энергоэффективность тепловой энергии

Определена энергоэффективность автоматизированных подстанций централизованного теплоснабжения, подача тепла которых зависит от режима эксплуатации здания, климатических и фактических условий. Предложены пути повышения энергоэффективности зданий.

Ключевые слова: энергоэффективность, экономическая эффективность применения, тепловая энергия, автоматизированные подстанции централизованного теплоснабжения.

Цель исследования: повышение энергоэффективности зданий за счет внедрения автоматизированных подстанций централизованного теплоснабжения.

В 2009 году был принят Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Повышение энергоэффективности систем отопления является одной из стратегических задач Российской Федерации. Согласно этому закону учет и регулирование источника тепла обязательны.

Заметным эффектом экономии тепловой энергии в системах отопления (20–30 %) может достигаться за счет автоматической регулировки тепла. Наиболее полная и эффективная автоматизация может быть реализована с помощью автоматизированных подстанций централизованного теплоснабжения (АПЦТ) зданий с возможностью управления теплом по желанию заказчика на первоначальном уровне, в зависимости от температуры наружного воздуха.

Задачи реконструкции существующих и проектирование новых энергоэффективных систем имеют важное экономическое значение и будут актуальны в ближайшие десятилетия, так как поведение теплотехнических систем зданий при различных изменениях внутренних и внешних факторов должны быть регулируемыми и автоматизированными подстанциями централизованного теплоснабжения, являясь связующим звеном между потребителями тепла и тепловыми сетями. Такие решения позволяют соответствовать современным требованиям энергосбережения, а так же технологии, которые позволят получить недорогие, быстрые конструкторские и технологические решения.

Поэтому научная задача исследования заключается в определении энергоэффективности автоматизированных подстанций централизованного теплоснабжения, подача тепла которых зависит от режима эксплуатации здания, климатических и фактических условий.

Автоматизированные подстанции централизованного теплоснабжения (АЦДС) — это совокупность устройств, расположенных в отдельном помещении, предназначенное для распределения тепла, поступающего от теплосети для отопления, вентиляция и горячего водоснабжение жилых и промышленных зданий, в соответствии с их установленными параметрам теплопроводности.

Экономия при установке таких АПЦТ достигается за счет компенсации инерции котла в моменты изменения температуры наружного воздуха (погодакомпенсации), а также возможностью автоматического снижения температуры внутри здания в ночное время и в выходные дни (для административных зданий, учебных зданий и т.

Системы АПЦТ не только улучшают качество подачи горячей воды, но и являются более эффективным решением, чем обычное централизованное теплоснабжение (ЦТ). Применение АЦТП с точки зрения капитальных вложений и эксплуатационных расходов является менее энергозатратным, так как в данном случае, потери тепла и расход электроэнергии на перекачку и циркуляцию горячей воды снижен,а авторегуляция более эффективна. Такое переключение на систему отопления с применением АПЦТ подходит не только для вновь построенных зданий, но и в большинстве существующих районов, где производится реконструкция внутриквартальных сетей. Трубопроводы выходящие из АПЦТ дают экономический эффект до 25 %, повышают наджность и комфортность эксплуатации системы отопления.

Кроме того, трудно организовать холодный и, тем более, горячий учет воды каждого дома с подключением к ЦТ, потому что в системе ЦТ распределительные сети переходят через здание в соседние дома с вырезанием отдельных стояков. Именно поэтому для оценки водопотребления необходимо: установить счетчики воды почти для каждого стояка, включая круговые стояки. Кроме того, измерить тепловую энергию при таком исполнении, потребляемую горячим водоснабжением для каждого дома просто невозможно. Так же в результатах неправильных расчетов ЦТ проектировщиками, очень часто в одни дома поступает в два раза больше тепла, чем требовалось, в то время как другие испытывали недостаток в тепловой энергии.

При использовании АПЦТ, подготовка горячей воды осуществляется централизованно для всего здания в теплообменных аппаратах и для того, чтобы изменить расход воды потребляемый системой горячего воодоснабжения, достаточно установить один счетчик воды и один счетчик учета тепловой энергии. Расход показателей определяется показаниями теплосчетчиков, установленных на входе и выходе в АПЦТ.

Задачи реконструкции существующих и проектирования новых энергоэффективных АПЦТ имеют важное экономическое значение и будут актуальны в ближайшие десятилетия, так как поведение теплотехнических систем зданий при различных изменениях внутренних и внешних факторов должны быть регулируемыми и АПЦТ, являясь связующим звеном между потребителями тепла и тепловымы сетями позволяют соответствовать современным требованиям энергосберегающим технологиям, которые позволяют получить недорогие, быстрые конструкторские и технологические решения.

При проектировании АПЦТ необходимо учитывать влажный режим зданий, в соответствии со СНиПом 23–02–2003 «теплозащита зданий и сооружений» Для защиты строительных конструкций от коррозии применяются антикоррозионные материалы в соответствии с требованиями СНиП 2. 11–85 «защита конструкций от коррозии». Ограждающие конструкции помещений не должны использоваться с применением силикатного кирпича. В труюах должны быть предусмотрены пусковые (прямые) и постоянные (через ловушку) сливы в соответствие требованиям СНиП 41–02–2003 «тепловые сети».

АПЦТ бывают двух исполнений: с независимым от давления контуром и зависящим от давления («смешивание»).

Независимая схема соединения труб основана на создании собственного (автономного) контура отопительной воды здания, который подключен к водопроводной сети контура котла через теплообменник, обеспечивающий передачу тепла от водопроводной сети и исключая проникновение водопроводной сети во внутреннее тепло здания.

