Энергосберегающие системы отопления для промышленных предприятий и жилых зданий

        установка БИТП позволяет провести модернизацию системы теплоснабжения в минимально короткие сроки.

Широкое использование БИТП дает следующие возможности:

        организовать оперативную и квалифицированную сервисную службу при сокращении общего персонала по обслуживанию тепловых пунктов;

        обеспечить значительную экономию тепловой энергии при последующей эксплуатации систем теплопотребления, подключенных к автоматизированным БИТП (до 35-40%);

        осуществлять оплату тепловой энергии только по факту ее потребления;

        внедрить систему диспетчерского контроля, управления и учета теплопотребления из единого центра.

Мониторинг и последующий анализ работы автоматизированных БИТП производства ЗАО "НПФ Теплоком" при открытой независимой системе показали впечатляющие результаты:

        температура воздуха в отапливаемых помещениях зданий поднялась до 20-22 °C;

        температура воды в системе ГВС вошла в норму и составила 60°C, в результате чего уменьшился расход горячей воды со 149 до 128 л/чел.cут., то есть на 14%;

        средняя экономия тепловой энергии за отопительный сезон составила 27%, а в весенний и осенний периоды достигала 45-55%;

        максимальная тепловая нагрузка снизилась на 8,5%;

        циркуляционный расход сетевой воды снизился на 28%;

        экономия электроэнергии на перекачку теплоносителя составила 15%;

        объем подпитки на источнике энергии уменьшился на 39%;

        температура теплоносителя в обратной магистрали понизилась на 6-8 °C;

        полезно используемый перепад температур теплоносителя увеличился с 20-25°C до 40-60 °C;

        улучшились теплогидравлические режимы работы всей системы теплоснабжения.

        Эти данные были получены в результате мониторинга нескольких БИТП в Санкт-Петербурге, аналогичные показатели имеются и по другим регионам России.

В последние годы активизировался процесс модернизации систем централизованного теплоснабжения. Он предусматривает оснащение каждого здания индивидуальным автоматизированным тепловым пунктом (ИТП), замену элеваторных узлов в системах отопления на насосные узлы смешения или на системы с применением пластинчатых теплообменников, переход от открытых систем теплоснабжения к закрытым. Такие тенденции влекут за собой неизбежное увеличение общего количества технически сложных тепловых пунктов, что является движущей силой распространения БИТП.

Автор: Александр Линкин, руководитель группы региональных продаж ЗАО "НПФ Теплоком"

Путь к крупномасштабному энергосбережению в системах централизованного теплоснабжения
Рубрика: ОТОПЛЕНИЕ И ГВС
В.Ф. ГЕРШКОВИЧ, к.т.н., руководитель Центра энергосбережения ОАО «КиевЗНИИЭП»

