчета

     Отчет по энергосбережению должен содержать  описательную и аналитическую части.

     В описанной части представляется вся информация об обследуемом предприятии, имеющая отношение к вопросам энергоиспользования, а также общая характеристика предприятия.

     В аналитической части приводится физический и финансово-экономический  анализ эффективности энергоиспользования, описываются энергосберегающие  рекомендации и порядок их выполнения. Сводная таблица энергосберегающих рекомендаций выносится в начало или конец отчета и оформляется в виде общего резюме (выводов) по работе.

     Отчет должен быть кратким и конкретным, все работы и материалы обследования следует выносить в приложение. Основные числовые данные (состав энергоресурсов, ассортимент выпускаемой продукции, структуру энергопотребления, структуру затрат на энергоносители и ряд других) надо представлять в виде таблицы и круговых диаграмм. Суточные, недельные и годовые графики потребления различных видов энергоресурсов следует представлять в виде линейных или столбчатых графиков. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Проводя анализ системы теплоснабжения города, можно рассматривать

не только ряд мероприятий направленных на повышение энергоэффективности системы теплоснабжения города, но и его потребление со стороны потребителей, которые не входят в структурный состав предприятия, но входящих в единую систему теплоснабжения.

     Для рассмотрения инженерных решений применяемых  в области централизованного теплоснабжения, которые могут привести к требуемой эффективности, можно рассматривать процесс теплоснабжения, поделенный на три технологические части: первая – производство тепловой энергии, вторая – транспортировка тепловой энергии и третья – потребление тепловой энергии. Такое условное разделение необходимо для усвоения сложного через простое, а именно понимание как общее влияет на частное и наоборот. Стоит отметить, что внедрение предложенных мероприятий стоит проводить последовательно, причем в направлении не от источника к потребителю а, наоборот, от конечного потребителя к источнику тепловой энергии.

     Давайте попробуем разобраться, как должна быть устроена эффективная теплопотребляющая  система внутри здания.

     Начнем  рассматривать систему потребления тепловой энергии с конца, с отопительного прибора излучающего тепло, установленного в отдельной комнате. Расчет параметров (размеров и типа) радиатора следует выполнять для самого холодного времени года, когда потребление тепловой энергии максимально. Тепловая энергия, отдаваемая радиатором, пропорциональна произведению площади батареи на разность температур между температурой радиатора (считается как среднеарифметическое между температурой теплоносителя на входе в батарею, например 90°C и его температурой на выходе, например 40°C) и нормативной температурой воздуха в комнате. При этом учитывается коэффициент, определяемый конструкцией радиатора и материалом, из которого он изготовлен, а также теплоемкостью воздуха. Зная потребность в тепловой энергии конкретного помещения, следует

     рассчитать  площадь радиатора. Максимальное излучение  тепловой энергии 

     радиатором  возможно только при максимальном расходе  теплоносителя через него и максимальной температуре теплоносителя на входе  в радиатор, определяемой параметрами ИТП здания (следовательно, максимально средней температурой радиатора). Уменьшить излучение тепловой энергии радиатора всегда можно (уменьшив или прекратив расход теплоносителя через него, в результате чего понизится средняя температура, отток энергии от радиатора превысит подвод энергии). Для этого на радиатор обязательно следует установить автоматический терморегулятор, который регулирует расход теплоносителя через него в зависимости от температуры воздуха в помещении.

     Большинство домовых систем отопления на территории нашей Республики построены, как правило, по предельно упрощенной однотрубной схеме, без регулирующих устройств у отопительных приборов. В советское время исходили из предпосылки, что основной задачей теплоснабжения является поддержание нормативной температуры в жилом или нежилом помещении поэтому и применяли однотрубную систему отопления, затраты на монтаж которой значительно ниже двухтрубной.

     Однако  в современных условиях рынка  стоит исходить из того, что тепловая энергия является ценным товаром. Тепловая энергия (тепло) жизненно необходима каждому гражданину, именно поэтому государство обязано следить за доступностью такого товара, но при этом каждый гражданин должен сам определять, какое количество этого товара ему нужно, сам решать, нужно ли сегодня ему отапливать всю трехкомнатную квартиру или только одну комнату и кухню. И первое, что мы должны сделать, это создать теплопотребляющие установки, которые позволят потребителям самим решать, сколько тепловой энергии потребить и в какое время. Для решения подобной задачи нам необходимо произвести замену однотрубных систем отопления, без регулирующих устройств у отопительных приборов, на двухтрубные, оборудованные регулирующими

устройствами.

     Стоит отметить тот факт, что около 90-95% всех однотрубных систем отопления отработали свой ресурс (15-20 лет) и требуют замены, следовательно мы уже сейчас будем вынуждены производить затраты на замену системы отопления. На наш взгляд стоит пойти на 25-35% увеличение данных затрат, и постепенно произвести замену, однотрубных систем отопления, на двухтрубные, которые позволят нам, достигнуть повышения эффективности, в использовании подводимого тепла.