Регулирование температуры воды в автономном (вторичном) контуре осуществляется путем изменения расхода водопроводной сети в первичном контуре теплообменника.

Рис. Независимая схема соединения

1-фильтр; 2-трубопровод датчика давления воды; 3-расширительный сосуд; 4-водонагреватель бытовой горячей воды; 5-водонагреватель системы отопления; 6-мембранный элемент; 7 -перепускной клапан; 8-электронное управление; 9-нагреватель; 10-датчик температуры воды в трубопроводе; 11-датчик наружной температуры; 12-насос; 13-регулятор перепада давления; 14-моторизованный регулирующий клапан; 15-радиатор термостата; 16- датчик температуры контроллера с коррекцией потребления.

Преимущества независимого способа подключения очевидны-отопительная система здания защищена от загрязнений, существующих в водопроводной сети, и защищена от скачков давления в тепловой сети.

Недостатком метода независимого соединения является разная зависимость -зависимость наличия электроснабжения здания. Движущая сила воды во вторичном контуре, который включает в себя систему отопления здания, включающий в себя электрический насос, который не будет работать в отсутствие электричества.

Схема, зависящая от давления («смешивание»).

Зависимая схема подключения — наиболее распространенна в настоящее время — ожидает вход сетевой воды в систему отопления и другие системы теплопотребления из здания. Таким образом, регулирование температуры поступающей воды в систему отопления осуществляется путем смешивания с возвратной водой путем изменения коэффициента смешивания.

При подключении зависимой схемы электроснабжения отказ не остановит отопление, которое будет обеспечиваться сетью напора воды.

Рис. Схема, зависящая от давления («смешивание»)

1-фильтр; 2- датчика давления воды в трубопроводе; 4-водонагреватель бытовой горячей воды; 8-электронное управление; 9 — нагреватель; 10-датчик температуры воды втрубопроводе; 11-датчик наружной температуры; 12-насос; 13- регулятор перепада давления; 14-моторизованный регулирующий клапан; 15-радиатор термостата; 17-обратныйклапан; 18 — ручной балансировочный клапан; 19 — регулятор температуры прямого действия.

Для оценки эффективности применения АПЦТ производился сбор данных о производительности. В качестве объекта сбора информации был выбран жилой район г. Санкт-Петербург,перешедший на систему с АПЦТ.

Данные о производительности АПЦТ собирались каждый месяц. Согласно исследованиям, примерно за семь (7) календарных месяцев работы средний процент экономии от работы составил 37,92 %, в денежном выражении экономия составила 913 752,43 руб.

Сравнение фактического потребления тепловой энергии, рассчитанного для каждого периода определяется по формуле:

Q факт = Qдн ∗ 24 ∗ N ∗

где Q факт — фактический спрос на отопление, мВт / месяц

N-количество дней, дн.

Qдн — расчетная потребность в отоплении, мВт / месяц

Твн — внутренняя температура, °С

Трнв. — фактическая наружная температура, °С

Твнв — расчетная наружная температура, °С

Время работы

23. 14–12. 14

09. 14 -31. 14

01. 14–30. 14

01. 14–31. 14

01. 15–31. 15

01. 15–28. 15

01. 15–31. 15

1

2

3

4

5

6

7

Спрос, Гкал/месяц

51,60

112,70

192,30

210,90

212,70

183,20

162,30

Спрос, МВт / месяц

60,01

131,07

223,64

245,28

247,37

213,06

188,75

Q раз. , МВт

1,113

1,113

1,113

1,113

1,113

1,113

1,113

Количество дней

20

23

30

31

31

28

31

Т1

20,00

20,00

20,00

20,00

20,00

20,00

20,00

Т2

-26,00

-26,00

-26,00

-26,00

-26,00

-26,00

-26,00

Т3

8,30

4,60

0,80

-1,00

-2,70

-0,60

2,60

Разработанный спрос,

МВт / месяц

132,59

200,69

326,37

368,86

398,72

326,82

305,63

Разработанный спрос,

Гкал / месяц

114,00

172,56

280,62

317,16

342,84

281,01

262,79

Тариф за 1 Гкал без учета налога, руб. 1200,00

1200,00

1200,00

1200,00

1200,00

1200,00

1200,00

Ставка за 1 Гкал, с учетом налога, руб. 1416,00

1416,00

1416,00

1416,00

1416,00

1416,00

1416,00

Расчетная стоимость (с учетом налога),руб

161 429,40

244 351,68

397 364,68

449 104,87

485 460,98

397 916,57

372 115,46

Фактическая стоимость (с учетом налога), руб

73 065,60

159 583,20

272 296,80 2

298 634,40

301 183,20

259 411,20

229 816,80

Экономим, руб. 88 363,80 8

84 768,48

125 067,88

150 470,47 1

184 277,78

138 505,37

142 298,66

Экономия, %

54,74

34,69

31,47

33,50

37,96

34,81

38,24

В результате сравнительного анализа получаем, что выгода от перехода на АПЦТ позволяет значительно уменьшить затраты на тепловой энергии (более 30 %). Реализации таких проектов говорит о том, что такие решения должны быть реализованы повсеместно.

Вывод: Целью данного исследования было повышение энергоэффективности зданий за счет применения автоматизированных подстанций централизованного теплоснабжения (АПЦТ). Внедрение такой погодозависимой автоматизации в системах теплоснабжения является идеальным энергоэффективным решением. Но не стоит забывать о том, что такое решение влечет за собой универсальный, строгий алгоритм проектирования будущих режимов работы, а также подготовку высококвалифицированного персонала для обслуживания системы.