Более 20 лет назад было впервые предложено использовать рекуперативный теплообменник в тепловом пункте, возложив на него задачу снижения температуры теплоносителя, подаваемого в систему отопления в процессе погодного регулирования [1]. Теперь, когда задача уменьшения потребления тепловой энергии стала действительно актуальной, мы вернулись к этой теме [2], предложив, возможно, самый дешевый способ реальной экономии топлива при помощи рекуперативных теплообменников, устанавливаемых в ЦТП. Это была статья, в которой обстоятельно обосновывалась эффективность предложенной схемы, и наш читатель сможет найти там самые убедительные аргументы этого обоснования. Как известно, в традиционной схеме погодного регулирования в ЦТП используется смесительный насос, а процесс регулирования сопровождается уменьшением расхода сетевой воды, что приводит к нарушению гидравлического режима тепловой сети, а энергосберегающий эффект при этом снижается, потому что сетевая вода, сэкономленная на одном ЦТП, перетекает в другие тепловые пункты. Принципиальная схема нетрадиционного погодного регулирования, которая реализуется при постоянном расходе сетевой воды и без смесительного насоса, приводится на рис. 1. При отсутствии потребности в регулировании теплоноситель из подающего трубопровода Т1 направляется через открытый для прямоточного движения трехходовой клапан 8 непосредственно в системы отопления 2.Если необходимо сократить потребление тепла, системой отопления часть сетевой воды из подающего трубопровода при изменении положения регулирующего органа электрического трехходового клапана 8 будет направлена в теплообменник 9, где теплоноситель из подающего трубопровода охладится до нужной температуры в результате теплообмена с водой из обратного трубопровода системы отопления. Главная особенность этой схемы состоит в том, что в результате регулирования в котельную возвратится теплоноситель с более высокой температурой и для его подогрева в котлах потребуется меньше газа. Такое регулирование не затрагивает гидравлических режимов тепловой сети, и расходы воды во всех ее магистралях и ответвлениях в результате регулирования не станут перераспределяться. Это означает, что установка регуляторов хотя бы на одном ЦТП позволит тотчас же экономить газ в котельной. Исполнение узла погодного регулирования Тепловая мощность систем отопления в ЦТП, которые выбрали запорожские теплотехники для установки первого узла регулирования по схеме с рекуператором, составляет 9,48 МВт. Расход сетевой воды в тепловой сети, работающей с расчетной разностью температур в магистралях 80 °С, составляет 102 т/ч. Для этого расхода удалось подобрать трехходовый поворотный клапан Danfoss Dy = 150 мм, характеризующийся пропускной способностью 400 м3/ч. При этом потеря давления в открытом на проход клапане составит 6,5 кПа. С учетом того, что разность давлений в трубопроводах на вводе в ЦТП составляет 240 кПа, было принято решение работать с этим трехходовым клапаном. Ключевым элементом узла регулирования является рекуперативный теплообменник. Необходимость вписаться в хитросплетения существующих трубопроводов ЦТП при ограниченных свободных площадях этого производственного здания предопределила выбор интенсифицированных теплообменников ТТАИ отечественного производства, которые обеспечивают наибольшую компактность узла при минимальной его стоимости. Определяющими для выбора теплообменника параметрами являются расход и температуры теплоносителя, а также допустимые потери давления. При выборе температурного режима регулирования было принято, что температура воды в подающем трубопроводе в режиме регулирования должна опуститься до 55 °С, что станет причиной понижения температуры в обратном трубопроводе до величины t2, которую для тепловых сетей, работающих при расчетных температурах 150–70 °С определяют по формуле:t2 = 18 + 0,35t1 = = 18 + 0,35×55 = 37,25 °C. Таким образом, самые низкие температуры в магистральных трубопроводах квартальной тепловой сети составляют t1 = 55 °C и t2 = 37,25 °C. До более низких значений понижать температуру теплоносителя не нужно, потому что отопительный прибор, температура которого опускается ниже температуры руки человека, субъективно ощущается им как холодный предмет, и такое ощущение порою служит сигналом к написанию жалоб, независимо от реальной температуры воздуха в помещении. Существенно важным для выбора теплообменника параметром является допустимая потеря давления при прохождении через оба его контура расчетного расхода теплоносителя. Изготовителем было предложено три варианта теплообменного узла (см. табл. 1).Несмотря на более высокую стоимость третьего варианта, пришлось остановиться именно на нем, потому что сравнительно небольшая разность давлений в подающем и обратном трубопроводах (240 кПа) определяет необходимость применения оборудования, создающего наименьшее гидравлическое сопротивление. Значения расчетных параметров теплоносителя в теплообменном узле представлены в табл. 2.Узел погодного регулирования в ЦТП, запроектированный на параметры, указанные в табл. 2, представлен на рис. 2.Из рисунка видно, что узел регулирования занимает мало места, и в существующем ЦТП он без проблем размещается непосредственно перед тем, как трубопроводы Т1 и Т2 уходят в подпольный канал, соединенный с квартальной тепловой сетью, по которой теплоноситель подается к отопительным системам зданий. Кроме новых узлов регулирования в существующем ЦТП, старые трубопроводы, вероятно, будут приведены в надлежащий вид в процессе реализации проекта реконструкции. Если бы разность давлений в подающем и обратном трубопроводах ЦТП не была столь близкой к критическому для элеваторных вводов значению, можно было бы успешно применить теплообменный узел по первому варианту с характеристиками, описанными в табл. 1. Он был бы еще компактнее и вдвое дешевле. Вместе с тем, в первой установке такого рода целесообразно дать оценку эффективности самого неблагоприятного варианта, полагая, что во всех остальных случаях эффективность будет еще выше. Экономическая оценка Сметная стоимость реконструкции ЦТП по нашему проекту составляет 102 тыс. гривен. При тепловой мощности отопительных систем 8 Гкал/ч, за отопительный период на нужды отопления обычно используется около 15 тыс. Гкал тепловой энергии, что требует сжигания природного газа в котельной примерно 2,2 млн м3/год. На основании имеющегося опыта можно утверждать, что средствами погодного регулирования возможно снизить потребление газа на отопление жилых домов в среднем на 15 % за год, т.е. на 330 тыс. м3. При нынешней цене на газ для коммунальных котельных на уровне 686 гривен за 1000 м3 за отопительный период можно будет сэкономить 226 тыс. гривен. Таким образом, даже при очень низкой по сравнению с европейским уровнем цене на газ, реконструкция ЦТП окупится за первые три месяца отопительного периода. Но газ не останется дешевым, и эксперты предупреждают, что уже в 2009 г. он будет продаваться в Украине вдвое дороже, чем теперь. А это означает, что срок окупаемости сократится до первых шести-семи недель отопительного периода. Возможное техническое решение для крупного ЦТП Номенклатура серийных трехходовых клапанов, представленных на нашем рынке производителями тепловой автоматики, ограничена условным проходом 150 мм, что не позволяет их применять на крупных ЦТП. В этом случае один трехходовой клапан можно заменить двумя проходными, один из которых должен открываться, а другой — одновременно закрываться. Вместе с тем, возможно, удастся реализовать схему, в которой можно будет обойтись только одним проходным клапаном (см. рис. 3).При закрытом клапане 1 весь расход греющей воды направляется в системы отопления через обратный клапан 4 и рекуперативный теплообменник 2, в котором вода охлаждается, после чего поступает в системы отопления. При полностью открытом клапане на участке трубопровода между инжектором 3 и обратным клапаном 4 будет создаваться разрежение, но расход при этом будет нулевым, поскольку движению воды воспрепятствует обратный клапан. Задача инжектора (рис. 4) в этой схеме состоит в том, чтобы создать разрежение на участке трубопровода между всасывающим патрубком и обратным клапаном при нулевом расходе воды на этом участке. В то же время теория струйного аппарата исходит из условия непременного всасывания жидкости, без которого струйный насос не выполняет своей основной функции [3].Чтобы применить эту теорию к нашему случаю, следует задаться минимальным значением коэффициента смешения, например β = 0,05, где а G1 и G2 — расходы воды перед инжектором (G1) и во всасывающем патрубке (G2 — при условно отсутствующем обратном клапане 4). При этом инжекция обеспечивается, если диаметр d1 трубопровода, по которому нагнетается жидкость, будет определен по формуле: где d2 — диаметр всасывающего трубопровода; n — коэффициент, величину которого при низких значениях коэффициента смешения принимают равной 0,5; ηd — КПД инжектора, величина которого принимается 0,15.Если бы схема с инжектором была применена в запорожском ЦТП, то при d2 = 250 мм, диаметр d1 нагнетательного трубопровода должен был бы быть не менее: Для надежности можно было бы применить трубу Ду = 150 мм со скоростью истечения воды 1,6 м/с при расходе G = 102 т/ч. При этом гидравлическое сопротивление инжектора не превысило бы 2 м вод. ст.Применив инжектор, можно уменьшить стоимость узла регулирования. Первый шаг к масштабному энергосбережению? Как нас заверили в Запорожье, к началу отопительного периода 2008–2009 гг. узел регулирования будет установлен на ЦТП. И это, возможно, будет первый реальный шаг на пути к крупномасштабному энергосбережению в системах централизованного теплоснабжения, потому что такого рода реконструкция доступна любому теплоснабжающему предприятию. Никто у нас не заинтересован в экономии газа более, чем предприятия коммунальной теплоэнергетики, покупающие этот газ оптом в огромных количествах и продающие тепловую энергию в розницу миллионам мелких потребителей, многие из которых уклоняются от оплаты за тепло. После реализации первого проекта теплоснабжающие организации получат в свои руки инструмент, с помощью которого они смогут экономить газ сразу и много. Смогут, если действительно захотят…

1. Гершкович Е.Я., Мардер Е.Я., Опимах Е.Н., Подгорный В.Ю. Устройство для регулирования тепловой мощности системы отопления. А.с. СССР №1423989. Бюлл. №34, 1988. 2. Сокращать потребление газа в котельных можно прямо сейчас // Энергосбережение в зданиях, №2(33)/2007. 3. Пеклов А.А. Гидравлические машины и холодильные установки. Киев: Вища школа, 1971.

Энергосбережение в зданиях

Cовременные инженерные системы могут не только поддерживать комфортный микроклимат в помещениях, но и экономить энергию, сохраняя Ваши деньги.

Возможны несколько путей экономии энергии, потребляемой на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Теплоизоляция зданий

Здание должно быть как можно более теплоизолированным, что достигается использованием в конструкции стен, потолков, полов материалов с низкой теплопроводностью, использовании стеклопакетов.

Энергосбережение в системах отопления

Есть несколько путей для экономии энергии в системах отопления:

Балансировка систем отопления

Балансировка систем отопления, теплоснабжения, кондиционирования и вентиляции с помощью балансировочных клапанов ТА позволяет отрегулировать расход воды или гликоля в соотвествии с проектом и избежать перегрева и недогрева помещений. Горячая вода охлаждаясь в радиаторах отдает тепло воздуху. Если расход недостаточен, то и радиатор не отдает достаточно тепла и помещение будет недогрето. Балансировочные клапаны ТА STAD, STAF ставятся на стояках, ветвях системы, а радиаторы между собой балансируются с помощью термостатических клапанов с настройкой V-Exakt.

В таблицах показано, что разбалансировка расходов воды приводит к значительным отклонениям в температуре воздуха помещений от комфортной. При недостаточном расходе воды температура воздуха в промещении ниже комфортной. Для поддержания комнатной температуры в диапазоне +/- 1 С, расход не должен отличаться на - 10% и +15% от номинального, температура обратки должна лежать в диапазоне +/-1,5 С от номинального значения.

Энергосбережение в системах водоснабжения

Когда кран закрыт потока воды нет и горячая вода в трубе охлаждается. После того как Вы открываете кран с горячей водой, остывшую воду приходится сливать. Таким образом теряется энергия,затраченная на нагрев слившегося количества воды. Чтобы уменьшить время ожидания горячей воды, недалеко от крана в подающем трубопроводе делают врезку для обратного трубопровода, так что горячая вода может циркулировать. Когда таких цикуляционных трубопроводов несколько на них устанавлиают специальные балансировочные термостатические клапаны ТА Therm. Кроме того можно установить вентили Regutec, ограничивающие расход горячей воды, либо краны с встроенным ограничителем расхода воды.

Трубопровод должен быть в изоляции, либо гофре.

Энергосбережение в системах вентиляции

Нагретый системой отопления, бытовыми приборами и нами воздух поднимается вверх и по каналам вентиляции выбрасывается в атмосферу. Есть специальные системы вентиляции Viessmann Vitovent, которая забирает тепло уходящего воздуха и передает ее входящему. Система также фиьтрует воздух. Степень рекуперации энергии может достигать 90%.

