Малозатратные оперативные мероприятия по экономии энергии
Рассмотрим быстроокупаемые энергосберегающие мероприятия, относящиеся к теплоснабжению и климатизации жилых и общественных зданий, отвечающие современным потребностям российского жилищно-коммунального хозяйства.
Малозатратные оперативные мероприятия по экономии энергии
Государственная политика в области энергосбережения предполагает, как правило, выполнение долгосрочных проектов, подкрепленных внедрением оперативных малозатратных мероприятий по экономии энергии на региональном уровне.
Рассмотрим быстроокупаемые энергосберегающие мероприятия, относящиеся к теплоснабжению и климатизации жилых и общественных зданий, отвечающие современным потребностям российского жилищно-коммунального хозяйства.
В начале напомним определение понятия «экономия энергии», которое было сформулировано на Международной энергетической конференции (МИРЭК) ООН и которое относится как к долгосрочным, так и к оперативным малозатратным мероприятиям, а также дадим определение понятию «малозатратные оперативные мероприятия по экономии энергии».
Экономия энергии – это эффективное использование энергоресурсов за счет применения инновационных решений, которые осуществимы технически, обоснованы экономически, приемлемы с экологической и социальной точек зрения, не изменяют привычного образа жизни.
Малозатратные оперативные мероприятия по экономии энергии – это такие мероприятия, реализация которых, во‑первых, не вызывает остановку технологического процесса, во‑вторых, технические решения по стоимости незначительно отличаются от оригинала (не более чем на 10–15%), в‑третьих, имеют низкий срок окупаемости.
Энергетическая паспортизация зданий и энергосервисные мероприятия
На первое место среди малозатратных оперативных мероприятий по экономии энергии следует поставить энергетическую паспортизацию существующих зданий, которую необходимо проводить с установленной законом периодичностью, а также проведение энергосервисных мероприятий. Причины, вызвавшие необходимость периодической энергетической паспортизации зданий:
- в ходе строительства имеют место отступления от первоначального проекта, зачастую достаточно значительные;
- существенное влияние на энергопотребление зданий оказывает качество монтажа и эксплуатации оборудования;
- реконструирование системы отопления с установкой регулирующих и балансировочных клапанов и комнатных контроллеров;
- осуществление замены оконных заполнений;
- реконструирование входных дверей в здание и остекление балконов;
- уточнение методов расчета теплопотребления зданий в части учета солнечной радиации, бытовых теплопоступлений и инфильтрации.
В качестве методической основы проведения энергетической паспортизации жилых и общественных зданий в части их теплоснабжения может быть принято «Руководство по расчету теплопотребления эксплуатируемых жилых зданий» (Руководство АВОК‑8–2011), позволяющее выполнить следующие расчеты:
- расчет количества тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых зданий;
- за отопительный период при нормативных значениях параметров наружного климата;
- за отопительный период при фактических значениях параметров наружного климата;
- распределение объемов потребляемой тепловой энергии на отопление и вентиляцию между жилыми зданиями с различными тепловыми характеристиками при отсутствии подомовых систем учета;
- расчет лимитов требуемой тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
Реализация мероприятий по энергосбережению осуществляется в период проведения энергосервиса. Согласно Федеральному закону № 261‑ФЗ, энергосервисный договор (контракт) – это договор (контракт), предметом которого является осуществление исполнителем действий, направленных на энергосбережение и повышение энергетической эффективности использования энергетических ресурсов заказчиком.
Энергосервис является ключевым моментом в осуществлении реального энергосбережения. В настоящее время на рассмотрении Государственной Думы находится законопроект, предусматривающий доработку закона «Об энергосбережении…» в части, которая непосредственно касается строительной отрасли и ЖКХ. Этот законопроект направлен на совершенствование правового регулирования в области проведения энергетических обследований, разработку программ в области энергосбережения и повышение энергетической эффективности оказания энергосервисных услуг. В законопроекте устанавливается понятие «энергоаудитор», полномочия уполномоченного федерального органа исполнительной власти по ведению государственного реестра энергоаудиторов, определяется механизм аттестации энергоаудиторов.
Кроме того, вводится перечень требований к проведению энергетических обследований, в том числе и к порядку проверки их качества.