• Вэй Ли, Цзиньчжун Чжу, Чжимин Чжу. Оценка преимуществ энергосбережения. Методы построения проекта электросетевого строительства на основе теории стоимости жизненного цикла. Том.17. Часть A. 2012. С. 227–232.
• Йоханнес Райхла, Андреа Колльманн. Базовая линия в восходящей энергии, расчеты эффективности и экономии — концепция для ее формализации и обсуждения, соответствующие варианты. Прикладная энергетика. Том. 88, выпуск 2. 2011 год. ПП.422–431.
• Хенрик Гадд, Свен Вернер, структура тепловых нагрузок в системе централизованного теплоснабжения подстанции. Прикладная энергетика, том 108, август 2013, стр. 176–183, ISSN 0306–2619.
• Хакан Ибрагим Тол, Свенд Свендсен, сравнительное исследование по подстанции типы и схемы сетей в связи с низкоэнергетическими системами централизованного теплоснабжения. Преобразование энергии и управление, том 64, декабрь 2012, страницы 551–561, 0196–8904.
• Йонас Густафссон, Йоркер Делсинг, Ян ван Девентер, улучшенный район эффективность отопительной подстанции с новой стратегией управления / / Прикладная энергетика, том 87, Выпуск 6, июнь 2010, страницы 1996–2004, ISSN 0306–2619.
• Цейтин Д. Н., Немова Д. В., Курасова Е. В. автономная энергетика установка с комплексным энергоэффективным электрооборудованием / / Строительство уникальных здания и сооружений. 2013 год. № 5 (10). С. 1–11.
• Гиргидов А. Д. Самоаэрация потока открытого канала. Энергетические технологии и машиностроение. 2012 год. Т. 45. № 5. P. 351–355.
• НС Кенга, Исполняемое Системой HEUI Чоа, Чонг Тай Кимбл.. Энергосбережение эффекты осознания и поведения жильцов квартир. Энергетика и здания. Том.46. 2012 год. С. 112–122.
• Йоханнес Райхла, Андреа Колльманн. Базовая линия в восходящей энергии расчеты эффективности и экономии — концепция для ее формализации и обсуждения соответствующие варианты. Прикладная энергетика. Том. 88, выпуск 2. 2011 год. ПП.422–431.

Основные термины (генерируются автоматически): централизованное теплоснабжение, тепловая энергия, водопроводная сеть, система отопления, учет налога, горячая вода, здание, подстанция, бытовая горячая вода, Российская Федерация.

Библиографическое описание

Теплофизика — область науки и техники, включающая совокупность средств, приемов, способов и методов для получения полной и достоверной информации о характере и количественных закономерностях протекания тепловых процессов в существующих и новых технических системах для теплоэнергетики. Теплофизика рассматривает тепловые процессы, протекающие в устройствах для преобразования и использования энергии, элементах конструкций приборов, аппаратов и установок, которые разрабатываются, создаются и применяются в областях новой техники и теплотехнологии. Современные проблемы теплофизики на сегодняшний день стоят на одном из первых мест в мире по значимости и сложности. В России этот вопрос стоит особенно остро. Неэффективное использование топливных ресурсов приводит к огромным финансовым потерям, влекущим за собой значительное удорожание цен на топливо, и напрямую влияют на развитие экономики в целом. В связи с этим для организации рационального энергоснабжения большое значение имеет теплофикация, которая является более совершенным способом производства двух видов энергии, а так же одним из главных путей снижения расхода топлива.

Удельный расход топлива на выработку электроэнергии в комбинированном цикле рассчитывается в соответствии с физическим методом распределения энергетических затрат в теплофикационных установках: расход топлива на выработку электроэнергии на ТЭЦ получают путем вычитания из всего количества теплоты, подведенного к теплофикационной установке, количества теплоты конденсата, направляемого в энергетические котлы ТЭЦ, и количества теплоты, отпускаемой от теплофикационной установки внешним потребителям. Вся экономия топлива, расходуемого на выработку электроэнергии и теплоты в комбинированном цикле на ТЭЦ, относится только на электроэнергию.

Комбинированное производство электрической и тепловой энергии может быть реализовано на энергоустановках электрической мощностью, связанной с уровнем централизации теплоснабжения. Развитие теплофикации способствует повышению тепловой экономичности энергетического производства, обеспечению качественного электро- и теплоснабжения жилых и промышленных зданий, улучшению экологической обстановки в городе. Тепловая экономичность ТЭЦ улучшается при применении многоступенчатого подогрева сетевой воды, повышении начальных параметров пара, снижении давления пара в отборах турбин, увеличении часов использования тепловой мощности отборов. Повышению эффективности теплофикационных систем способствует внедрение проектов ТЭЦ повышенной заводской готовности, что позволяет на 10–15 % уменьшить затраты на сооружение ТЭЦ и сократить сроки их строительства.

Энергетическая эффективность теплофикации оценивается по экономии топлива, получаемой при покрытии ТЭЦ заданного энергопотребления потребителей, по сравнению с расходом топлива при раздельном методе удовлетворения этой нагрузки, т. при выработке электрической энергии на конденсационных электрических станциях (КЭС) и теплоты в котельных. Другой возможный метод оценки эффективности теплофикации с помощью коэффициента использования теплоты топлива, он представляет собой отношение тепловых эквивалентов отпущенных от ТЭЦ теплоты и электрической энергии к тепловому эквиваленту сожженного топлива. Выбор оптимальной системы энергоснабжения должен осуществляться из условия минимизации топливных затрат в целом на ТЭЦ, обеспечивающей электро- и теплоснабжение данного района, в сравнении с раздельной схемой энергоснабжения этого района от КЭС и котельных при подаче потребителям равного количества электрической и тепловой энергии заданного качества.