Использование солнечной энергии для нагрева воды

Солнечная энергия успешно используется для приготовления горячей воды с помощью компактных недорогих коллекторов. Чем южнее место и больше солнечных дней в году, тем эффективнее применение таких коллекторов. Они могут использоваться как отдельно, так и совместно с котлами. Причем, например, контроллеры котлов Viessmann, могут совместно управлять и солнечным коллектором Vitosol.

Экономия энергии при применении погодозависимой автоматики ТАС в тепловом пункте, балансировочных клапанов ТА на стояках, термостатических клапанов и термоголовок Heimeier на радиаторах позволяет экономить до 40% энергии.

Энергосберегающее оборудование

Напольный газовый конденсационный котел Vitocrossal 300

Подробнее о котлах Vitocrossal

Заказать: (495) 444-7646, (812) 311-96-42

Тепловые насосы Vitocal-300

Тепловые насосы типа грунт-вода получили наибольшее распространение из-за доступного и надежного источника энергии – грунта. Срок службы тепловых зондов составляет более ста лет. Температура поверхностного слоя земли может колебаться от -5 до +17 С. Температура грунта на глубинах более 15 м составляет +8…+12 С. Диапазон применения теплового насоса -5 …+25 С. Питание трехфазным током 400 В/50 Гц. Фреон R407C.

Подробнее о тепловых насосах Vitocal-300

Заказать: (495) 444-7646, (812) 311-96-42

Контроллер для систем отопления и ГВС с функцией оптимизации tac 2222

Производство Tour Andover- Швеция

Управляет контурами отопления и ГВС в системах центрального и автономного теплоснабжения. Теплоноситель в контуре регулируется на основе демфированной наружной температуры воздуха и показаний базового датчика температуры воздуха помещения

Термостатический радиаторный клапан с предварительной настройкой V-Exakt

Производство Heimeier- Германия

Термостатические головки Heimeier

Термостатические головки, или иногда говорят термостаты представляют собой баллончик со специальной жидкостью, которая сжимается и расширяется при изменении температуры воздуха. Это изменение передается штоку клапана, который уменьшает/увеличивает поток воды. Именно термоголовка обеспечивает комфорт и экономию энергии. Например при появлении солнца, включении бытовых нагревательных приборов температура воздуха повышается и термостатическая головка Heimeier перекрывает подачу воды в радиаторы, тем самым экономя энергию и сохраняя ваши деньги.

Подробнее о термостатических клапанах и головках Heimeier

Заказать: (495) 444-7646, (812) 311-96-42

Балансировочные клапаны ТА

Балансировочные клапаны или по другому, балансировочные вентили используются для точной наладки (регулировки) расходов тепло- или холодоносителя в системах отопления, охлаждения, кондиционирования, вентиляции, горячего водоснабжения в соотвествии с проектом (расчетом) с точностью +/- 5...10%.

Балансировочные клапаны снабжены либо расходомером, либо штуцерами для подключения измерительного прибора (CBI, CMI).

Измерения расхода жидкости на балансировочных клапанах позволяет также провести полную диагностику системы и устранить проблемы, например засоры, неправильный монтаж оборудования и т.п. до пуска в эксплуатацию.

Правильное распределение тепло- либо холодоносителя позволяет получить равномерный прогрев либо охлаждение помещений, избежать шумов на регулирующих клапанах, съэкономить энергию и избежать преждевременного выхода оборудования из строя.

Балансировочные клапаны STAD

Производство Tour Andersson- Швеция

Балансировочные клапаны STAF

Автоматические балансировочные клапаны, регуляторы перепада давления ТА STAP

        Автоматически поддерживают заданный перепад давления в системе независимо от расхода. Устанавливаются на стояки и ветви двухтрубных систем отопления и охлаждения, в контурах с переменным расходом теплоносителя.

        Предохраняют от образования шумов на термостатических клапанах

        Поддерживают заданный перепад давления на регулирующих клапанах, увеличивая их коэффициент управления

        Полностью перекрывают поток. При открытии настройка не изменяется

        Ставятся на обратной линии. На подаче рекомендуется ставить балансировочные клапаны STAD или STAM для измерения и настройки расхода и перепада давления приборами CBI, CMI

Подробнее о балансировочных клапанах ТА

Заказать: (495) 444-76-46, (812) 311-96-42

Термостатические балансировочные клапаны ТА TA-therm

Производство Tour Andersson- Швеция

Заказать: (495) 444-76-46, (812) 311-96-42

Комплектная система вентиляции с рекуперацией тепла Vitovent 300

Производство Viessmann- Германия

Отлично подходит для квартир и коттеджей

Заказать: (495) 444-76-46, (812) 311-96-42

Cолнечный коллектор Vitosol 100-F

Производство Viessmann- Германия

Для приготовления горячей воды летом и в межсезонье.

Солнечные лучи нагревают поверхность коллектора. Это тепло передается гликолю, который циркулирует по встроенным в коллектор трубкам. Коллектор ставится на крыше, на фасаде.

