Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» Модуль 1 Проведении энергетических обследований Лекции 1-4

Актуальность энергосбережения: недостаточная обеспеченность материальными ресурсами (в частности, энергоресурсами) сдерживает рост производства; высокая энергоемкость производства плюс удорожание энергии снижают конкурентоспособность товаров по цене, провоцируют спад объемов производства; перебои в энергоснабжении, вызванные задолженностью энергоснабжающим организациям, стали частым явлением нашей жизни; ухудшение экологической обстановки, вызванное добычей энергии, требует немедленного принятия соответствующих решений; неэффективное распределение энергоресурсов (бюджетные организации, бытовые потребители используют значительное количество энергии при неполной оплате) дает серьезную нагрузку на бюджеты регионов. Основное направление энергосбережения: создание технологической базы, т. е.разработка, поиск и внедрение энергосберегающих технологий, реализация демонстрационных проектов высокой эффективности, внедрение технологий использования альтернативных источников энергии, уменьшение парка энергоемкого, физически и морально устаревшего оборудования, повышение эффективности использования сырьевых и топливно-энергетических ресурсов за счет внедрения новых экологически чистых технологий переход на природный газ. Лекция 1

Согласование интересов участников энергосбережения 1. Интерес производителя: повышение выручки при ограничении потребителя по нагрузке, введении лимитов. Выручка повышается за счет наложения штрафов за превышение лимитов. Интерес потребителя: отсутствует. У потребителя появляется стимул для внедрения энергосберегающих технологий. Интересы не совпадают. 2. Интерес производителя: повышение рентабельности за счет экономии издержек при внедрении энергосберегающих технологий (увеличение КПД генерирующих мощностей, снижение потерь в сетях и т. п.). Интерес потребителя: повышение рентабельности в случае снижения тарифов на энергоресурсы в условиях естественного прироста потребления. Стимул для инвестирования в энергосбережение явно выражен только у производителя. Совпадение интересов неполное, косвенное. 3. Интерес производителя: весьма вероятно увеличение тарифной выручки в случае инвестирования производителем в энергосберегающие технологии в условиях прироста потребления энергоресурсов потребителем. Затраты на энергосберегающие мероприятия, как правило, существенно ниже, чем затраты на производство такого же количества электроэнергии. Интерес потребителя: экономия инвестиционных ресурсов на энергосбережении, возможность инвестирования в новые производственные мощности и, как следствие, увеличение потребления энергоресурсов. Совпадение интересов сторон. 4. Интерес производителя: при ограниченном росте или отсутствии роста потребления энергоресурсов вероятно снижение тарифной выручки. Производитель вынужден проводить собственные энергосберегающие мероприятия. Интерес потребителя: увеличение рентабельности при внедрении энергосберегающих технологий. Совпадение интересов отсутствует.

Основные нормативно-технические и справочные документы: Федеральный закон 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от г. Приказ 182 от Министерства энергетики РФ «Об утверждении требований энергетическому паспорту». Правила разработки отчетной документации по результатам энергетического обследования (НП «БалтЭнергоЭффект», Протокол 08-СП/Э/10 от 31 августа 2010 г.) Методические указания по обследованию энергопотребляющих объектов. М. МЭИ г. «Правила проведения энергетических обследований организаций» (утверждены Минтопэнерго России г.). МГСН Энергосбережение в зданиях. СНиП Тепловая защита зданий. ГОСТ «Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций». ГОСТ «Метод определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций». ГОСТ Р "Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения". ГОСТ Р "Энергосбережение. Энергетическая эффективность. Основные положения". ГОСТ Р «Энергосбережение. Энергетический паспорт промышленного потребителя топливно-энергетических ресурсов. Основные положения. Типовые формы». Лекция 2

При измерении необходимо соблюдать следующие требования: на фотоэлемент не должна падать тень от человека, производящего измерения освещенности; если рабочее место затеняется в процессе работы самим человеком или выступающими частями оборудования, то освещенность следует измерять в этих реальных условиях; вблизи измерителя не должно быть крупных ферромагнитных масс и магнитных полей; при измерении освещенности от источников света (или светильников), расположенных под небольшими углами к плоскости фотоэлемента (менее 30 ), возможно возникновение существенных ошибок. ежегодно производить градуировку фотоэлектрического люксметра, т.к. со временем наблюдается старение его интегральной чувствительности.