Определение ожидаемой экономии топлива, отнесенной к единице теплоты, отпущенной в тепловые сети, упрощает проведение технико-экономических расчетов на начальных стадиях проектирования. Удельная экономия топлива может быть представлена как сумма удельной экономии топлива за счет выработки электроэнергии на ТЭЦ и удельной экономии или перерасхода топлива за счет централизации теплоснабжения.

Несмотря на наличие необратимых потерь, получаемые в настоящее время значения удельной экономии топлива на действующих ТЭЦ, достаточно близки к значениям удельной экономии топлива, исчисляемой при теплофикации в идеальном цикле Карно. Эффект энергосбережения тепла, который может быть получен на крупных ТЭЦ, окупает издержки, связанные с повышением уровня централизации теплоснабжения.

В области теплофикации и централизованного теплоснабжения важным является технико-экономическое обоснование схемы энергоснабжения, рассмотрения вариантов сооружения ТЭЦ общего пользования, где электрическая и тепловая энергии вырабатываются комбинированным методом, сравнивая с вариантом получения электрической и тепловой энергии от раздельных источников: электрической от КЭС и теплоты от котельных. В этом случае ТЭЦ в части производства электроэнергии замещается КЭС, по тепловой энергии ТЭЦ замещают котельными. При сравнении вариантов энергоснабжения определяются инвестиционные, текущие затраты, выручка от реализации продукции, налоги, формирование потока реальных денег, рассчитываются критерии эффективности инвестиций и выбирается оптимальная схема энергоснабжения. Замещаемой является самая мощная КЭС, её мощность всегда больше электрической мощности ТЭЦ. В сопоставительных расчетах должна учитываться не вся, а эквивалентная мощность КЭС, обеспечивающая передачу полезной мощности потребителю такую же, как и в варианте ТЭЦ.

Как правило, КЭС располагаются вблизи источников топлива или удобных мест их доставки на значительном расстоянии от потребителей электроэнергии. ТЭЦ располагаются вблизи тепловых потребителей, которые одновременно используют всю или большую часть электрической, вырабатываемой на ТЭЦ. Поэтому эквивалентная мощность замещаемой КЭС, обеспечивающая соблюдение равенства полезной мощности, должна быть больше электрической мощности ТЭЦ на значение технологического расхода мощности в линиях электропередачи, с учетом разницы в расходе мощности на собственные нужды ТЭЦ и КЭС и расхода мощности на собственные нужды котельных. Приведение ТЭЦ и котельных в сопоставимый вид по тепловой мощности учитывает, что котельные располагаются ближе к потребителю тепловой энергии, что сокращает протяженность тепловых сетей и потери тепла в них. В результате эквивалентная тепловая мощность котельных меньше тепловой мощности ТЭЦ. Приведение вариантов ТЭЦ и схемы раздельного энергоснабжения в сопоставимый вид по полезному отпуску электроэнергии исходит из равенства полезного отпуска электроэнергии потребителям в обоих вариантах. Условием сопоставимости вариантов по отпуску тепловой энергии является равенство полезного отпуска тепловой энергии от ТЭЦ и котельных в течение года.

Основные термины (генерируются автоматически): тепловая энергия, выработок электроэнергии, удельная экономия топлива, котельная, расход топлива, ТЭЦ, экономия топлива, полезная мощность, сопоставимый вид, тепловая экономичность.

Ключевые слова: энергоэффективность, тепловой насос, источник низкопотенциальной тепловой энергии

Энергосбережение считается сегодня одним из наиболее актуальных направлений развития России в связи с вступлением в силу Федерального закона № 261 от 23 ноября 2009 года «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности» и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации.

В соответствии со статьей 14 261-ФЗ и пунктом 68 Плана мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в Российской Федерации, направленных на реализацию Федерального закона № 261-ФЗ, Министерство экономического развития 17 февраля 2010 года утвердило Перечень мероприятий в области энергосбережения. В этом перечне озвучены мероприятия по увеличению использования в качестве источников энергии вторичных энергетических ресурсов и возобновляемые источники энергии.

На сегодняшний день широко известны способы экономии энергии, при которых в качестве источника тепла используют низкопотенциальную теплоту. Основным элементом таких систем являются тепловые насосные установки (ТНУ).

Источниками низкопотенциальной тепловой энергии могут быть грунтовые и артезианские воды, озера, моря, тепло грунта, вторичные энергетические ресурсы — сбросы, сточные воды, вентиляционные выбросы и т. Затрачивая 1 кВт электрической мощности в приводе компрессионной теплонасосной установки (ТНУ), можно получить 3–4, а при определенных условиях и до 5–6 кВт тепловой мощности. Таким образом, существуют большие потенциальные возможности использования энергии вокруг нас, и тепловой насос представляется наиболее удачным путем реализации этого потенциала.

Европейская ассоциация по тепловым насосам (The European Heat Pump Association, EHPA)* представила данные по продажам теплонасосного оборудования в 2015 г. , в рамках ежегодного отчета (рис.

Рис. Статистика продаж тепловых насосов в Европе в 2005-2015 гг.

В настоящее время тепловые насосы активно используются в Европе, Японии и Америке. Широкому распространению ТНУ во многих странах способствуют рост цен на энергию, а также законодательство по энергоэффективности, экологическое законодательство, требования по снижению выбросов парниковых газов. Но главным является то, что рынки ТНУ за рубежом формируются при поддержке государства. Компании, предлагающие экологически чистые установки, пользуются налоговыми льготами, а домовладельцы, приобретающие такое оборудование, получают дотации, субсидии, льготные кредиты.

