Составление энергетического паспорта помещения и расчёт потенциала энергосбережения при его отоплении

Комплексные показатели

27	Фактический удельный расход тепловой энергии на отопление  помещения	qфакт	кДж/м3*0С*сут	40,1
28	Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление  помещения	qнорм.	кДж/м3*0С*сут	34
29	Величина отклонения фактического значения удельного расхода  тепла на отопление здания от нормативного	qфакт/qнорм	%	+18
30	Класс энергетической эффективности помещения			низкий

 

3.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.

 

3.1 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.

 

3.2 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.

 

 

3.3. 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.

 

3.4.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.проф.Б.М.Хрусталёва.-М.:Изд-во АСВ, 2007.-784 с., 183 ил.

 

4. Зарубежный опыт теплоснабжения

«Энергосбережение» №7/2010

О. Сеппанен. Требования к энергоэффективности  зданий в странах ЕС.

Характеристики  ограждающих конструкций зданий. Сопротивление теплопередаче.

Во всех странах  установлены собственные требования к теплозащитным характеристикам  ограждающих конструкций, которые  с течением времени изменяются (табл. 2).. Финляндия и Норвегия применяют  менее жесткие требования к теплозащите для деревянных сооружений для защиты традиций строительства из дерева. В Швеции установлено более высокое значение для домов с электрическим отоплением.

Таблица 2

Требуемые значения коэффициента сопротивления теплопередаче (м²•°С/Вт) для типовых зданий в некоторых европейских странах

Показатель	Франция	Нидерланды	Германия		Велико британия	Дания	Норвегия	Швеция	Финляндия
Год принятия требований	2005	2011	2009		2010	2006	2007	2008	2010
Тип здания	жилое	жилое	жилое	обществ.	Обществ.	–	–	–	–
стены	2,78	3,45	3,57	3,57/2,861	5,55	5,00	5,56	5,56	5,88
кровли	5,00	3,45	5,00	5,0/2,861	6,67	5,56	7,69	7,69	11,11
окна	0,56	0,45	0,77	0,77/0,531	0,67	0,67	0,83	0,76	1,0
пола	3,70	3,45	2,86	2,86/2,861	4,76	6,67 (8,33)2	6,67	6,67	5,88

¹ Для температуры внутреннего воздуха соответственно >19°С/<19°С.   ² При использовании теплых полов.

Учет  теплопотребления

Обычно потребление  энергии снижается на 15 % просто в  результате установки системы учета. Учет тепловой энергии находит все  большее распространение в многоквартирных жилых домах в Центральной Европе. Такие системы являются обязательными в Дании и Германии.

В Словении с 2012 года все радиаторы отопления  должны быть оборудованы системами  учета.

Требования  к расходам воздуха в жилых  зданиях

Приведем примеры требований к расходам воздуха:

Норвегия: минимум 0,5 1/ч и 25,2 м³/ч на каждого человека в спальнях;

Финляндия: минимальный  расход наружного воздуха 21,6 м³/ч на человека для всех типов зданий (включая школы) и минимум 1,26 м³/ч в периоды неиспользования и 0,54 м³/ч в отсутствие людей; жилые дома – минимум 0,5 1/ч;

Нидерланды: 3,24 м³/ч /ч на м² полезной площади для новых жилых зданий;

Великобритания: 1,08 м³/ч на м²;

Швеция: минимум 1,26 м³/ч на м² в периоды использования и минимум 0,36 м³/ч на м² в отсутствие людей;

Германия и  Италия: требования по расходам воздуха  для жилых зданий отсутствуют.

Требования  к расходам воздуха в общественных зданиях

Требования к  расходам воздуха обычно зависят  от режима использования здания:

Франция: минимум 36 м³/ч на человека;

Великобритания: 28,8-36 м³/ч на человека (2006–2010 годы);

Норвегия: 7 л/с (25,2 м³/ч) на пользователя, минимум 2,52 м³/ч на м² в периоды неиспользования.

Требования  к энергопотреблению систем вентиляции

В большинстве  стран эффективность рекуперации тепловой энергии составляет от 65–75 % (Словения) до 90 % (Нидерланды). В Финляндии требования основаны на общей годовой рекуперации тепла из вентиляционного воздуха всего здания (необходимо забирать минимум 45 % тепловой энергии).

 

Инженерно-строительный журнал http://www.engstroy.spb.ru/

П. Сормунен. Энергоэффективность зданий. Ситуация в Финляндии.-

Табл.1 наглядно показывает, как ужесточались нормы  и требования к теплопроводности здания, герметичности конструкции и теплопотерям за последние 30 лет в Финляндии.

Новые энергоэкономичные  нормы 2010 года сокращают потребление  тепловой энергии на 30-40 % по сравнению  с предыдущими нормами. В 2012 году нормы ужесточатся еще примерно на 20 %

Данилова Татьяна. Реформа, которая не была объявлена: реформа теплоэнергетики в Эстонии. 21 мая 2003.

Представляет  интерес последовательность преобразования коммунальной теплоэнергетики в  Эстонии, получившей жилищно-коммунальное хозяйство от СССР примерно в том же состоянии, что и Россия.