Система освещения общественных зданий. КЕО - коэффициент естественной освещенности где Eвнутр – измеренная средняя освещенность внутри помещения, лк; Eнаруж – измеренная наружная освещенность, лк. Системы отопления, горячего водоснабжения, вентиляции и кондиционирования Погрешность измерения не должна превышать: 1) для расходов – 2,5 %; 2) для давлений – 0,1 кгс/см2; 3) для температур – 0,1°С. Измерение расходов: расходомеры «Portaflow» (Англия), «Sonoflo» и «Sonocal» (Дания) и др., имеющие аттестацию Госстандарта РФ. Измерение температуры: ртутные термометры с ценой деления 0,1 С.

Системы отопления и горячего водоснабжения здания

Измерения в системах отопления: 1) расходы сетевой воды и воды в квартальной сети при независимой схеме; 2) температура сетевой воды и в квартальной сети; 3) средняя температура воздуха в отапливаемых помещениях; 4) давление сетевой воды и в квартальной сети при независимой схеме. Измерения в системах вентиляции и кондиционирования: коэффициенты загрузки kзф и включения kвф вентиляторов; время работы вентустановок в течение суток tрф, температуру воздуха внутри помещения tвн, среднюю температуру наружного воздуха tнв, кратность воздухообмена m.

Котельные Перечень приборов Допустимая погрешность измерений Для определения режима работы котла контролируются следующие параметры: 1. Температура воды, °С: а) питательной перед котлом; б) питательной перед экономайзером; в) на входе в теплоутилизатор; г) на выходе из теплоутилизатора. 2. Расход воды через теплоутилизатор, т/ч. 3. Температура продуктов сгорания, °С: а) за котлом; б) за экономайзером; в) за теплоутилизатором. 4. Состав продуктов сгорания за котлом, за экономайзером, за теплоутилизатором: содержание СО2, О2, СО, NOx (%). 5. Коэффициент избытка воздуха, о.е.: а) за котлом; б) за экономайзером; в) за теплоутилизатором.

Схема замеров, проводимых во время теплотехнических испытаний котлоагрегатов

Требования по выору и определению показателей энергетической эффективности Показатели энергосбережения используют при: - планировании и оценке эффективности работ по энергосбережению; - проведении энергетических обследований (энергетического аудита) потребителей энергоресурсов; - формировании статистической отчетности по эффективности энергоиспользования. основные показатели энергетической эффективности: - экономичность потребления ТЭР (для продукции при ее использовании по прямому функциональному назначению); - энергетическая эффективность передачи (хранения) ТЭР (для продукции и процессов); - энергоемкость производства продукции (для процессов). Показатели экономичности энергопотребления и энергетической эффективности передачи (хранения) ТЭР: - устанавливают в нормативных документах по стандартизации на продукцию в виде нормативных значений, определяемых в регламентированных условиях; - вводят в техническую (проектную, конструкторскую, технологическую, эксплуатационную) документацию на продукцию в виде: - нормативов потерь (расхода) энергии (энергоносителей), определяемых в регламентированных условиях использования продукции; - норм потерь (расхода) энергетических ресурсов (энергоносителей) для конкретных условий использования продукции (реализации технологического процесса). Лекция 3

Выбор номенклатуры и значений показателей экономичности энергопотребления Пример. В качестве показателя экономичности энергопотребления для автомобиля выбирают расход топлива на перевозку 1 т груза на 1 км пути, т.е. расход топлива на единицу работы. Пример. В качестве показателя экономичности энергопотребления для насосов выбирают КПД, т. е. отношение полезной мощности насоса к мощности на приводном валу. Пример. Для бытовых холодильников в качестве показателя экономичности энергопотребления может быть принят расход электроэнергии за 1 сут., который необходим для поддержания средней температуры в холодильной камере (например, минус 5 °С), температуры в низкотемпературном отделении (например, минус 16 °С) при определенной температуре окружающей среды (окружающего воздуха, например, 25 °С). В нормативной документации на изделия, потребляющие одновременно различные виды топлива/энергии или топлива и энергии, должны устанавливаться показатели экономичности энергопотребления: - по каждому виду топлива отдельно; - по всем видам топлива в сумме в пересчете на условное топливо; - по каждому виду энергии отдельно; - по всем видам энергии в сумме в пересчете к одному виду единиц измерения.

Выбор номенклатуры и значений показателей эффективности передачи энергии В качестве характерных параметров используют: - расстояние, на которое передают энергию (энергоноситель); - исходный энергетический потенциал (исходные параметры энергоносителя); - размерные характеристики канала передачи энергии. В качестве регламентированных условий указывают: - исходный энергетический потенциал (на входе в систему); - описание условий работы системы (вид энергоносителя, номинальные параметры энергоносителя, условия окружающей среды и др.); - характеристики потребителя энергии. Нормативные показатели эффективности передачи энергии устанавливают в форме: - числовых значений и таблиц числовых значений; - графических зависимостей потерь энергии в функции характерных параметров системы; - аналитических зависимостей.