Установка теплонасосного оборудования требует высокие начальные удельные капитальные вложения. Рынок теплонасосной техники в России только формируется. В основном, представлены тепловые насосы зарубежного производства, и они достаточно дороги. Кроме стоимости основного оборудования, его монтажа и наладки, для наиболее распространенных в области теплоснабжения грунтовых ТНУ требуются буровые работы на глубине 50–100 м, которые также являются дорогостоящими. Более экономичным решением являются ТНУ с горизонтальным коллектором. Однако для размещения горизонтального коллектора необходим свободный земельный участок значительной площади, который в дальнейшем выбывает из хозяйственного оборота: на нем нельзя возводить постройки, сажать деревья и кустарники, так как раскладка такого коллектора осуществляется на глубине от 1 до 3 м (в зависимости от географической местности и типа грунта). В настоящее время в системах индивидуального теплоснабжения более широкое распространение получают ТНУ с вертикальным зондом. Так, для условий центральных регионов только стоимость работ по бурению скважины оценивается в 1800–3000 руб. (в зависимости от геологических характеристик площадки) за погонный метр.

В качестве примера рассмотрим магистерскую диссертацию Чернышева Д. , Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, на тему: «Обоснование применения тепловых насосов в системах теплоснабжения общественных и жилых зданий Ленинградской области». Он рассчитал систему отопления здания на базе теплового насоса и сравнил с другими видами отопления.

В качестве расчетной модели принял общественное здание — гостиница на 40 человек. В качестве источника отопления здания выбрал тепловой насос с вертикальными грунтовыми теплообменниками.

Далее были рассчитаны затраты на отопление при разном виде топлива для данного здания (см. рис.

Рис. Сравнительная диаграмма затрат разными видами топлива

В результате своей работы он пришел к выводу, что природный газ является самым выгодным видом топлива для отопления здания в Ленинградской области, а самым дорогим — электричество. Однако, в условиях отсутствия газификации населенного пункта, отопления с парокомпрессионным тепловым насосом является самым выгодным. Как альтернативу тепловому насосу можно рассматривать котел на базе пеллетов, однако, при таком виде топлива переплата в год составит около 112 тыс. руб. по сравнению с затратами на отопление тепловым насосом для вышеуказанного случая.

Был посчитан период окупаемости теплового насоса для данного здания (см. рис. Средняя рыночная цена пеллетного котла с автоматической подачей пеллет 1 млн. руб. , цена теплового насоса мощностью 60кВт с монтажом грунтового теплообменника 2 млн. руб.

Рис. Сравнение отопления на базе пеллетов и теплового насоса

Основными факторами, сдерживающими рост рынка тепловых насосов в России, являются:

− суровые климатические условия на большей части страны;

− относительно невысокая стоимость эксплуатации газового оборудования;

− высокие начальные капитальные вложения на установку теплонасосного оборудования.

Сегодня основной российский потребитель теплонасосного оборудования — это потребитель, поставленный в такие условия, что выбор теплонасосного оборудования является практически единственным вариантом решения проблемы отопления или горячего водоснабжения. Также рост тарифов и высокая стоимость подключения газа все чаще подталкивают потребителя обратить внимание на тепловой насос как на теплогенератор для системы отопления и ГВС.

В настоящее время на базе кафедры «Гидравлика» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого проводится исследование на тему «Территориально-климатический анализ энергоэффективности систем теплоснабжения с тепловыми насосами», в котором необходимо провести анализ эффективность теплового насоса для обоснования его применения в системах теплоснабжения зданий малой этажности в разных регионах России (северных, южных и центральных). Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

− Выбрать наиболее оптимальный вид источника низкопотенциального тепла для эффективной работы теплового насоса в каждом исследуемом регионе;

− Провести расчет коэффициента преобразования теплового насоса в соответствии с климатом каждого исследуемого региона;

− Рассчитать систему отопления модели здания на базе теплового насоса для каждого исследуемого региона и сравнить с другими видами отопления;

− Сравнить результаты полученные при анализе энергоэффективности систем теплоснабжения на базе тепловых насосов для каждого исследуемого региона.

• Берзан В. П. Аспекты проблемы стимулирования внедрения тепловых насосов / В. П. Берзан, С. Г. Робу, М. Л. Шит // Проблемы региональной энергетики. – 2011. – № 1. – С. 91–94.
• Европейский рынок тепловых насосов // АВОК. — 2016. — № 7. — С. 50–55.
• Шилкин Н. В. Использование тепловых насосов в системах горячего водоснабжения зданий/ Н. В. Шилкин // САНТЕХНИКА. -2003. -№ 3. — С. 10–15;
• Кобылкин М. В. Перспективное направление внедрения тепловых насосов / М. В. Кобылкин, С. Г. Батухтин, К. А. Кубряков // Международный научно-исследовательский журнал. –2014. –№ 5–1 (24). –С. 74–75.
• Чернышев Д. А. Обоснование применения тепловых насосов в системах теплоснабжения общественных и жилых зданий Ленинградской области: магистерская диссертация: 08.04.01 / Д. А. Чернышев; С.-Петербургский политехнический ун-т Петра Великого. — СПб., 2016. — 52 с.
• Аверьянова О. В. Энергосберегающие технические решения для местно-центральных систем обеспечения микроклимата при использовании тепловых насосов в качестве местных агрегатов, объединенных в единый водяной контур / О. В. Аверьянова // Инженерно-строительный журнал. — 2011. — № 1. — С. 37–45.
• Протасевич А. М. Энергосбережение в системах теплогазоснабжения, вентиляции, кондиционирования воздуха: учебное пособие/ А. М. Протасевич. — М.: НИЦ ИНФРА-М, Нов. Знание, 2016. – 286 с.

