WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 |

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ ЗДАНИЯ И ОКУПАЕМОСТЬ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

Проф., др техн. наук В.И. Прохоров

Методика составления энергетического баланса включает последовательный расчет годовых расходов тепловой и электрической энергии по четырем типам инженерных систем, их суммации с введением коэффициентов, выравнивающих качество используемых видов энергии и определение структурнодолевого вклада в общем энергопотреблении здания.

Оценку же окупаемости энергосберегающих решений предлагается осуществлять методом сравнения сэкономленной энергии с количеством энергии, получаемой при реальном сжигании топлива, которое может быть закуплено на те же денежные вложения, что и анализируемое энергосберегающее мероприятие. Это ближе к действительной экономии топлива конечной цели энергосбережения.

На основе излагаемой методики в дальнейшем предполагается дополнительно включить в число анализируемых систем сухую и мокрую пылеуборку помещений, пищеприготовление и некоторые другие.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫМИ СИСТЕМАМИ ЗДАНИЯ 1. С целью анализа относительных величин теплозатрат с занесением в энергетический паспорт здания, накопления и обобщения информации по однотипным зданиям, подсчитываются значения аналогов удельной тепловой характеристики здания для теплопотребляющих инженерных систем в режимах их расчетных условий.

1.1. Для систем механической вентиляции qв = Qвф / V (tв tн), Вт/м3ЧоС                                     (1) Здесь Qвф тепловая мощность систем механической вентиляции здания, Вт объемом V, м3 при расчетных температурах внутреннего воздуха tв, оC и наружного tн, оC для систем вентиляции (на сегодня он принимается по параметрам Б [1]).

  1.2. Для систем кондиционирования воздуха по зимнему (qкд3) и летнему (qкдл) периодам соответственно:

q кд з = Q кд рз / V (tв – tн), Вт/м3.оС                                                     (2) q кд л = Q кдрл / V (55 – tовл), Вт/м3.оС                                                 (3) где 55 – начальная температура воды для первого и второго подогревов воздуха в кондиционере (летом, соответствующая температуре воды на подаче в системе горячего водоснабжения, оС; tовл средняя температура обратной воды летом в секциях первого и второго подогрева по расчету воздухоподогревателей, оС; Qкдрз расчетная тепловая мощность на первый и второй подогревы в системах кондиционирования воздуха в зимний период года, Вт; Qкдрл расчетная тепловая мощность на первый и второй подогревы в системах кондиционирования воздуха в летний период года, Вт.

  1.3. Для систем горячего водоснабжения по зимнему (qгвз) и летнему (qгвл) периодам соответственно:

qгвз= Qгвз / V (55 – tхвз), Вт/м3ЧоС                                            (4) qгвл= Qгвл / V (55 tхвл), Вт/м3ЧоС                                            (5) где tхвз средняя температура холодной (водопроводной) воды в отопительный (зимний) период, оС (при отсутствии данных допускается принимать 5 – 8 оС); tхвл средняя температура холодной воды в неотопительный (летний) период, оС (при отсутствии данных допускается принимать 12 – 15оС**); Qгвз и Qгвл расчетная тепловая мощность на горячее водоснабжение для летнего и зимнего периодов, подсчитанная по соответствующему СНиП (разделу СНиП) для горячего водоснабжения, включая потери тепла через стенки труб и вследствие суточной и сезонной неравномерности потребления горячей воды, Вт.

2. Удельные расходы теплоты по отдельным системам на единицу площади.

2.1. Расчетное значение удельных затрат теплоты зданием на вентиляцию за зимний период (оно же, в отличие от затрат электроэнергии на вентиляцию – годовое) можно оценить:

qу.р.т.в = 0,024 ГСОП Кг Vв qв / Ав, кВт ч/ м2 год                               (6) где Vв и Ав объем и площадь помещений, обслуживаемых системами механической вентиляции, м3 и м2 соответственно; Кг коэффициент, учитывающий сменность работы систем механической вентиляции при числе часов работы систем вентиляции в сутки nв (определяется по технологическим требованиям отраслевого нормативного документа по проектированию зданий данного типа).

