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
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]
|
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
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
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
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
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