Заказать: (495) 444-76-46, (812) 311-96-42

Реферат: Облик энергосбережения

Облик энергосбережения

Виталий ПРОХОРОВ, профессор кафедры отопления и вентиляции МГСУ

Проблема энергосбережения всегда сопутствовала энергопотреблению

Все последние годы в России интенсивно обсуждается проблема энергосбережения, в том числе в системах отопления и других системах инженерного оснащения зданий.

Принимаются решения, утверждаются нормативные документы как всероссийского, так и регионального предназначения. Принят закон РФ об энергосбережении. Проводятся бесчисленные совещания и научно-технические советы, «круглые столы» и академические чтения, съезды и симпозиумы, научно-практические конференции и выставки, ну и конечно, «саммиты». Во множестве выпускаются журналы, публикуются статьи и книги. Защищаются диссертации. Привлекаются зарубежные организации и эксперты.

И само собой разумеется, создаются многочисленные новые контролирующие органы и организации, с большими правами, например, по части запретов и штрафов, и одновременно - проведения работ по «хоздоговорам» между контролирующими и контролируемыми, вооруженные импортными дорогостоящими приборами, транспортом, обучающим персоналом, консультантами, экспертами, компьютерами, программами, специальными методиками, предписаниями и … непреодолимыми психологическими установками.

А кто из специалистов, или просто пытливых обывателей, засомневается в обоснованности, к примеру утвержденных СНиПов или региональных норм по энергосбережению в зданиях, или энергетического паспорта здания, того объявляют ретроградом, его работы – не соответствующими «перспективным интересам государства и общества» и опирающимися на «устаревшие технические решения» и зовущими «вернуться в прошлое» и «оставаться в плену отсталых представлений».

У авторов означенных определений в публикациях не возникает сомнения насчет качества нового, а именно, что оно может быть ухудшенным старым или просто ошибочным, т.е. наносить энерго-экономический ущерб государству.

Рассмотрим некоторые попытки решения обозначенной проблемы, начиная с прошлого и не проходя мимо «новизны» и «полезности» настоящего.

Человек заботится об экономии энергии с первых дней своего зарождения, а об экономии топлива – с момента обретения огня.

В первые тысячелетия тепловая энергия тратилась исключительно на обогрев людей и их жилища (отопление совместно с естественной вентиляцией), приготовление пищи и горячей воды. И было, конечно, небезразлично сколько носить дров для этих целей.

При этом сами жилища оборудовались в соответствии с природно-климатическими воздействиями на них окружающей среды и ресурсными возможностями обитающих в конкретном географическом месте людей.

Поэтому, как мы теперь говорим, удельная тепловая характеристика жилищ, конструкции, энергосберегающие и гигиенические свойства ограждений, источников и передатчиков тепла, топливных устройств, систем греющих и вентилирующих каналов с их регулирующими органами подчинялись не только общим закономерностям но и всегда несли отпечаток климатической обстановки расположения и сложившихся технологических традиций.

С появлением промышленности потребность в энергоносителях высокого качества и одновременно в их экономном расходовании резко возросла, поскольку в разумном обществе объем потребления и экономия энергии сущностно едины. Это вызвало к жизни новые научные разработки.

Еще в 18 веке, в 1745 году М.В. Ломоносов пишет диссертацию «О причине теплоты и холода», а через три года формулирует «всеобщий закон природы»- закон сохранения материи и движения.

Вслед за этим он же исследовал баланс действующих сил и расход энергии при «вольном» т.е. гравитационном, естественном «движении» вентиляционного воздуха «на шахтах и рудниках примеченном». Таким образом он оставил последователям научные основы естественной (наиболее энергоэкономичной) вентиляции, энергетика которой покоится на разностях температур, влажности и высот неразрывного потока воздуха.

Важный вклад в топливо сбережение при отоплении зданий был сделан Н.А. Львовым, обобщенный (в работе 1795 года «Русская пиростатика или употребление испытанных уже печей и каминов»).
В первой половине 19 века массированные потребности в энергии и ее экономии вызвали разработку теории тепловых машин (С. Карно), описание закона сохранения энергии (Ю.Р. Майер, Дж. Джоуль, Г. Гельмгольц). Возникло ответвление науки – Термодинамика. Были сформулированы три ее фундаментальных принципа («начала»), имеющие непосредственное отношение к инженерным системам.

«Первое» - выражение закона сохранения энергии в виде балансов тепла и потоков энергоносителей.

«Второе» (Р. Клаузиус, У. Томсон) – учет необратимых потерь даже в идеализированных процессах передачи тепла (теплопотери в зданиях), Дж. Гиббс – метод термодинамических потенциалов (передача влаги в материалах и конструкциях).

И «третье» (В. Нернст) – свойство вырождения термодинамических функций и тепловой энергии тел в области температур вблизи абсолютного нуля.

Все это позволило точно вычислять как полезно потребляемую, так и безвозвратно теряемую доли тепловой энергии (за счет внешнего рассеивания и за счет необратимых внутренних потерь при любом теплообмене), т.н. эксергию и анергию.

Уже в конце 19 – начале 20 веков Д.И. Менделеев сделал научно обоснованные выводы о необходимости беречь ископаемое топливо, особенно газ, утверждая, что «сжигать газ это все равно, что топить печи ассигнациями». После Д.И. Менделеева, уже в наше время, как известно, нашими «ассигнациями» отапливается Запад.

