CC BY
183
быть использована другими предприятиями омско- мерческого учета электроэнергии, обусловленных специфи-
го региона при оценке эффективности внедрения кой железнодорожной энергетики, утв. 19.05.12 / ОмГУПС,
АИИС КУЭ. ОАО «Российские железные дороги». — Омск, 2012. — 78 с.
Библиографический список
1. Энергетическая стратегия РЖД до 2010 года и на перспективу до 2030 года [Электронный ресурс]. — Режим доступа: М1р://гїос.гегї.ги/гїос/риЬ1іс/ги?$ТКиСТиКЕ_ГО = 704&1ауег_ ігї = 5104&ігї = 4043 (дата обращения: 11.09.2013).
2. Об энергосбережении и о повышении энергетической
эффективности (в ред. от 10.07.2012) №109-ФЗ : Федер. закон № 261-ФЗ от 11 ноября 2009 г. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.rg.ru/2009/11/27/energo-dok.html (дата
обращения 11.09.2013).
3. Инструкция по расчету технологических составляющих эффективности внедрения автоматизированных систем ком-
ПАШКОВ Денис Владимирович, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Теоретическая электротехника».
АЛЕКСАНДРОВ Александр Владимирович, преподаватель кафедры «Автоматика и системы управления».
Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 12.09.2013 г.
© Д. В. Пашков, А. В. Александров
УДК 62091 Е. М. РЕЗАНОВ
А. П. СТАРИКОВ С. В. ГЛУХОВ М. С. ШЕРСТОБИТОВ
Омский государственный университет путей сообщения
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ ЗДАНИЙ БЮДЖЕТНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ
Усовершенствована методика энергетического обследования систем теплопотре-бления зданий. Разработан алгоритм «Определение удельных теплоэнергетических показателей здания», позволяющий определять теплотехнические и теплоэнергетические показатели, потенциалы теплосбережения. Применение данной разработки способствует экономически эффективному выбору мероприятий по сбережению тепловой энергии в системах теплопотребления зданий бюджетных учреждений. Ключевые слова: энергосбережение, тепловая энергия, теплопередача, теплопо-требление, потенциал, обследование.
На основании исполнения требований Федерального закона РФ № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23 ноября 2009 года в Омской области проводится паспортизация бюджетных учреждений, как потребителей энергетических ресурсов. Основными заказчиками являются образовательные учреждения среднего и дошкольного образования подведомственные департаментам образования соответствующих муниципальных районов.
Стоимость муниципальных контрактов на проведение энергетического обследования учреждения среднего образования составляет 40 — 90 тыс. руб., дошкольного образования 30 — 60 тыс. руб. Таким образом, на получение энергетических паспортов образовательных учреждений департаменты обра-
зований затрачивают до 2,5 — 3 млн. руб. В Омской области сумма затрат составляет до 80 млн. руб.
Результаты энергетических обследований учреждений среднего и дошкольного образования Омской области, полученные на основе их проведения, экспертизе паспортов и отчетной документации, позволили выделить особенности, характеризующие ситуацию в целом:
1) составление энергоаудиторскими компаниями энергетических паспортов базируется на предоставленных заказчиками исходных данных и определении недостающих показателей расчетно-нормативным способом;
2) отчетная информация о проведении инструментального обследования не имеет утвержденную форму и не влияет на содержание энергетического паспорта;
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (123) 2013 ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭНЕРГЕТИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭНЕРГЕТИКА ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (123) 2013
3) у заказчиков, которыми являются комитеты по образованию муниципальных районов не создано специальных служб курирующих энергоаудиторов и занимающихся анализом данных необходимых в ходе энергетического обследования.
Применение технологий для инструментальной части энергетических обследований в настоящее время несущественно влияет на достоверность полученной информации, необходимой для паспортизации объекта. В частности, результатом проведения инструментальных замеров являются:
— термограммы наружных и внутренних ограждений, выводы по которым не дают значений удельных показателей тепловой энергии объекта;
— термограммы приборов отопления, результаты которых известны, так как выявляются в процессе эксплуатации;
— показатели качества электрической энергии, улучшение которых не входит в компетенцию обследуемых учреждений и относится к функциям энергоснабжающих организаций;
— показатели загрузки фаз, анализ которых требует знания текущей нагрузки оборудования.
Анализ работы энергоаудиторов в Омской области по энергетическому обследованию бюджетных организаций показал отсутствие методического расчета систем теплопотребления зданий и определения рекомендаций по их совершенствованию.
Методика энергетического обследования зданий должна позволять контролировать и определять как самим учреждениям, так и энергоаудиторским компаниям расчет удельных показателей, потенциалов те-плосбережения и энергосберегающих мероприятий.
Для реализации методического расчета систем теплопотребления зданий и определения потенциалов сбережения тепловой энергии разработан алгоритм «Определение удельных теплоэнергетических показателей здания», представленный на рис. 1.
Описание алгоритма «Определение удельных теплоэнергетических показателей здания»:
I. Определение теплотехнических и теплоэнергетических показателей проводится по проектной документации здания, при отсутствии — рассчитывается согласно [1 — 3], где Roi, Rнoi — расчетный и нормативный приведенные сопротивления теплопередачи (1-ых) ограждающих конструкций, (м2-0С)/Вт; Д^, ДРп1 — расчетный и нормируемый температурные теплоперепады (1-ых) ограждающих конструкций, 0С; кеае5, кеае5,н — расчетный и нормативный показатели компактности здания, 1/м; Qр — расчетный расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода, Дж; qр, qн — расчетный и нормативный удельные расходы тепловой энергии на отопление здания за отопительный период, Вт/(м3-0С); qф — фактический удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период при Qр, Вт/(м3-0С); Qир — фактический (при отсутствии прибора учета тепловой энергии — договорной) расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода, Дж; кемае5 — показатель компактности здания с учетом совершенствования его ограждающих конструкций, 1/м.
II. Определение тепловых нагрузок отопитель-
ных приборов с учетом (1-ых) помещений проводят согласно СНиП 41-01-2003 [4], где — рас-
четные и фактические тепловые нагрузки приборов отопления (1-ых) помещений, Дж.
III. Максимальный потенциал сбережения тепловой энергии определяется исходя из следующих
допущений: общие минимальные потери тепловой энергии через ограждающие конструкции здания рассчитываются при нормативном показателе компактности здания и необходимом количестве приточного воздуха вентиляции; тепловая энергия системы отопления, бытовых теплопоступлений и солнечной радиации расходуется только на потери через ограждающие конструкции здания, при условии соблюдения нормируемого климата помещений.
На основании принятых допущений максимальный потенциал сбережения тепловой энергии за отопительный период можно определить из выражения, Дж:
П = ^ир^т)-Рь, (1)
где Рь — коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов [2]; Qт — теплопо-ступление в течение отопительного периода, Дж.
Теплопоступление в течение отопительного периода определяется по формуле [2], Дж:
Qт=(Qtat+Q>•¡;, (2)
где Q — бытовые теплопоступления в течение отопительного периода, Дж; Qs — теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода, Дж; V — коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций; £, — коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системе отопления.
IV. Суммарный потенциал теплосбережения от внедрения мероприятий в зависимости от времени и сроков его действия определяется из выражения [5], Дж:
П-^К^, (3)
К = 1-[П^1(1-(кэД/100Ш = И(1-(кэ/100))-
•(1-(кэ,2/100))-..,( 1-(кэ,п/100Ш, (4)
kэ,i = Qi/(QИр-^i=l(Qi-l)), (5)
где К — интегральный коэффициент экономии тепловой энергии; км — процент экономии тепловой энергии от (1-го) мероприятия, %; п — количество энергосберегающих мероприятий; Qi — экономия тепловой энергии от (1-го) мероприятия, Дж;
— сумма экономии тепловой энергии от (1-ых) мероприятий в зависимости от времени внедрения и срока действия, Дж.
V. Мероприятия по сбережению тепловой энергии бюджетных организаций:
1. Совершенствование ограждающих конструкций здания.
Годовая экономия тепловой энергии за отопительный период основывается на мероприятиях, связанных с повышением термического сопротивления наружных стен, окон, дверей, чердачных перекрытий и пола, Дж:
ДQ/=0,0864•Dd•(K -А ,-К -А 2), (6)
! ' а ' т,1 е,1 т,2 8,2'' ' '
где Dd — градусо-сутки отопительного периода [1], °С-сут; К , Кт2 — общие приведенные коэффициенты теплопередачи здания до и после внедрения мероприятия [2], Вт/(м2-°С); А , Ае2 — общие площади
ВвОД ИСХОдп мл
Определение теплотехнических и теплоэнергетических показателей: !Ор)Чр*Чф-
Термическое сопротивление ограждающей конструкции не соответствует действующим нормам Да( Термическое сопротивление ограждающей конструкции соответствует действующим нормам
Температурный теплоперепад ограждающей конструкции не соответствует действующим нормам Да. Температурный теплоперепад ограждающей конструкции соответствует действующим нормам
х ні п\х
Нет
расхождения
Определение тепловых нагрузок отопительных приборов с учетом помещения: И?, Ыр.
количество приборов отопления в помещении не соответствует расчетному значению Нет х 100 <; 5% д»( количество приборов гуттптенття п ттпметппентт
н? соответствует расчетному значению
Чф-Яр Выявление причин
% расхождения
Определение максимального потенциала сбережения тепловой энергии П.
Выбор и расчет мероприятий по совершенствованию ограждающих конструкций здания А()\.
Нет
Выбор и расчет мероприятий: совершенствование системы отопления здания и ее авторегулирование ДО ";; снижение тсплопоступлсннй за счет тепловой инерции внутренних
ОГраЩДаЮЩНХ КОНСТРУКЦИЙ ч.дятптя' ДО^.
I
Определение суммарного потенциала теплосбережения от внедряемых мероприятий ТҐ.
Выявление причин расхождения
Оптимизация затрат и оценка предложенных энергосберегающих мероприятий
Вывод результатов/
Рис. 1. Схема алгоритма «Определение удельных теплоэнергетических показателей здания»
УЯИІЗ^ЗНЄ -УЯИНХЗІОсіШУЄ
єьог(сгь) € ^ »инюза иіяньаун ииюіліо
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭНЕРГЕТИКА ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (123) 2013
поверхностей наружных ограждающих конструкций, включая покрытие (перекрытие) верхнего этажа и перекрытие пола нижнего отапливаемого помещения, до и после внедрения мероприятия, м2.
2. Снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции внутренних ограждающих конструкций здания (экраны за радиаторами отопления).
Экономия тепловой энергии за отопительный период от внедрения мероприятия можно определить из выражения, Дж:
AQ/X. = t-F6"-(K. —K2)-(tfi —t )-[(t -t )/(t -t)], (7)
l '1 2' ' бат на^^' в нар ' max в'1 ’ ' '
зателеи здания» показывают:
— значение теплотехнических и теплоэнергетических показателей;
— заключение сравнения расчетных и нормативных теплоэнергетических показателей системы теплопотребления здания;
— возможный потенциал сбережения тепловой энергии здания;
— перечень теплосберегающих мероприятий с учетом оценки экономической эффективности инвестиций и оптимизации затрат при проектировании и эксплуатации.
где т — длительность отопительного периода, с; Fбат — площадь поверхности приборов отопления со стороны ограждающей конструкции, м2; ^_ат — средняя температура воздуха между стеной и батареей, °С; ^ар — средняя температура наружного воздуха за отопительный период [6], °С; ^ — расчетная температура воздуха в помещении [2], °С; ^ах — нормативная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки отопительного периода [6], °С; К1, К2 — коэффициенты теплопередачи через ограждающие конструкции здания до и после внедрения мероприятия, Вт/(м2-°С).