Основные термины (генерируются автоматически): тепловой насос, Россия, IEA, исследуемый регион, вид топлива, насос, низкопотенциальная тепловая энергия, установка, Ленинградская область, Российская Федерация.

В этой статье мы расскажем все, что необходимо знать про экономию тепла:

• Экономия тепла в частном доме
• Как сэкономить тепло в квартире
• Экономия тепла в многоквартирном доме
• Сокращение потребления тепловой энергии в школе и детском саду
• Экономия тепла на предприятии
• Как экономить тепло в офисе

Как экономить тепло в частном доме

Экономия тепла в частном доме

Для наибольшей эффективности экономии тепловой энергии в частном доме, как и на любом другом объекте, необходимо предпринять комплекс мер.

К таким мерам в данном случае относятся следующие способы теплосбережения.

• Герметизация окон – как показывает практика, через окна может уходить из дома до 40 процентов тепла. Если окна старые, деревянные, то для утепления можно использовать самоклеящиеся утеплители и уплотнители, выполненные из поролона, вспененного полиэтилена и прочих теплоизоляционных материалов. Сделать окна теплее позволяет даже наклеенный на щели скотч.
• По такому же принципу необходимо устранить щели между дверями и дверной коробкой.
• Если щели имеются между дверной коробкой и стенами, их необходимо задуть монтажной пеной.
• При замене старых окон следует отдать предпочтение моделям с двумя или даже тремя стеклопакетами. Такие окна стоят дороже, но быстро себя окупают.

Экономим тепло в своем частном доме

• Наклеивайте на стекла окон теплосберегающую пленку.
• В период сильных ветров и холодов окна можно закрыть пупырчатой упаковочной пленкой.
• Чтобы снизить потери тепла через входную дверь, необходимо утеплить ее или установить дополнительную дверь.
• Значительная экономия тепла будет достигнута за счет утепления стен такими теплоизоляционными материалами, как минеральная вата, пенополиуретан или экструдированный пенополистирол. Толщина утеплителя должна подбираться индивидуально – в зависимости от региона, а также материала и толщины стен.
• Утепляя снаружи крышу, стены, не забудьте про утепление фундамента.
• Снизить потери тепла через стены также позволяет их отделка теплоизоляционной штукатуркой.
• Использование «теплых» обоев, к примеру, пробковых, является еще одним эффективным способом утепления стен изнутри. Отметим, что пробковое покрытие можно использовать не только на стенах, но и на полу. В результате последний станет не только теплым, но и приятным на ощупь.

Как экономить тепло в деревянном доме

Экономия тепла в квартире

Экономия тепла в квартире

Практически все меры по сбережению тепловой энергии, описанный для частного дома, могут быть применены и в квартире.

Кроме того, эффективными являются нижеприведенные способы экономии тепла.

• Остекление балкона или лоджии дает такой же эффект, как и установка дополнительного окна.
• Утепление балкона или лоджии.
• Регулировка дверей балконного блока и своевременная замена уплотнителей.
• Утепление стен изнутри, которые прилегают к неотапливаемым помещениям, к примеру, шахте лифта или подъезду.
• Использование на полу ковра – это сделает жилье не только уютней, но и уменьшит потери тепла через пол.
• Утепление потолка изнутри, которое необходимо даже в том случае, если выше этажом располагается отапливаемая квартира. Перекрытие прилегает к холодным наружным стенам. Кроме того, охлаждается со стороны улицы.
• После использования духовки оставляйте ее открытой – это позволит использовать накопившееся в ней тепло с пользой.

Отметим, что в хорошо утепленной квартире достаточно обогрева в течение нескольких часов в сутки.

Осенью, весной и в теплые дни зимы можно вообще обойтись без отопления.

Для поддержания температуры достаточно тепла, которое выделяется в процессе приготовления пищи, а также другой, физической деятельности человека.

Экономия тепла в многоквартирном доме

Экономии тепла в многоквартирных домах можно добиться такими способами.

• Установка доводчиков на входные двери в подъезд и использование двойных дверей.
• Обязательное остекление помещений и устранение щелей.
• Замена старых окон современными стеклопакетами.
• Теплоизоляция фасада здания.
• Оптимизация вентиляционных систем, за счет чего снижаются потери нагретого воздуха.
• Так как тепло поднимается вверх, необходимо теплоизолировать крышу и перекрытие. Для утепления перекрытия можно использовать даже камыш или древесные опилки.
• За батареями отопления необходимо установить теплоотражающий экран, к примеру, из пенофола. Как показывает практика, эта процедура позволяет повысить температуру в помещении как минимум на один градус.

Узнать про первоочередные меры повышения энергоэффективности зданий согласно требованиям Минстроя.

Утепление фасада МКД

• Содержание батарей отопления в чистоте – эта мера также позволяет устранить потери тепла, излучаемого радиаторами.
• Не закрывайте батареи плотными шторами, мебелью и другими предметами.
• На ночь окна обязательно закрывайте шторами.
• Утеплите трубы отопления теплоизоляцией, даже если они проходят только по отапливаемым помещениям. Теплоотдача радиаторов выше, чем труб, поэтому теплоизоляция позволит уменьшить потери тепла.
• Используйте для проветривания комнат не форточки, а приточные клапана, которые устанавливаются на окна или монтируются в стены.

Мероприятия по экономии тепловой энергии

Мероприятия по экономии тепловой энергии в школе и детском саду

В школах и детских садах могут быть использованы многие вышеописанные способы экономии энергии, связанные с утеплением стен, чердаков и ограждающих конструкций.

Кроме того, можно использовать следующие способы сбережения тепла.