А В.И. Вернадским были оценены экологические последствия тепловых и газовых выбросов в атмосферу, тепловых и химических выбросов в воды и грунт и найдены допустимые границы промышленной и добывающей деятельности человека, не вредящие самому его будущему, а строго регламентированные и находящиеся в согласии с природой.

И ни у кого из великих предков не было волюнтаристски составленных формул и коэффициентов.

Так что наше научно-техническое прошлое в части культуры потребления и сбережения энергии, так же, как и природы представляется отнюдь не темным царством.

И было бы хорошо, чтобы все современные инженеры, а также чиновники с их скорыми послушниками и помощниками, сбросили рекламную повязку с глаз, изучили его в силу своих возможностей, обратясь к объективной ситуации, и стремились бы из «зияющих высот» настоящего к новым научным «сияющим вершинам», по своему уровню хотя бы напоминающим уже отдаленные временем научные вершины прошлого.

Оптимизировать тепловые процессы в системах отопления и вентиляции, где главным критерием является минимум энергозатрат у нас обучены со студенческой скамьи все специалисты. Занимаются этим все и всегда. Поэтому разработанные и введенные нормы по строительной теплотехнике выглядят согласно народной поговорке: «Кто умеет, тот делает, кто не умеет – тот учит, как надо делать».

Энергетический кризис, имевший место на Западе в 70-х - начале 80-х годов до нас не дошел, мощная государственная программа по энергосбережению в СССР была выполнена: были разработаны все необходимые общепромышленные системы и оборудование для утилизации тепла вентиляционного выбросного воздуха, а в каждой отрасли промышленности, буквально для каждого цеха – конструктивные схемы и оборудование утилизации тепла, выделяемого технологическими аппаратами и печами. Были также разработаны теплонасосные системы, а также системы теплоснабжения с использованием солнечной, геотермальной и ветровой энергии.

К сожалению, все эти результаты оказались заброшенными. Отдельные исключения держатся на энтузиастах. Так вентиляционные теплоутилизаторы чаще всего не применяются в строительстве и реконструкции зданий, как в государственном, так и в частном секторах экономики. Даже в Москве.

Новый энергетический кризис, произошедший на Западе в последние 10 лет, уже ощущается и в России. Реакцией на него у нас стало, в частности, массовое и не всегда добровольное применение дорогостоящего зарубежного оборудования, автоматики, приборов учета тепловой энергии и теплоизоляционных материалов.

В подкрепление этого процесса были разработаны: измененный, по существу новый СНиП «Строительная теплотехника», Московские нормы «Энергосбережение в зданиях» и многие другие документы и публикации, неоднозначно воспринятые научной и инженерной общественностью. В первую очередь вследствие своей антирыночной, волюнтаристской сущности.

Развернувшаяся дискуссия, казалось, завершится большой и аргументированной публикацией, в которой в числе ряда положений показано, что традиционные, образованные тысячелетней эволюцией, выверенные климатом, геологией и географией естественные материалы для стен, в том числе массовые отечественные местные и наиболее экологичные дерево (рубленный дом) и кирпич из обожженной глины, поставлены измененным СНиП вне закона.

Но сей результат знаменателен тем, что он уже выходит за рамки только энергосбережения – это цивилизационное отторжение материалов и конструкций русского национального зодчества. Что для всякого здравомыслящего гражданина России странно. Результат этот, безусловно, требует более тщательного изучения задачи, во всей ее полноте. Следует либо отыскать доказательства и объяснения правомерности таковых нормативов, либо наоборот, их неправомерности и тогда найти аргументы, выстраивающие логику необходимости их отмены. Иначе и мы попадем под классическое определение А.С. Пушкина: «Дикость, подлость и невежество не уважают прошедшего, пресмыкаясь перед одним настоящим».

К чему относить понятие «экономия энергии в зданиях».

Какой бы жаркой ни была дискуссия вокруг энергосбережения в зданиях, она до сих пор ведётся в основном по вопросу принятия в заранее заданных значений (нигде не указывается кем и почему именно таких) минимальных термических сопротивлений ограждающих конструкций здания и тех или иных величин инфильтрации наружного воздуха, неизбежно участвующего в естественной вентиляции помещений. На чем и построен ряд нормативных документов.

Эти данные, полученные в результате расчетов теплопотерь в процессе проектирования по фрагментам ограждающих конструкций, суммируются и приводят к определению тепловой мощности систем отопления зданий.

Изначально предначертаны и возможные проценты «энергосбережения», которыми авторы норм активно оперируют и в литературе, и на уровнях управленческих.

Однако теряется факт, что сама система отопления – лишь одна из нескольких теплопотребляющих систем здания, к тому же потребляющих и электроэнергию.

Даже в простейшем примере здания – жилом доме городского типа существует, по крайней мере, еще система горячего водоснабжения с соизмеримым годовым потреблением тепла. Имеют место также затраты энергии на пищеприготовление (газ, электроэнергия ), электроосвещение, электропривод бытовой техники, электропитание информационной техники и др.

В гражданских и промышленных зданиях добавляются не менее крупные слагаемые затрат энергии на механическую вентиляцию и кондиционирование воздуха.