Также установлены механизмы, обеспечивающие исполнение требований к проведению энергетического обследования. Отчет о проведении энергетического обследования должен стать обязательным для составления документов, на основании которых создается энергетический паспорт. Предполагается, что введение данного положения позволит повысить эффективность проверки качества результатов энергетического обследования и данных энергетического паспорта.
Основой экономической оценки эффективности энергосервисных мероприятий могут служить три документа, разработанные НП «АВОК»:
1. Руководство НП «АВОК» «Экспресс-оценка эффективности энергосберегающих мероприятий».
2. ПЛ АВОК‑7–2005 «Положение об экономическом стимулировании проектирования и строительства энергоэффективных зданий и выпуска для них энергосберегающей продукции».
3. Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия [1].
Управление тепло- и энергопотреблением зданий
Следующим мероприятием в области оперативной энергосберегающей политики является управление тепло- и энергопотреблением зданий. В мировой практике это направление принято как наиболее эффективное стратегическое. В настоящее время в России эффективность использования этого мероприятия в значительной степени базируется на изменении схемы теплоснабжения – переходе от центральных тепловых пунктов (ЦТП) к индивидуальным (ИТП).
При теплоснабжении зданий через ЦТП температура теплоносителя в подающем теплопроводе одинакова для зданий различного технологического назначения (административных, школ, жилых, театров, кинотеатров, ряда производственных и т.д.) и различной теплозащиты. Установка ИТП в каждом здании дает возможность не только снабжать теплом «по потребности», но также управлять теплопотреблением с учетом особенностей эксплуатации здания.
Использование ИТП с управляющим блоком (контроллером) открывает дополнительные, принципиально более широкие возможности экономии энергии за счет управляемого прогнозируемого снижения температуры внутреннего воздуха в большинстве современных зданий в ночное время, в выходные и праздничные дни.
В НП «АВОК» разработано руководство Р НП «АВОК» 3.3.1–2009 «Автоматизированные индивидуальные тепловые пункты в зданиях взамен центральных тепловых пунктов. Нормы проектирования», которое успешно применяется проектировщиками. В нем указано, что устройство ИТП для подключения жилых и общественных зданий к тепловым сетям централизованного теплоснабжения взамен ЦТП осуществляют со следующими целями:
- приближение приготовления горячей воды к месту ее потребления и за счет этого повышение качества и устойчивости горячего водоснабжения;
- повышение эффективности регулирования подачи тепловой энергии на отопление в соответствии с фактическими значениями тепловой защиты здания, теплопоступлений от солнечной радиации, внутренних тепловыделений и режима эксплуатации конкретного здания;
- упрощение узла учета потребления тепловой энергии, выполнение измерения ее количества, фактически потребляемого конкретным зданием, и улучшение обеспечения потребителей.
Как было указано [2], установка ИТП или АУУ (автоматизированного узла управления) – единственное малозатратное мероприятие, позволяющее получить экономию тепловой энергии уже в этом году.
В [2] также приведен пример, когда теплопотери жилых зданий после комплексного капитального ремонта должны были бы снизиться более чем в 2 раза за счет утепления, замены окон на энергоэффективные и установки термостатов на отопительных приборах.
Однако фактическое снижение теплопотребления на отопление составило только треть от потенциальной экономии. Это произошло из-за завышенной теплопроизводительности системы отопления и неправильной настройки термостатов. Как только указанные причины были устранены, экономия от комплексного капитального ремонта и проведения мероприятий по настройке системы авторегулирования отопления составила 45%.
Дальнейшее приближение приготовления горячей воды к потребителю, при наличии технической возможности (в зданиях с поквартирными горизонтальными системами отопления), возможно за счет устройства так называемых квартирных тепловых пунктов (КТП). Рекомендации по их применению также разработаны в НП «АВОК» [3].
Развитием системы управления тепло- и энергопотреблением зданий является использование комнатных контроллеров.