• Утепление подвальных помещений.
• Утепление перекрытий.
• Обустройство тамбуров.
• Снижение высоты потолков в аудиториях.
• Удаление растительности, затеняющей окна, что позволит помещениям прогреваться в солнечные дни.

Отметим, что выявить основные источники потерь тепловой энергии и устранить их позволяет грамотный энергоаудит, тепловизионное обследование вашего здания и помещений.

Как экономить тепло на предприятии

Экономим тепло на предприятии

Сэкономить тепло на предприятиях можно следующими способами.

• Использование теплосберегающей пленки из поливинилхлорида, которая монтируется в межрамное пространство окон. Это так называемые энергоэффективные окна.
• Использование брезентовых штор на входах в производственные помещения и цеха.
• Остекление производственных помещений.
• Обследование отопления предприятия
• Расчет тепловых нагрузок

Кроме того, необходимо предпринять меры, описанные выше, то есть произвести остекление помещений, утепление стен, устранить щели в окнах и прочее.

Экономим тепло в офисе

Экономия тепла в офисе

Экономия энергии в офисе подразумевает собой выполнение тех же мер, что и в квартирах, школах и детсадах.

Кроме того, можно воспользоваться такими способами экономии тепла, которые предложены ниже.

• Использование на полу ковролина уменьшит количество потерь тепла через пол.
• Применение для отделки потолка плитки из пенопласта или экструдированного пенополистирола позволит снизить теплопотери через потолок.
• Расположенный под потолком вентилятор позволяет разогнать теплый воздух по помещению, что сделает использование тепловой энергии более рациональным.
• Резиновые накладки, закрепленные вдоль нижнего края дверного полотна, позволяет устранить щель между дверью и полом. Использование таких накладок особенно необходимо в том случае, если в офисном помещении используются дополнительные обогреватели и температура выше, чем в коридоре.

Применение всех вышеперечисленных мер позволит снизить расходы на отопление в несколько раз, а главное – обеспечит комфортные условия проживания, обучения и труда.

Другие способы экономии тепла

• Промывка отопления для сокращения затрат
• Обследование микроклимата здания

Мероприятия по энергосбережению: • для Учреждений • для Предприятий • для МКД

Полный перечень мероприятий по энергосбережению

Далее идет перечень мероприятий по энергосбережению разбитый по следующим категориям:

• Мероприятия энергосбережения в бюджетных учреждениях
• Мероприятия по энергосбережению на предприятиях
• Мероприятия для многоквартирных домов
• Перечень мероприятий для регулируемых организаций
• Типовые организационные мероприятия по энергосбережению

Программа энергосбережения
7 000 руб.

Мероприятия энергосбережения и повышения энергетической эффективности в учрежденияхВид ресурса, который можно сэкономитьВид мероприятия
Установка счётчиков расхода электроэнергииэлектрическая энергияСреднезатратные мероприятия по энергосбережению
Контроль рабочих режимов и сроков поверки приборов учета электрической энергииэлектрическая энергияМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Закупка нового бытового оборудования и компьютерной техники с более высоким классом энергоэффективностиэлектрическая энергияСреднезатратные мероприятия
Установка датчиков движенияэлектрическая энергияМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Уменьшение числа личных бытовых приборовэлектрическая энергияМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Замена ламп накаливания на светодиодныеэлектрическая энергияСреднезатратные мероприятия
Замена люминесцентных ламп на светодиодныеэлектрическая энергияСреднезатратные мероприятия
Включение кондиционеров по графикуэлектрическая энергияМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Отключение вентиляционных установок во время обеденных перерывов и в нерабочее времяэлектрическая энергияМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Использование систем частотного регулирования в приводах электродвигателей в системах вентиляции, на насосных станциях и других объектах с переменной нагрузкойэлектрическая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия
Внедрение экономичных способов регулирования работой вентиляторовэлектрическая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия в бюджетных учреждениях
Реконструкция электрических сетейэлектрическая энергияКрупно-затратные мероприятия
Установка защиты от превышения номинальных уровней напряженияэлектрическая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия в учреждениях