Поэтому оперировать процентами только на одно слагаемое, говоря, что это экономия энергии в здании в целом, есть подмена тезиса в дискуссии и некорректность математическая.

На самом деле проценты экономии энергии в зданиях от повышения их теплозащиты будут совсем другими.

Наглядным примером этой подмены является предписанная в МГСН форма энергетического паспорта здания. Она никак не обоснована, и не логична, если учесть весь комплекс энергопотребляющих систем. Форма паспорта построена на раздутом, многочисленном дроблении теплопотерь на мелкие составляющие (что является лишь предметом проектного расчета). Это создает избыток второстепенной информации и не дает аналитически полного представления об энергозатратах и энергосбережении в системах обеспечения воздушно-теплового микроклимата, системах светового микроклимата и санитарно-технических системах (горячее водоснабжение, пылеуборка, влажная уборка помещений).

Скороговоркой намеченные в энергопаспорте строчки по составляющим энергозатрат (кроме теплопотерь) также мало что дают, хотя бы по отсутствию связи с паспортами на вентиляционные системы, практикуемые у нас с начала 20 века.

Задача более полного представления энергопотребления зданием достаточно трудоемка и требует как постановочно-методических, так и серьезных научно-исследовательских работ, например в части интегрированного вычисления и отображения расходов разнородных энергоносителей, а также единого и энергоэкономичного управления физически разными энергопотоками.

Общетеоретическая постановка задачи и соответствующие формулы были представлены автором настоящих строк.

На этой основе, в качестве первого приближения, считаем возможным ограничиться только доступными данными по отоплению, механической вентиляции, кондиционированию воздуха и горячему водоснабжению, которые можно получить в процессе их реального проектирования и проектной оптимизации. При оценках годовых расходов энергии используем достаточно простой и освоенный аппарат расчета по ГСОП. В действительности интегральные значения величин потребления тепла описываются более сложными зависимостями и требуют более громоздких исходных данных и вычислительных процедур.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.stroyca.ru/

Энергосбережение

В этой статье немного раскроем тему «Энергосбережение» и затронем лишь некоторые ее проблемы и основы. Сейчас в России остро стоит вопрос об уменьшении количества потребляемой энергии. Почему? И как повысить эффективность энергосбережения?

Россия – одна из самых расточительных стран в мире. Весь объем экспортируемых нами нефтепродуктов и нефти сравним с потенциалом энергосбережения в России. Перспективы энергосбережения в нашей стране огромны, нужно только рационально использовать энергоресурсы. Так называемые «утечки» и «издержки», происходят и в секторе ЖКХ, и в промышленности (основная причина – износ оборудования), и даже в топливно-энергетическом комплексе (КПД установок – низкий). Рассмотрим энергосбережение на предприятиях и мероприятия по энергосбережению на предприятии.

Промышленные предприятия представляют собой огромную энергоемкую сферу, в которой в результате физического и морального старения оборудования происходит непрерывное и постоянное увеличение количества потребляемой энергии. Издержки промышленных предприятий составляют 9-12%, и цифры эти непрерывно растут. Так же большие потери энергии возникают при транспортировке. Для того чтобы Российское производство развивалось, необходимо остановить беспрерывный рост издержек предприятий, который в свою очередь сопровождается значительными финансовыми потерями. Необходимо провести комплекс мер по энергосбережению на предприятиях.

Энергосбережение промышленных предприятий – это комплекс мер, направленных на сокращение расхода энергии от внешних источников, который подразумевает, в первую очередь, использование таких энергетических систем, которые заведомо экономичнее других - например: энергосберегающее оборудование. Системы электроснабжения промышленных предприятий, спроектированные на номинальный режим, работают, как правило, с недогрузкой. Это вызывает снижение коэффициента мощности в системе электроснабжения, увеличение доли потерь в трансформаторах, электрических машинах и аппаратах.

В таких условиях возрастает роль энергетических обследований систем электроснабжения с целью определения мест нерационального и расточительного использования электроэнергии и разработке мероприятий по её экономии. Энергосбережение промышленных предприятий одновременно предусматривает вопросы экономии финансовых средств.

В последнее время промышленные предприятия получили возможность самостоятельного выбора типа тарифов для оплаты за электроэнергию. Возникли новые задачи: не только найти способы экономии электроэнергии, но и на основе анализа режима работы предприятия и электропотребления определить для предприятия наиболее выгодный тип тарифов, помочь предприятию в составлении не ущемляющих его интересы договоров на электроснабжение.

Однако, энергосбережение промышленных предприятий не может рассматриваться как проведение чисто «электротехнических» мероприятий по экономии электроэнергии, их не так уж и много. Это снижение потерь в электросетях предприятия, в трансформаторах, в электрооборудовании и осветительных приборах, использование более энергоэффективного элекрооборудования, оптимизация его загрузки, замена недогруженного электрооборудования. Это также снижение потерь путем регулировки напряжения питания, повышения коэффициента мощности. Для рационального использования энергоресурсов должна быть составлена индивидуальная программа энергосбережения предприятия.