Коэффициент теплопередачи через ограждающие конструкции определяется по формуле [7], Вт/(м2-°С):
1
К =
1 .А&і 1
—— OCj j=i A,j CX2
(8)
где а1, а2 — коэффициенты теплоотдачи внутренней и внешней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2-°С); 5. — толщина (і-го) слоя ограждающей конструкции, м; X — теплопроводность (і-го) слоя ограждающей конструкции, Вт/(м2-°С).
3. Совершенствование системы отопления здания и ее авторегулирование (внедрение индивидуального теплового пункта, термостатов и др.).
Экономия тепловой энергии за отопительный период от внедрения мероприятия можно определить из выражения, Дж:
Библиографический список
1. СТО СРО НП СПАС-°4-2°11. Издания. Энергосбережение в зданиях. Проектирование тепловой защиты жилых и общественных зданий. — Введ. 2°12 — °7 — °4. — Омск : СибАДИ, 2°12. - 96 с.
2. СНиП 23-°2-2°°3. Издания. Тепловая защита зданий. — Введ. 2°°3—1° — °1. — М. : ФГУП ЦПП, 2°°4. — 64 с.
3. ТСН 23-338-2°°2. Издания. Энергосбережение в гражданских зданиях. Нормативы по теплопотреблению и теплозащите. — Введ. 2°°2 — °9 — °1. — Омск : СибАДИ, 2°°2. — 42 с.
4. СНиП 41-°1-2°°3. Издания. Отопление, вентиляция и кондиционирование. Введ. 2°°3 — °6 — 26. — М. : ФГУП ЦПП, 2°°4. — 79 с.
5. Никифоров, М. М. Энергоэкономическая паспортизация в системе организации производства на железнодорожном транспорте / М. М. Никифоров, Р. С. Симак // Известие Транссиба. — 2°1°. — № 1. — С. 118—122.
6. СНиП 23-01-1999. Издания. Строительная климатология. — Введ. 2°°° — °1 — 24. — М. : НИИСФ, 2°°°. — 87 с.
7. Фокин, К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий / К. Ф. Фокин, Ю. А. Табунщикова, В. Г. Гагарина. — М. : АВОК-ПРЕСС, 2°°6. — 256 с.
8. Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия / А. Н. Дмитриев [и др.]. — М. : АВОК-ПРЕСС, 2°°5. — 119 с.
9. Оптимизация затрат при проектировании и эксплуатации тепловых схем и систем теплоснабжения потребителей / В. Р. Ведрученко [и др.] // Промышленная энергетика. — 2°13. — № 2. — С. 23 — 28.
AQ^Qt+QJ-vPh'^-y,
(9)
где ^1, — коэффициенты эффективности авторе-
гулирования подачи теплоты до и после внедрения мероприятия в системе отопления здания [2].
VI. Оценка предложенных теплосберегающих мероприятий проводится в соответствии с экономической эффективностью инвестиций, оптимизацией затрат при проектировании и эксплуатации [8, 9].
Реализация разработанного алгоритма «Определение удельных теплоэнергетических показателей здания» осуществляется при энергетических обследованиях и внедрении энергосберегающих мероприятий бюджетных учреждений Омской области, компаниями ООО «ОмЭК», ООО «Инком-Энерго», ООО «Филкон».
Вывод. Результаты применения алгоритма «Определение удельных теплоэнергетических пока-
РЕЗАНОВ Евгений Михайлович, кандидат технических наук, преподаватель кафедры «Теплоэнергетика».
СТАРИКОВ Александр Петрович, кандидат технических наук, доцент (Россия), заведующий кафедрой «Теплоэнергетика».
ГЛУХОВ Сергей Витальевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Теплоэнергетика». ШЕРСТОБИТОВ Михаил Сергеевич, преподаватель кафедры «Теплоэнергетика».
Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 11.10.2013 г.
© Е. М. Резанов, А. П. Стариков, С. В. Глухов,
М. С. Шерстобитов