| Справка |
Применение терморегуляторов – термостатов, комнатных контроллеров – эффективно тогда, когда имеется поквартирный учет теплопотребления. Сама по себе установка поквартирных приборов учета не является энергосберегающим мероприятием, однако в том случае, когда поквартирный учет не применяется, жильцы, не имея стимулов к экономии тепловой энергии, как правило, открывают термостаты на полную мощность, перегревают помещения и регулируют их температуру, открывая окна и «сбрасывая» избыточную теплоту на улицу. Однако при поквартирном учете теплопотребления имеет место риск принудительного снижения вентиляционного воздухообмена жильцами с целью экономии теплоты, затрачиваемой на теплоснабжение квартиры, что может привести к синдрому «больного» здания. Вдобавок возникает риск того, что некоторые жильцы в этом случае будут вообще перекрывать отопление, и температурный режим квартиры будет обеспечиваться за счет теплопоступлений из соседних квартир, то есть фактически за счет соседей. Поэтому необходимо применять регулировочную арматуру с ограничением нижнего предела температуры. Что касается опасности принудительного снижения вентиляционного воздухообмена, то здесь необходимо вести информационную работу с жильцами, разъясняя опасность возникновения синдрома «больного» здания в связи с недостаточной вентиляцией. Следует еще отметить, что наиболее достоверные данные о теплопотреблении отдельной квартиры возможны при прямом измерении теплосчетчиком, что, в свою очередь, оправданно при использовании горизонтального поквартирного отопления. В зданиях с вертикальными (стояковыми) системами организация поквартирного учета теплопотребления возможна, но сопряжена с определенными сложностями [7]. |
Регулируемая система вентиляции зданий
Третьим по значимости мероприятием по экономии энергии является регулируемая система вентиляции зданий. Однако если рассматривать это мероприятие как способствующее повышению качества микроклимата помещений, то ему, без сомнения, следует отдать первенство.
Необходимо отметить, что современные здания обладают высокими показателями теплозащиты, и в дальнейшем эти показатели планируется еще более увеличить. В балансе теплопотерь доля затрат тепловой энергии на подогрев вентиляционного воздуха (теплопотери за счет воздухообмена) будет еще более увеличиваться по сравнению с теплопотерями через оболочку здания (трансмиссионными) (см. рис.).
 |
Рисунок. Диаграммы теплопотерь в многоквартирных домах типовых серий, [6] |
Напрашивается заключение о том, что поиски путей снижения расхода энергии, затрачиваемой на отопление здания, должны вестись в направлении уменьшения расхода тепловой энергии на подогрев вентиляционного воздуха; и здесь можно сделать абсолютно неверный посыл: дальнейшая экономия энергоресурсов за счет снижения воздухообмена. Этот путь приводит лишь к ухудшению микроклимата помещений. Требуется поиск новых путей.
Отметим еще одно очень важное обстоятельство. В современных многоэтажных жилых зданиях с естественной вентиляцией и герметичными окнами зачастую имеет место очень низкое качество микроклимата из-за совершенно недостаточного воздухообмена. Энергосбережение и качество микроклимата непосредственно связаны между собой: плохие условия в помещении, плохое качество микроклимата субъективно воспринимаются как душный, спертый воздух, хотя температура воздуха в помещении вполне может укладываться в границы, которые врачами-гигиенистами считаются вполне комфортными. В результате открываются окна, и вся экономия энергии в буквальном смысле «пускается на ветер». Нормализация воздухообмена, обеспечение нормальной работы вентиляции во многих случаях может дать эффект энергосбережения даже без применения каких-либо дополнительных мероприятий.
Снижение затрат энергии на вентиляционный воздухообмен может быть достигнуто за счет следующих факторов:
- устранение сверхнормативных расходов вентиляционного воздуха (избыточного проветривания);
- регулирование вентиляции «по потребности»;
- утилизация теплоты удаляемого воздуха;
- предварительный подогрев приточного воздуха в остекленных лоджиях или солнечных коллекторах;
- применение «персональной» вентиляции (в общественных зданиях);
- применение гибридной вентиляции.
Так, например, при применении регулируемых приточных или вытяжных устройств эффект энергосбережения достигается за счет устранения сверхнормативных расходов приточного воздуха и затрат на его подогрев, а также уменьшения воздухообмена до минимального уровня в периоды, когда помещение не используется.
В системах механической вентиляции с утилизацией теплоты вытяжного воздуха эффект энергосбережения достигается за счет подогрева приточного воздуха теплотой удаляемого воздуха в пластинчатых воздухо-воздушных теплообменниках, в теплообменниках с вращающейся теплообменной насадкой (роторных рекуператорах), либо за счет подогрева приточного воздуха теплотой удаляемого воздуха посредством промежуточного теплоносителя в теплообменниках «жидкость – воздух».
Методической основой проектирования регулируемой системы вентиляции зданий являются «Технические рекомендации по организации воздухообмена в квартирах многоэтажного жилого дома» (Р НП «АВОК» 5.2–2012).
При заборе приточного воздуха из остекленных лоджий эффект энергосбережения достигается за счет предварительного подогрева приточного воздуха в пространстве остекленных лоджий. Однослойное остекление лоджий при высокой воздухопроницаемости обеспечивает поступление наружного воздуха в пространство лоджии, при этом температура воздуха в лоджиях выше наружной температуры по двум причинам: за счет поступлений теплоты через ограждающую конструкцию, разделяющую помещение и лоджию, и за счет теплоты солнечной радиации.
Персональная вентиляция – подача приточного воздуха с заданными параметрами непосредственно в зону дыхания человека. Эффект энергосбережения достигается за счет индивидуального выбора температуры и расхода приточного воздуха, работы вентиляции в зависимости от фактического режима присутствия сотрудников, снижения потребного расхода воздуха за счет его повышенного качества. Вентиляция с переменным расходом воздуха для офисных зданий описана в [4].
Гибридная вентиляция – вентиляция, в холодный и переходный периоды года работающая по принципу естественной вентиляции под действием гравитационных сил и ветрового давления (например, при температуре наружного воздуха 5 °C и ниже). В теплый период года при температуре наружного воздуха выше 5 °C побуждение движения воздуха обеспечивается механическими устройствами [5]. Помимо термина «гибридная вентиляция» имеет место использование термина «естественно-механическая вентиляция». Эффект энергосбережения достигается за счет упорядочения вентиляционного воздухообмена, устранения сверхнормативных расходов приточного воздуха и затрат на его подогрев.
| Таблица Система нормирования тепло- и энергопотребления зданий |
||||||||||||
|
Совершенствование системы нормирования тепло- и энергопотребления
Экономить энергию, затрачиваемую на ОВК и электроснабжение зданий, позволяет совершенствование системы нормирования тепло- и энергопотребления. Пока нормируется только потребление энергии на отопление зданий. Предлагаемая система нормирования тепло- и энергопотребления зданий представлена в таблице.
Экономическая эффективность энергосбережения
Рассматривая перечисленные выше мероприятия по экономии энергии, специалисты могут высказать достаточно обоснованные сомнения в том, что они относятся к малозатратным оперативным мероприятиям. Что в этом случае может явиться критерием объективной оценки? Конечно, экономическая оценка энергетической эффективности того или другого технического решения.
В [1] приведены основные принципы оценки экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия. Определены критерии эффективности инвестиций. Рассмотрены два варианта использования потока поступающих в результате инвестиций доходов:
- дисконтирование: использование поступающих доходов в качестве оборотных средств;
- наращение: изъятие поступающих доходов из оборота и их реинвестирование.
Специальный раздел посвящен сравнению эффективности инвестиций в энергосбережение и альтернативных способов использования денежных средств инвестора – «портфельных» инвестиций. Рассматривается методика оценки эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия, включающая три этапа: сравнение различных вариантов энергосберегающих мероприятий, определение экономически оптимальных параметров выбранного варианта, сравнение инвестиций в энергосбережение с «портфельными» инвестициями. В «Руководстве» приведены примеры оценки экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия. Рассмотрена также зависимость сроков окупаемости инвестиций от стоимости тепловой энергии.
Литература
- Дмитриев А.Н. Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия/А.Н. Дмитриев [и др.].– М. : АВОК-ПРЕСС, 2005.
- Ливчак В.И. Реальный путь повышения энергоэффективности за счет утепления зданий // АВОК.– 2010.– № 3.
- Р НП «АВОК» 3.2.1–2008 Квартирные тепловые пункты в многоквартирных жилых домах.
- Наумов А.Л., Капко Д.В. Вентиляция с переменным расходом воздуха для офисных зданий // AВОК.– 2012.– № 8.
- Бобровицкий И.И., Шилкин Н.В. Гибридная вентиляция в многоэтажных жилых зданиях // АВОК.– 2010.– № 3.
- Ливчак В.И. Еще один довод в пользу повышения теплозащиты зданий // Энергосбережение.– 2012.– № 6.
- Колубков А.Н., Шилкин Н.В. Реализация энергосберегающих мероприятий в инженерных системах многоквартирных жилых домов // АВОК.– 2011.– № 7.
Статья опубликована в журнале “Энергосбережение” за №8'2012
Подписка на журналы