Энергосбережение промышленных предприятий нельзя рассматривать без мероприятий направленных на сокращение энергопотребления системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Промышленные здания - это как энергетическая система, представляющая собой совокупность помещений, каждое из которых характеризуется индивидуальными особенностями.

Говоря о приоритетах энергосбережения, следует иметь в виду, что, прежде всего, должны осуществляться меры по снижению тепловой годовой нагрузки на системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. При проектировании систем следует отдавать предпочтение рациональным видам систем. Одновременно следует закладывать меры по снижению энергопотребления в эксплуатационных условиях. Такие мероприятия связаны с регулированием мощности систем.

Таким образом, проведение мероприятий, направленных на энергосбережение промышленных предприятий, позволяют решить вопросы эффективного использования энергоресурсов и снижения финансовой нагрузки на энергообеспечение производства.

Грамотно выстроенная структура энергосбережения предприятия, позволяет добиться значительного повышения эффективности использования энергоресурсов и экономии финансовых средств.

Структура энергосбережения складывается из работ связанных с проведением энергетических обследований, учета энергетических ресурсов, разработки мероприятий и энергосберегающих программ по следующим направлениям:

-электроснабжение и электропотребление;

-теплоснабжение и теплопотребление;

-вентиляция и кондиционированием воздуха;

-холодоснабжение;

-водоснабжение и канализация.

Указанная структура энергосбережения, обеспечивает комплексный подход к проблеме повышения энергоэффективности и создаёт условия для быстрого и качественного решения поставленных задач.

Огромные потери энергии в ЖКХ связаны с пренебрежительным отношением со стороны потребителей, а то есть нас с вами - к энергосбережению, к экономии электричества и тепла. Эксперты подсчитали, что 68-70% теплопотерь зданий происходит через двери и окна (это при том, что есть отдельное направление экономии энергии - "энергосбережение в системах отопления" часто называемое как - "энергосбережение тепло"). В большинстве квартир не установлены современные системы для регулирования тепла, из-за чего батареи часто работают в полную мощность, и для того чтобы хоть чуть-чуть снизить температуру в комнатах мы вынуждены открывать форточки и окна. Часто тепло уходит сквозь неутепленные окна. И как итог – чтобы обогреть один квадратный метр, в России, требуется в пять раз больше, а то и в шесть, топлива, чем в Швеции, не более теплой стране.

В больших городах, десятки тонн топлива в день тратится напрасно, только из-за того что ежедневно у нас забывают гасить десятки, сотни тысяч осветительных приборов (а ведь и здесь есть отдельное направление экономии энергии - "энергосбережение в освещении"). То же самое происходит и с водопотреблением. Незакрытые или текущие краны, увы, не редкость. А между тем, за тепло и свет мы платим не только деньгами (что в быту, конечно, забывается), а еще и парниковыми газами, которые выделяются в атмосферу и оказывают влияние на климат, его изменения. Для России необходимо чтобы для каждого города была разработана индивидуальная "программа энергосбережения города".

Энергосбережение в доме, энергосбережение в быту, в конечном итоге зависит и от потребителя тоже. До тех пор пока мы не начнем действовать сами, не начнем требовать установления в домах и квартирах регуляторов подачи тепла, теплосчетчиков, ремонта окон в подъездах, введения оплаты реальных показателей потребления тепла, все те от кого зависит оказание услуг в ЖКХ, будут продолжать выставлять счета за чьи-то потери. Если смотреть какие способы и мероприятия по энергосбережению используют европейцы, то мы увидим следующую картину – европейцы стараются использовать все возможные способы снижения энергозатрат и показатели энергосбережения у них, в десятки раз превосходят показатели энергосбережения в России. Мы же считаем, что не стоит так мелочиться. Возникает вопрос – разве мы богаче европейцев? Ответ - нет. Отсюда и идет такая высокая актуальность энергосбережения.

Мало кто из нас задумывается о том, что сто лампочек по 75 ватт, работающих в пустую, только за один час «сжигает» несколько килограммов нефти или угля, при этом попутно загрязняя окружающую, природную среду выделением вредных веществ. Только задумайтесь, сколько людей в России каждый час забывают выключить свет, компьютер, телевизор?! Между тем сократить расходы электроэнергии в пять раз, можно просто заменой привычных нам приборов на энергосберегающие. По данным экспертов на сектор ЖКХ приходится треть всех потерь, а то есть – около 115 миллионов тонн условного топлива.

Все это лишь часть проблемы энергосбережения в России.

Выходом из создавшейся ситуации может быть проведение целенаправленной государственной энергосберегающей политики, сущность которой сводится к устойчивому обеспечению населения и экономики страны энергоносителями, повышению эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, обеспечению энергетической безопасности нашего государства.

Ресурсо и энергосбережение - проблема многогранная и весьма насущная. Для России она более чем актуальна, ибо энергоресурсы являются одним из основных источников жизнеобеспечения нашего государства.

Энергосбережение в России активно развивается, появляются новые технологии энергосбережения, разработаны и выявлены основные направления энергосбережения, ведется внедрение и установка нового энергосберегающего оборудования, появились такие рыночные сферы как "энергосбережение бизнес" и "энергосбережение компании". Все это - новое в энергосбережении России, поэтому необходимо постоянное поддержание и стимулирование энергосбережения государством.