nov_energolekcii12

проемов.

-Уплотнение строительных ограждающих конструкций здания.

-Проверка герметичности вентиляционных воздуховодов (уменьшение расхода воздуха, тепла и потребляемой мощности электродвигателем привода вентилятора).

-Отключение вентиляции в ночные и нерабочие периоды.

-Широкое применение местной вентиляции.

-Применение систем частотного регулирования двигателей вентиляторов вместо регулирования заслонкой. Установка частотного регулятора имеет срок окупаемости до 1.5 - 2 лет (при широком диапазоне регулирования расхода воздуха через вентиляционную систему и значительной доле времени работы с подачей 50% и менее от максимального рабочего значения).

-Уменьшение потерь давления вследствие снижения скорости воздуха в воздуховодах (при увеличении внутреннего диаметра воздуховода в два раза, скорость воздуха снижается в четыре раза, а потери давления уменьшаются более чем на 75%. Удвоение скорости потока воздуха в 4 раза увеличивает необходимое давление, создаваемое вентилятором, и в 8Подачараз свежегопотребляемуювоздуха им

Выбрасываемыймощностьвоздух ).

- Правильное согласование рабочих характеристик вентилятора с характеристикой

Клемный короб

вентиляционной системы при подборе передаточного отношения привода вентилятора.

-Своевременная очистка воздушных фильтров и теплообменников для уменьшения их гидравлического сопротивления.

-Организация рекуперации теплоты в количестве не менее 50 % теплоты удаляемого воздуха. (рис.5.20).

Удаляемый воздух

Подогретый воздух

Байпасный короб

Пневматический короб

Рис.5.20. Схема рекуперации тепла воздуха выбрасываемого вентсистемой

Технические решения:

Для обеспечения утилизации тепла в систему включенные специальные теплообменники, например, перекресточные, при необходимости снабженные тепловым насосом.

Современные установки в домах с качественной теплоизоляцией, в сравнении с конвективной системой отопления, разрешают экономить до 50% тепла.

Эффективность рекуперации тепла от удаляемого воздуха, который, в пластинчатых теплообменниках составляет около 60%, при удаляемом влажном воздухе больше. Это означает, что в квартире жилой площадью 100 м2:

-мощность системы отопление ниже на 10 Вт/м2 жилой площади;

-годовое потребление тепла снижается приблизительно с 40 до 15 квт/м2·год.

Экономическая эффективность

Регулируемая система вентиляции и утилизаци тепла требует по сравнению с другими системами. меньше энергетических затрат на подогрев воздуха. При этом снижается установленная мощность системы отопления, вследствие чего при новом строительстве снижаются инвестиционные затраты. Дополнительно, за счет использования систем утилизации тепла, снижаются затраты на топливо, так как используются бытовые тепловыделения (имеются в виду тепловые выделения человека, электрических приборов, освещение, а также инсоляция и т.д.). Бытовые тепловыделения вместо того, чтобы "перегревать" помещения, в котором они возникают, перераспределяются по системе воздуховодов в те помещения, где есть "недогрев". Также следует иметь в виду, что во многих квартирах продолжительное проветривание через открытые окна часто нежелательно при высоком уровне наружного шума шума. Использование в системе механической вентиляции установок утилизации тепла и тепловых насосов делает ее еще более энергоэкономичной.

На Западе, в ряде федеральных земель ФРГ, существуют специальные налоговые льготы, благодаря которым можно снизить на 20-30% первоначальные затраты на внедрение

энергосберегающих технологий. Ряд программ энергосбережения содержит разделы, посвященные вентиляции жилых помещений. Так, например, в программе земли Рейн-Пфальц предусмотрена доплата до 25%, но не более 7500 ЕВРО на внедрение энергосберегающих технологий. В особенности рекомендуется внедрение тепловых насосов, при этом в некоторых землях предполагается доплата до 30% сметной стоимости.

Пример использования

Утилизация тепла в многоквартирном доме.

В типичном многоквартирном доме в г. Лейпциге, в здании 1912 года, которое было реконструировано и дополнительно теплоизолировано, голландская вентиляционная фирма Van Ophoven применила регулируемую систему вентиляции с утилизацией тепла. Дома такого типа составляют до 60% жилого фонда Лейпцига. Система приточно-вытяжной вентиляции с утилизацией тепла в перекрестном теплообменнике была автономной к моменту включения дополнительного подогревателя приточного воздуха. В рассматриваемом примере равновесной системы вентиляции для обеспечения утилизации тепла в систему включены специальные перекрестные теплообменники. Каждая квартира оборудована системой, установленной на стене в специально отведенном месте. Внешний воздух предварительно нагревался в устройстве утилизации, а потом с помощью дополнительного подогревателя нагревался до необходимой температуры. Анализ эффективности этой системы показал, что экономия энергии составляет 40%, а выбросы CO2 снизились на 69%.