Выбор номенклатуры и значений показателей энергоемкости Показатели энергоемкости изготовления продукции (изделия): - по всем видам топлива в сумме в пересчете на условное топливо; - по всем видам энергии в сумме в пересчете к одному виду единиц измерения; - суммарная энергоемкость по всем видам ТЭР в сумме в пересчете на условное топливо. В качестве технических условий могут выступать: а) описание конструктивных технологических особенностей и характеристик изделия; б) описание особенностей и характеристик основного и вспомогательного технологических процессов на данном предприятии, включающее: - описание последовательности и режимов технологических операций по всем составным элементам, единицам и изделию в целом; - характеристики исходного сырья, материалов, влияющие на затраты ресурсов топлива и энергии при их использовании и переработке на данном предприятии; - характеристики деталей, заготовок, комплектующих изделий, влияющие на энергозатраты при их последующей обработке и использовании в процессе изготовления конечной продукции; - характеристики основного оборудования (показатели его экономичности в отношении затрат топлива и энергии при эксплуатации), участвующего в технологических процессах основного и вспомогательного циклов, включая затраты топлива и энергии на подготовку технологической оснастки и инструмента; в) характеристика и структура технологических потерь топлива и энергии в технологическом процессе для нормальных условий производства продукции на данном предприятии.

Методы расчета потерь энергоносителей в образовательных учреждениях Расчет потерь энергоносителей проводился на основании: СНиП «Тепловая защита зданий», СНиП «Строительная климатология», СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование», ГОСТ «Здания и сооружения. Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции», ГОСТ «Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций» В расчетах приняты следующие обозначения и нормированные показатели: q – Удельный расход тепловой энергии (кДж/м2·оСсут) Q – Расход тепловой энергии (МДж) А – Площадь (м2) V – Объем (м3) zht –Продолжительность отопительного сезона (сут.) D – Градусосутки (для Приморского края оС·сут) text –Температура наружного воздуха расчетная ( оС) tin – Температура воздуха внутри помещений (С) tht – Средняя температура наружного воздуха за отопительный период, (оС) R – Приведенное сопротивление теплопередаче (м2·оС/Вт) К – Коэффициент теплопередачи (Вт/ м2·оС). Лекция 4

Приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачи здания b – коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери, связанные с ориентацией ограждений по сторонам горизонта принимается равным 1,1; Aw – площадь поверхности стен, м2; Rwr – приведенное сопротивление теплопередаче стен, расчетное значение, м2·оС/Вт; AF – площадь поверхности светопрозрачных конструкций, м2; RFr – приведенное сопротивление теплопередаче светопрозрачных конструкций, расчетное значение, м2·оС/Вт Aed – площадь поверхности наружных дверей, м2 Red r – приведенное сопротивление теплопередаче наружных дверей, расчетное значение, м2·оС/Вт; n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху; Ac1- площадь поверхности чердачных перекрытий 1180,1 м2 Rc1r- приведенное сопротивление теплопередаче чердачных перекрытий, расчетное значение, м2* оС/Вт Af – площадь поверхности цокольных перекрытий, м2 Rfr – приведенное сопротивление теплопередаче цокольных перекрытий, расчетное значение, м2* оС/Вт Aesum – общая площадь наружных ограждающих конструкций, м2

Приведенный инфильтрационный коэффициент теплопередачи здания c – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг·oC) na – средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период согласно ТСН ; βv – коэффициент, учитывающий снижение объема воздуха из-за наличия внутренних ограждающих конструкций, при отсутствии данных принимается; Vh – отапливаемый объем, м3; ρaht – средняя плотность воздуха за отопительный период; k – коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока. Общий коэффициент теплопередачи здания равен:

Потребность в тепловой энергии в течение отопительного периода ζ - коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления; рекомендуемые значения - 0,5; n - коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций; рекомендуемое значение - 0,8; bhl - нормативная потребность в тепловой энергии в течение отопительного периода - 1,13. Общие теплопотери здания через ограждающие конструкции за отопительный сезон: Теплопоступления в здание от солнечной радиации за отопительный период: AF1, AF2, AF3, AF4, – площадь остекления по сторонам фасада здания; I1, I2, I3, I4 - средняя за отопительный период интенсивность солнечной радиации на вертикальную поверхность фасада здания, ориентированную по сторонам света (принимается по СНиП ) tf – учитывающий затенение светового проема - 0,65; kf – коэффициент относительного проникания солнечной радиации для светопропускающего заполнения окна - 0,80. Бытовые теплопоступления: