ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА

Экономический эффект от применения автоматизированных сис­тем обеспечения микроклимата определяют технико-экономическим сопоставлением различных проектных решений [ 10; 46; 47]. При этом сравнивают капитальные и эксплуатационные расходы, сроки монтажа и эксплуатации систем. Рассчитывают также срок окупаемости капи­тальных вложений за счет уменьшения эксплуатационных расходов и соотносят его с нормативным значением. Обычно для стимулирования энергосберегающих мероприятий устанавливают срок окупаемости не выше 12… 12,5 лет [21; 48].

Факторы, влияющие на энергосбережение от использования авто­матизированных систем, многогранны. На сегодняшний день отсут­ствуют методики их всестороннего учета, а имеющиеся разобщены. Причиной является тот факт, что владельца здания (помещения), в первую очередь, интересуют реально ощутимые доходы, получаемые от применения энергосберегающих мероприятий, в то время как эти меро­приятия имеют государственное и глобальное планетарное значение. В любом случае основным фактором выступает экономия топливно — энергетических ресурсов при обеспечении теплового комфорта в помещении.

Одна из методик определения потребляемого топлива системами отопления здания представлена в директиве VDI 3808 [49]. В ней да­на оценка энергосберегающих мероприятий по экономии теплопот­ребления вследствие ручного либо автоматического временного по­нижения (ночного, выходного дня) температуры помещения, недопу­щения избыточных теплопритоков, поддержания температурных ус­ловий в помещении. Подробное влияние регулировочно-техническо- го оснащения системы отражено коэффициентом сокращения тепло­потребления вследствие поддержания температурных условий в помещении

„ _ tflil ~ ^z

(12.1)

Tfm tz

Где T — заданная температура здания, равная нормируемой температу­ре основных помещений от 17 до 23 °С; Tz — средняя температура на­ружного воздуха за отопительный период, °С; FRl UfR2 — коэффициент качества регулировочно-технического оснащения системы соответ­ственно для базового и применяемого варианта проектных решений (табл. 12.1).

При расчете коэффициента снижения теплопотребления по

Таблица 12.1. Ориентировочные значения коэффициента качества^ по VDI 2067 Blatt 2 [50] Регулировочно-техническое оснащение Коэффициент FB 1. Ручное регулирование с незначительным вмешательством пользователя 1,13 2. Ручное регулирование при частом вмешательстве пользо­вателя 1,10 3. Ручное регулирование и термостатические клапаны 1,08 4. Регулирование по погодным условиям без применения тер­морегуляторов 1,06 5. Комнатный терморегулятор, управляющий насосом, и тер­морегуляторы 1,06 6. Регулирование температуры подаваемого теплоносителя с адаптацией кривой отопления по погодным условиям и/или условиям помещения 1,05 7. Регулирование температуры подаваемого теплоносителя и терморегуляторы 1,03 8. Регулирование температуры подаваемого теплоносителя с адаптацией кривой отопления по погодным условиям и/или условиям помещения и терморегуляторы 1,02 9. Центральное непрерывное регулирование температуры в помещении и терморегуляторы (односемейный дом) 1,02 10. Два либо больше уровней регулирования по внешним условиям • Без адаптации кривой отопления • С адаптацией кривой отопления И разделом управления по странам света (применяемого зави­симо от расположения солнца), с терморегуляторами либо с зональным регулированием отдельных помещений 1,015 1,010

Уравнению (12.1) в качестве базового варианта сравнения проектных решений принимают ручное регулирование с незначительным вмеша­тельством пользователя.

Пример 21. Необходимо определить снижение теплопотребления при использовании терморегуляторов прямого действия в здании с температурой T = 20 °С при средней температуре наружного воздуха за отопительный период Tz = 5 °С.

Решение. За базовый вариант принимают систему с ручным регули­рованием при незначительном вмешательстве пользователя FRl = 1,13. Проектируемый вариант — система с регулированием температуры подаваемого теплоносителя и наличием терморегуляторов FR2 = 1,03. Тогда по уравнению (12.1):

20×1,03-5 20×1,13- 5

Снижение теплопотребления составит

(1 -0,886) х 100 = 11,4%.

Дополнительный эффект, вносимый отдельными элементами авто­матического регулирования, определяют сравнением вариантов проект­ных решений с этим элементом и без него.

Пример 22. Необходимо определить снижение теплопотребления при использовании электронных терморегуляторов вместо терморегу­ляторов прямого действия в здании с температурой T = 20 °С при сред­ней температуре наружного воздуха за отопительный период Tz = 5 °С.

Решение. За базовый вариант принимают систему с регулированием температуры подаваемого теплоносителя и наличием терморегулято — Poefm = 1,03. Проектируемый вариант — система с двумя уровнями без адаптации кривой отопления FR2 = 1,015. Тогда по уравнению (12.1):

20X1.01S-S R 20×1,03- 5

Снижение теплопотребления составит

(1 — 0,98^x100 = 2 %.

Эффект от замены автоматических регуляторов прямого действия на электронные регуляторы определяют путем их взаимного сопостав­ления.

Пример 23. Необходимо определить снижение теплопотребления при использовании автоматических регуляторов перепада давления на стояках в здании с температурой T = 20 °С при средней температуре на­ружного воздуха за отопительный период Tz = 5 °С.

Решение. За базовый вариант принимают систему с регулированием температуры подаваемого теплоносителя и наличием терморегулято- ров FRl = 1,03. Проектируемый вариант — система с двумя уровнями с адаптацией кривой отопления FR2 = 1,01. Тогда по уравнению (12.1)

20×1,01-5 R 20×1,03- 5

Снижение теплопотребления составит

100x^1 -0,97; =3%.

При учете общего снижения теплопотребления учитывают все влияющие факторы, в том числе временное понижение температуры в помещении. В результате получают сокращение теплопотребления от 14 до 35 %. Причем меньшие значения характерны для систем только с терморегуляторами, а большие — для систем с полным электронным контролем теплового режима здания и гидравлического режима сис­темы.

В международных нормах [51] и гармонизированных к ним стан­дартах [52] реализован несколько иной принцип определения сниже­ния энергопотребления систем отопления, но даюший подобные ре­зультаты. Он основан на тщательном учете теплопотерь Ql и теплопос — туплений Q2 (от внутренних источников и от солнца через окна) в каж­дой температурной зоне здания для типичного отопительного периода. По соотношению межу ними рассчитывают коэффициент использова­ния теплопоступлений

Ц = (12.2)

В диапазоне изменения соотношения X<22/Ј<2i = 0,150…0,795 коэф­фициент использования теплопоступлений изменяется соответственно от 0,1 до 71,6 %. Суммарная доля теплопоступлений, учитываемая за каждый месяц отопительного периода, представляет сэкономленную тепловую энергию за отопительный период. Поскольку минимальным требованием регулировочно-технического оснащения систем в боль­шинстве европейских стран является наличие регулятора температуры теплоносителя по погодным условиям и терморегуляторов на отопи­тельных приборах, то полученную экономию целесообразно соотносить к таким системам.

Наиболее истинные показатели энергосбережения получают на ре­альных объектах. Опыт реконструкции систем отопления [53], прове­денный в рамках правительственной программы Германии, свидетель­ствует о получении 35 % экономии теплопотребления при минималь­ном регулировочно-техническом оснащении двухтрубных систем в сравнении со старыми однотрубными системами. Это свидетельствует о значительном потенциале автоматических систем, который следует воплощать не только при строительстве новых, но и модернизации или реконструкции старых систем.

Кроме перечисленных выше факторов экономического эффекта, в справочнике [48] представлены методики учета дополнительных факторов, например, степени комфортности, создаваемой системами отопления вентиляции и кондиционирования воздуха. В результате применения систем кондиционирования воздуха сюда включены: уве­личение производительности труда (при снижении температуры возду­ха в помещении с 34 до 25 °С работоспособность сотрудников повыша­лась на 11,2 %, а интенсивность использования их рабочего времени на 43 %); снижение заболеваемости работников (на 17,5 % за период с мая по сентябрь), сокращение текучести кадров (на 3 % за этот же период); уменьшение количества обслуживаемого персонала.

Совместный эффект энергосберегающих факторов обеспечивает окупаемость капитальных вложений в систему обеспечения микрокли­мата в срок, значительно меньший нормативной величины. Так, в мно­гоквартирных зданиях с терморегуляторами на отопительных приборах он составляет 1,5…4 года [54], а с регуляторами перепада давления на стояках — около 5 лет [53].

Чєм выше автоматическое регулировочно-техническое оснащение системы обеспечения микроклимата и чем больше учтено влияюгцих экономических факторов, тем значительнее энергосберегающий эффект.

Posted in ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