Воздухообменные установки в многих административных домах в г. Носсене, в офисах, больницах, банках благоприятный микроклимат обеспечивают энергоэкономичные воздухообменные установки с утилизацией тепла. Эффективность утилизации тепла в противоточных теплообменниках может достигать 60%.

Анализ режимов работы системы горячего водоснабжения

Расход воды и тепла на горячее водоснабжение необходимо оценить при составлении теплового и водного баланса. Нормативы суточного удельного расхода горячей воды для различных потребителей приведены в СНиП 2.04.01-85.

Расчетный среднегодовой расход тепла на горячее водоснабжение, соответствующий нормам СНиП, можно оценить по формулам:

Qгв=i=1m (ni*qсрi* в*C*(tт - tх.в ) *Тi ккал/год.

где:

i - количество видов потребителей горячей воды;

ni - число потребителей (одного вида) горячей воды,

qсрi - средняя норма расхода горячей воды , м3/сутки,([110] приложение 9);B -плотность воды, кг/м3;

С- теплоемкость воды 1 ккал/(кг оС);

tTi - средняя температура горячей воды водоразборных стояках (для жилых домов + 50 о С);

tх.в - температура холодной воды в водопроводе в зимний период (при отсутствии данных принимается равнй 5оС, при питании из скважины - 13-14оС);

Тi - период потребления горячей воды в сутках;

tх.л - температура холодной воды в водопроводе в летний период (при отсутствии данных принимается равной 15оС).

Расход воды в системе ГВС равен:

Wгв= = i=1m (ni qсрi(tтi - tх.в ) *Т м3

Системы горячего водоснабжения предназначены для подачи потребителям горячей воды, температура которой в месте водоразбора должна быть не ниже 50-55 С.

При проведении энергоаудита необходимо проверить эффективность работы составляющих элементов системы горячего водоснабжения:

-устройства для нагрева воды, которым может служить котел (в системах с собственным источником теплоты) или теплообменник (в системах, подсоединенных к центральным тепловым пунктам – ЦТП, или к местным тепловым пунктам – МТП);

-подающей трубопроводной сети, состоящей из разводящего трубопровода и водоразборных подающих стояков;

-циркуляционной сети, состоящей из сборного циркуляционного трубопровода и циркуляционных стояков;

-водоразборной, регулирующей и запорной арматуры;

-циркуляционного или циркуляционно-повысительного насоса (режимы эксплуатации и способы регулирования, см.раздел 4.4.1).

-организацию съема показаний приборов учета энергоносителей при их наличии;

Эффективность работы систем горячего водоснабжения зависит, главным образом, от соблюдения гидравлического и теплового режимов, применяемых средств регулирования на переменных режимах.

Основными причинами нарушений гидравлического режима являются:

-уменьшение давления воды в городском водопроводе ниже требуемого;

-увеличенное сопротивление водонагревательных установок;

-завышенные напоры циркуляционных насосов при установке их на циркуляционных трубопроводах квартальных сетей горячего водоснабжения;

-недогрев воды в водонагревательных установках, в результате которого повышается водоразбор, что приводит к увеличению потерь давления;

-нечеткое управление работой хозяйственных насосов и отсутствие надежных средств автоматического управления;

-неисправности запорной арматуры на трубопроводах системы горячего водоснабжения.

-превышение рабочего давления у потребителя, значительно выше требуемого, приводящее к перерасходу горячей воды,- устраняется редукционными клапанами.

Основными причинами нарушения теплового режима в системах горячего водоснабжения являются:

-недогрев воды водонагревательными установками в результате уменьшения коэффициента теплопередачи из-за образования накипи, либо понижения температуры сетевой воды ниже минимально допустимой, либо неправильного включения секций водонагревателя по греющей воде, либо неисправности или некачественная наладка регуляторов температуры и расхода воды;

-гидравлическая разрегулировка систем горячего водоснабжения, которая вызывается пониженным сопротивлением секционных узлов системы или циркуляционных колец отдельных зданий.

-зарастание системы ГВС отложениями, которые можно отмыть при использовании комплексонов.

-потери воды вследствие утечек в разводящей системе.

Одной из основных проблем, мешающих эффективной работе систем ГВС, является образование отложений в бойлерах и системах циркуляции и подводки горячей воды к потребителю. Как отмечалось выше, эффективными способами борьбы с отложениями является применение комплексонов в процессе эксплуатации, отмывка слабыми растворами соляной кислоты, струей воды под высоким давлением или электрогидроимпульсная прочистка (реализуемая с помощью аппаратуры «Зевс»).

Тепловые потери тепловых сетей отопления и ГВС.