Кг = nв / 24                                                       (7) 2.2.Расчетное значение годового удельного расхода теплоты в здании на системы кондиционирования воздуха определяется как средневзвешенное число по сумме зимнего и летнего теплопотребления qу.р.т.кд = qу.р.ткдз nз / nг + qу.р.т.кдл nл /nг, кВт ч/ м2 год                          (8) здесь qу.р.т.кдз = 0,024 ГСОП Ккд Vкд qкдз / Акд, кВт ч/ м2 год (зима)                      (9) nз число часов теплопотребления кондиционером в зимний период; nл – число часов теплопотребления кондиционером в летний период; nг число часов теплопотребления кондиционера за год; Vкд и Акд объем и площадь кондиционируемых помещений в здании, м3 и м2 соответственно; Ккд коэффициент суточной загрузки кондиционера при общем числе часов его работы в сутки nкд (определяется по технологическим требованиям и климатическим параметрам).



Ккд = nкд / 24                                                    (10)   qу.р.тл = 0,024 (tсрл tв) Zлn(nкд / 24) КгVкд qкдл/Акд, кВт ч/м2 год(лето)           (11)   Здесь Zлn число суток в летнем периоде; tсрл среднелетняя температура наружного воздуха (средняя из среднемесячных).

  2.3. Расчетное значение годового удельного расхода теплоты в здании на систему горячего водоснабжения qу.р.тгв = qу.р.т.гвз nз / nг + qу.р.т.гвл nл / nг, кВт ч / м2 год             (12)   где nз / nг и nл / nг нормирующие коэффициенты по соотношению числа часов к годовому для зимнего и летнего периодов.

qу.р.тгвз = 0,024 (55 tхвз) Zот qгвз V/А = 0,024 Zоn Qгвз/А, кВт ч/м2 год(зима)           (13)   qу.р.т.гвл = 0,024 (55–tхвл) Zлn qгвлV/А = 0,024 Zлn Qгвл/А, кВт ч/м2 год(лето)            (14)   3. В целом суммарное расчетное значение годового удельного расхода теплоты в здании на отопление, вентиляцию, кондиционирование воздуха и горячее водоснабжение составит qеу.р.т= qу.n.т + qу.р.тв + qу.р.т.кд + qу.р.т.гв, кВт ч/ м2 год                         (15) Долевой вклад в энергопотребление зданием рассмотренных систем (условно энергопотребление других инженерных систем, упомянутых выше, пока принимается нулевым, хотя понятно, что с увеличением числа слагаемых долевой вклад каждого из них уменьшается).

100%=100qу.п.т./qеу.р.т.+100 qу.р.т.в/ qеу.р.т.+ 100 qу.р.т.кд/ qеу.р.т.+100 qу.р.т.гв/ qеу.р.т.      (16) Величины qу.р.т.в, qу.р.т.кд, qу.р.т.гв в годовом цикле работы, так же как и Qв, Qкд, Qгв в расчетных режимах определяются после оптимизации и принятия проектных решений для этих инженерных систем, включая источник теплоснабжения.

  МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН УДЕЛЬНОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ИНЖЕНЕРНЫМИ СИСТЕМАМИ ЗДАНИЯ   Абсолютные значения электропотребления устанавливаются в процессе проектирования систем (в неточном изложении [3] «установленные мощности»).

Удельные значения электропотребления означенных инженерных систем (в кВт ч/м2 год) вычисляем, используя тот же подход и те же понижающие коэффициенты на сезонность, суточную неравномерность и др., что применили при расчетах теплопотребления. Потерями от неполной загрузки электроприводов на данном этапе пренебрегаем.

Естественно, учитывается специфика функционирования систем. Так в летний период для систем механической вентиляции теплота не требуется, а электроэнергия необходима; для систем кондиционирования воздуха потребуется работа электропривода холодильных компрессоров плюс работа вентиляторов кондиционеров.

1. Расход электрической энергии определяется по единой схеме:

1.1. Для систем отопления в зимний период :

 = 24 Zon Ko No / Ao, кВт ч /м2 год,                                          (17) где Zon число дней отопительного периода в году; No суммарная потребляемая мощность циркуляционных насосов и исполнительных механизмов клапанов, кВт.

  1.2. Для систем механической вентиляции 1.2.1. Для систем механической вентиляции в зимний период :

 = 24 Zon Kв Nвз / Ав, кВт ч / м2 год,                                       (18) где Nвз суммарная потребляемая мощность привода вентиляторов и электронагревателей в здании зимой, кВт.

1.2.2. Для систем механической вентиляции летний период :

 = 24 Zл Кв Nвл / Ав, кВт ч/ м2 год,                                         (19) где Nвл суммарная потребляемая мощность приводов вентиляторов в здании летом, кВт.





1.2.3. В целом по системам вентиляции за год:

, кВт ч / м2 год                                         (20) 1.3. Для систем кондиционирования воздуха 1.3.1. Для систем кондиционирования воздуха в зимний период :

 = 24 Zon Kкд Nкдз / Акд, кВт ч/ м2 год                                     (21) где Nкдз потребляемая электрическая мощность электродвигателями вентиляторов, приводов автоматики, систем оттаивания клапанов и др. систем кондиционирования воздуха в зимний период, кВт.

1.3.2. Для систем кондиционирования воздуха в летний период года :

 = 24 Zл Ккд Nкдл / Акд, кВт ч / м2 год                                     (22) где Nкдл потребляемая электрическая мощность электродвигателями вентиляторов, клапанов и т.д., систем кондиционирования воздуха в летний период, кВт.

1.3.3. Для систем холодоснабжения кондиционеров в летний период :

 = 24 Zл Кх Nх / Акд, кВт ч / м2 год                                         (23) где Nх потребляемая мощность приводов холодильных компрессоров, вентиляторов конденсаторных агрегатов и воздухоохладителей, насосов холодоносителя, клапанов и т.д., кВт.

  1.3.4. В целом для систем кондиционирования воздуха:

, кВт ч / м2 год                                             (24) 1.4. Для систем горячего водоснабжения 1.4.1. Для систем горячего водоснабжения в зимний период года :

 = 24 Zon Kгв Nгвз / Агв, кВт ч / м2 год                                     (25) где Nгвз потребляемая мощность приводов циркуляционных и повысительных насосов в системах горячего водоснабжения зимой, кВт.

Для систем горячего водоснабжения в летний период года Nуnэгвл:

 = 24 Zл Кгв Nгвл / А гв, кВт ч / м2 год                                     (26) где Nгвл потребляемая мощность циркуляционных и повысительных насосов в системах горячего водоснабжения летом, кВт.

1.4.3. Для систем горячего водоснабжения за год :

, кВт ч / м2 год                                              (27) 1.5. Суммарное расчетное значение годового удельного расхода электроэнергии в здании на отопление, вентиляцию, кондиционирование воздуха, включая холодоснабжение кондиционеров и на горячее водоснабжение  составит:

, кВт ч / м2 год                      (28) Долевой вклад рассмотренных инженерных систем в потребление электрической энергии зданием описывается выражением:

               (29) МЕТОДИКА СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН ЭНЕРГОЗАТРАТ НА ОСНОВНЫЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ЗДАНИЙ   Накопление и обобщение информации по расходу энергии важно для дальнейшего совершенствования методик и нормативов на проектирование.

Проведем численный анализ на конкретных примерах.

Инженером А.В. Алехиным в качестве своей дипломной работы под руководством автора настоящей работы в 2002 году выполнен проект отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с оценкой теплопотребностей систем горячего водоснабжения для главной части предприятия «Торговотехнический центр «Тойота»» в городе Москве. По проектным данным, согласно приведенным выше методикам, им были выполнены расчеты потребления тепловой и электрической энергии.

Итоговые формулы (15) и (16) по расходу тепловой энергии дали следующие результаты в рядах чисел:

qеу.р.т = 86,2 + 17,8 + 136,2 + 0,23 = 240,4 кВт ч/ м2 год                 (30) и У100 qi / qеу.р.т = 35,9% + 7,41% + 56,6% + 0,1% = 100%               (31) Как видим, доля отопления (теплопотери) представляет не самое большое слагаемое. Кондиционирование воздуха и механическая вентиляция (эти системы функционально наиболее близки) потребляют тепла в 1,8 раза больше (даже тепла!).

Итоговые результаты по расходу электрической энергии по формулам (28) и (29) кВт ч/ м2 год                     (32) и соответственно           (33) В выражениях (30 – 33) первое слагаемое – отопление, второе – вентиляция, третье – кондиционирование воздуха и четвертое – горячее водоснабжение.

Видно что в выражениях энергопотребления подавляющие затраты электроэнергии приходятся на системы механической вентиляции и кондиционирования воздуха.

Pages:     || 2 | 3 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.