Установка счётчиков расхода теплатепловая энергияСреднезатратные мероприятия
Контроль рабочих режимов и сроков поверки приборов учета тепловой энергиитепловая энергияМалозатратные мероприятия
Уменьшение числа нагревательных приборовтепловая энергияМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Снижение теплопотребления за счёт оснащения радиаторов отопления термостатическими регуляторами температурытепловая энергияМалозатратные мероприятия по энергоэффективности в учреждении
Снятие декоративных ограждений с радиаторов отоплениятепловая энергияМалозатратные мероприятия в учреждении
Исключение перегрева и переохлаждения воздуха в помещениитепловая энергияМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Замена чугунных радиаторов на более эффективные алюминиевыетепловая энергияКрупно-затратные мероприятия
Установка термостатов и регуляторов температуры на радиаторытепловая энергияМалозатратные мероприятия в учреждении
Установка тепловых отражателей между отопительными приборами и стенойтепловая энергияМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Диспетчеризация в системах теплоснабжениятепловая энергияМалозатратные мероприятия по энергоэффективности в учреждении
Промывка стояков и трубопроводов системы отоплениятепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия в бюджетных учреждениях
Ремонт тепловой изоляции трубопроводов системы отоплениятепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия
Замена трубопроводов и арматуры системы отоплениятепловая энергияКрупно-затратные мероприятия энергосбережения и повышения эффективности
Применение регулируемого отпуска тепла (по времени суток, по погодным условиям, по температуре в помещенияхтепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия в бюджетных учреждениях
Установка фильтров сетевой воды на входе и выходе отопительной системытепловая энергияМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Заделка межпанельных и компенсационных швов в стенах зданиятепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия в учреждениях
Устранение мостиков холода в стенах и в примыканиях оконных переплётовтепловая энергияМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Гидрофобизация наружных стентепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия в учреждениях
Утепление (облицовка) наружных стен, технического этажа, кровли, перекрытий над подвалом теплоизоляционными плитами (пенопласт под штукатурку, минераловатные плиты, плиты из вспененного стекла и базальтового волокна)тепловая энергияКрупно-затратные мероприятия энергосбережения и повышения энергетической эффективности
Замена старых окон на окна с многокамерными стеклопакетами и переплётами с повышенным тепловым сопротивлениемтепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия в учреждениях
Применение окон с отводом воздуха из помещения через межстекольное пространствотепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия в бюджетных учреждениях
Применение теплоотражающих /солнцезащитных и энергосберегающих стёкол в окнахтепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия в бюджетных учреждениях
Применение наружного остекления имеющего различные характеристики накопления тепла летом и зимойтепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия
Установка теплоотражающих плёнок или энергосберегающих стёкол на окнатепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия
Установка дополнительных тамбуров при входных дверях подъездов и в домахтепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия в бюджетных учреждениях
Утепление потолка подвалатепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия
Утепление перекрытий и пола чердакатепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия
Заделка, уплотнение и утепление дверных блоков на входе и обеспечение автоматического закрывания дверейтепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия в бюджетных учреждениях
Установка входных дверей подвальных помещений и для выходов на чердаки и крышитепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия в бюджетных учреждениях
Организация работ по своевременному ремонту оконных рам и оклейке оконтепловая энергияМалозатратные мероприятия в учреждении
Замена деревянных окон на современные стеклопакеты ПВХтепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия
Организация тепловизионного мониторинга состояния ограждающих конструкций зданий и сооруженийтепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия
Утепление ограждающих конструкций и перекрытий зданийтепловая энергияКрупно-затратные мероприятия энергосбережения и повышения энергетической эффективности
Снижение потерь тепла с инфильтрующим воздухом путём уплотнения дверей и оконных стыковтепловая энергияМалозатратные мероприятия по энергоэффективности в учреждении
Теплоизоляция труб в подвальном помещении доматепловая энергияСредне-затратные энергосберегающие мероприятия в бюджетных учреждениях

Программа энергосбережения
7 000 руб.

Инструктаж персонала по методам энергосбережения и повышения энергетической эффективностиВСЕМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Установка средств наглядной агитации по энергосбережениюВСЕМалозатратные мероприятия по энергоэффективности в учреждении
Назначение ответственного за энергосбережениеВСЕМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Обучение ответственных специалистов в области энергосбережения и повышения энергоэффективностиВСЕМалозатратные мероприятия в учреждении
Разработка программы энергосбереженияВСЕМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Снижение потребления за счёт оптимизации расходов и регулирования температуры горячей водыГВСМалозатратные мероприятия по энергоэффективности в учреждении
Использование смесителей с автоматическим регулированием температуры водыГВССредне-затратные мероприятия в бюджетных учреждениях
Установка счётчиков расхода горячей водыГВССредне-затратные мероприятия в бюджетных учреждениях
Контроль рабочих режимов и сроков поверки приборов учета горячей водыГВСМалозатратные мероприятия по энергоэффективности в учреждении
Контроль за эксплуатацией и исправностью санитарно-технического оборудования горячей водыГВСМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Контроль за экономным расходованием горячей водыГВСМалозатратные мероприятия по энергоэффективности в учреждении
Ликвидация утечек и несанкционированного расхода горячей водыГВСМалозатратные мероприятия по энергоэффективности в учреждении
Ремонт смесителей и / или замена на экономичные моделиГВССредне-затратные мероприятия в бюджетных учреждениях
Ремонт тепловой изоляции трубопроводов системы ГВСГВССредне-затратные мероприятия в бюджетных учреждениях
Замена трубопроводов и арматуры системы горячего водоснабженияГВСКрупно-затратные мероприятия энергосбережения и повышения энергетической эффективности
Установка счётчиков расхода холодной водыХВССреднезатратные мероприятия по энергоэффективности
Контроль рабочих режимов и сроков поверки приборов учета холодной водыХВСМалозатратные мероприятия по энергоэффективности в учреждении
Контроль за эксплуатацией и исправностью санитарно-технического оборудования холодной водыХВСМалозатратные
Контроль за экономным расходованием холодной водыХВСМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Ликвидация утечек и несанкционированного расхода холодной водыХВСМалозатратные мероприятия по энергосбережению в учреждении
Ремонт санузловХВССредне-затратные энергосберегающие мероприятия в бюджетных учреждениях
Ремонт смесителей и / или замена на экономичные моделиХВССредне-затратные
Установка двухрежимных смывных бачковХВСМалозатратные мероприятия по энергоэффективности в учреждении
Замена трубопроводов и арматуры системы холодного водоснабженияХВСКрупно-затратные мероприятия энергосбережения и повышения энергетической эффективности
Замена морально устаревшего автотранспортамоторное топливоКрупно-затратные мероприятия
Организация профилактического ремонта автотранспортамоторное топливоСредне-затратные энергосберегающие мероприятия в бюджетных учреждениях
Установка расходомеров на автотранспортмоторное топливоСредне-затратные
Перевод автотранспорта на газмоторное топливоКрупно-затратные мероприятия энергосбережения и повышения энергетической эффективности
Заключение энергосервисных контрактовВСЕБез-затратные мероприятия энергосбережения и повышения энергетической эффективности для учреждений