     При этом современным решением внутридомовой  разводки трубопроводов должно быть размещение стояков отопления (ГВС и ХВС) в подъезде и горизонтальная разводка труб к приборам потребления ресурса (радиаторам), установленным в квартирах. Такое решение оптимально в отношении эксплуатации здания – легко организовать, измерение потребления ресурсов каждой квартирой, упрощается борьба с неплательщиками, не составляет труда производство ремонта стояков и т. д.

     Подобные  схемы внутридомовой разводки трубопроводов  отопления, холодного и горячего водоснабжения успешно применяются  рядом ведущих строительных компаний действующих на территории Казахстана. Это произошло потому, что многие строительные компании стали создавать собственные организации (КСК) по обслуживанию построенных жилых домов, и приобретенный эксплуатационный опыт привел их к пониманию необходимости изменения внутридомовой разводки. Практика эксплуатации подтвердила выгодное отличие подобных систем в эксплуатации (Рис. 4.1.1).

     Подробнее рассмотрим, как работает регулятор  температуры радиатора, и смоделируем  ситуации, иллюстрирующие происходящие при этом процессы. Рассмотрим исходные параметры, для удобства будем называть их номинальными.

     Рис. 2.1. - Пример применения горизонтальной разводки.

     При температуре на улице (–20°C), имеем  номинальную температуру в помещении (18°C), при этом регулятор температуры  открыт и средняя точка температуры батареи ((90+50)/2=70°C) находится примерно посередине (по вертикали) радиатора. Средняя температура батареи в таком примере 70°C, а тепловая энергия, отдаваемая радиатором в комнату, составляет (см. рис. 2.1.2):

     Q= Δt S K = 52 S K,                                                                            (2.1.1.)

     где: S – площадь батареи,  

     K – коэффициент теплоотдачи батареи, 

     Δt – разность температур между средней  температурой батареи и температурой воздуха в комнате, Δt = 70 – 18 = 52°C. 
 

 

     Рис. 2.1.2 Примеры распределения  температуры в  радиаторе отопления

     Изменим условия: температура на улице (–5°C), отвод тепла из комнаты на улицу  уменьшился, и температура в помещении  стала подниматься (20°C). Из-за повышения  температуры в комнате регулятор температуры стал прикрываться, расход теплоносителя через радиатор уменьшается, соответственно температура радиатора 70°C поднимается по вертикали батареи, радиатор остывает. Средняя температура батареи стала снижаться, и система стала равновесной, допустим при средней температуре в батарее 55°C. Тепловая энергия, отдаваемая радиатором в комнату, в этом случае уменьшилась и примерно составляет:

     Q= Δt S K = 37 S K,                                                                             (2.1.2.)

     где Δt = 55 – 18 = 37 ºC.

     Если  же в квартире на радиаторе отопления  нет регулятора и у жителя нет  возможности регулировать потребление  тепловой энергии, то равновесие системы  будет достигнуто за счет повышения  температуры в квартире. Иными словами комната будет перетапливаться.

     Только  наличие терморегуляторов позволит исключить «перетоп» в отдельных  помещениях здания, а это обеспечит  экономию тепловой энергии в 10-15 %.

     Отдельно  стоит отметить тот факт, что само наличие терморегуляторов и индивидуальных приборов учета не позволяет нам экономить тепловую энергию. Это всего лишь инструмент, в руках потребителей который позволит им самим решать, какое количество энергии они готовы потребить. Для повышения эффективности данных мероприятий необходимо проводить информационную, обучающую и агитационную деятельность со стороны государства, в отношении собственников жилья.

     Как уже говорилось выше подобные схемы  внутридомовой разводки трубопроводов  отопления, холодного и горячего водоснабжения успешно применяются рядом строительных компаний действующих на территории Казахстана и в ряде случаев мы не можем сказать что достигнут хоть какой-то эффект энергосбережения. Причина кроется в недостатке ответственности со стороны владельцев зданий, отсутствии экономических методов воздействия на владельцев жилья, для стимулирования и соблюдения ими норм содержания зданий и, главное, в отсутствии объективного саморегулируемого механизма их поощрения и наказания.

     2.1. Расчет эффективности внедрения двухтрубной системы отопления

     Произведем  укрупненный финансовый анализ жизненного цикла данного проекта на примере одного 3-х подъездного, 5-и этажного жилого дома. Система отопления, которого отработала свыше 15 лет и требует замены. Затраты на замену однотрубной системы отопления аналогичной

     системой  ориентировочно составят 9 млн. тенге, и эти затраты, мы будем вынуждены  произвести в любом случае. Для  замены той же системы, на двухтрубную  систему, затраты составят на 35% больше, следовательно, потребуются дополнительных 3,15 млн. тенге, которые мы и заложим в наш финансовый анализ, в качестве затрат.