При обследовании магистральных и внутриквартальных теплосетей проверяются следующие возможные причины потери энергии:

-Наличие плохого качества тепловой изоляции (устанавливается по фактическим тепловым потерям на основе данных по расходу воды и падению температуры теплоносителя на входе и выходе из трубопроводов);

-Наличие утечек воды в теплотрассе (определяются по расходу подпиточной воды, либо по балансу расхода воды в прямой и обратной трубах). Для выявления мест утечек в подземных теплотрассах используются акустические течеискатели, в том числе корреляционные

течеискатели указывающие расположение мест утечек между двумя датчиками, размещаемыми на исследуемом участке.

-подтопление теплотрасс с плохой гидроизоляцией трубопроводов.

Особенно велики нерасчетные теплопотери в тепловых сетях с подземной прокладкой трубопроводов и высоким уровнем грунтовых вод при затоплении их дождевыми или паводковыми водами. При таком нарушении тепловой изоляции труб теплопотери в тепловых сетях достигают 50% и более. Увлажнение теплоизоляции вследствие затопления теплотрассы грунтовыми водами определяется по парению в смотровых колодцах и по удельной величине теплопотерь. Потери тепла устраняются либо надземной прокладкой теплотрасс, либо применением предварительно изолированных труб, например, с изоляцией из пенополиуретана. Наличие датчиков нарушения гидроизоляции предварительно изолированных труб позволяет своевременно определять их повреждения.

Для оценки состояния теплотрасс необходимо сравнить в них потери теплоты с теми значениями, которые допускались при проектировании в соответствии с требованиями СНиП [114-116] . Ниже приведены значения потерь в изолированных и неизолированных трубопроводах (табл. 5.7 -5.9). Эти данные можно использовать для оценки эффективности рекомендаций по улучшению теплоизоляции труб систем теплоснабжения.

Определение потерь тепла в теплотрассах проводится по результатам приборного обследования и выполненных тепловых расчетов.

Таблица 5.7. Нормируемые потери тепловой энергии изолированными водяными теплопроводами при подземной бесканальной прокладке, и в непроходных каналах (температура грунта на глубине заложения трубопроводов +5оС), Вт/м

Таблица 5.8. Нормируемые потери тепловой энергии изолированными водяными трубопроводами при надземной прокладке (температура атмосферного воздуха +5оС), Вт/м. *)

*) Потери тепла пропорциональны разности температур внутри трубопровода и окружающей среды (воздуха).

Таблица 5.9. Тепловые потери неизолированных черных труб*

*)Данные представлены в Вт/ пог.м. Эти цифры соответствуют количеству литров нефти, потерянной на погонный метр трубопровода за год при круглогодичной эксплуатации. Теплофизические характеристики окружающего воздуха в расчетах взяты для температуры окружающей среды 100С. Расчеты выполнены при естественной конвекции.

Потери тепла Qут, связанные с утечками воды Vут или пара через нарушение герметичности трубопроводов и паропроводов, нарушение сальниковых узлов и прокладок задвижек, зависят от давления в системе (таб. 5.10) и определяются по формуле:

Q ут= в Vут Cв (tгв - tхв) ккал/час

где:

в- плотность воды ( 1кг/л );

Vут - объемный расход воды через неплотности системы, л/час; Cв- теплоемкость воды (1ккал/кг);

tгв - температура горячей воды оС;

tхв - температура холодной воды подпитки системы оС.

Таблица 5.10. Влияние давления в системе и диаметра отверстия на величину утечек воды и пара.

При проведении анализа состояния и условий эксплуатации тепловых сетей следует учитывать:

-фактические и нормативные потери теплоты на магистральных, распределительных и внутриквартальных тепловых сетях [ 114, ];

-случаи затопления и заиливания каналов и причины этих явлений при канальной прокладке;

-аварийность на 1 пог. км тепловой сети по типам прокладки с определением основных причин;

-объемы утечек теплоносителя, в том числе при авариях* [ 122 ] ;

-располагаемый напор перед системами теплопотребления и, в особенности, на концевых участках теплосети;

-количества и места расположения зданий с недостаточным напором;

-наличие приборов учета теплоты на границе балансовой ответственности;

-состояние диспетчеризации.

Потери тепловой энергии в центральных тепловых пунктах

Потери тепловой энергии в центральных тепловых пунктах формируются и определяются:

-нарушением теплоизоляции;

-утечками теплоносителя;

-плохой регулировкой оборудования теплового пункта;

-несогласованным режимом работы насосов;

-наличием отложений в теплообменниках, приводящих к увеличению их гидравлического сопротивления и ухудшению процессов теплообмена.

Анализ состояния внутридомовых инженерных систем.

При проведении анализа состояния внутридомовых инженерных систем следует учитывать:

-результаты сравнения потребляемой тепловой мощности на отопление и горячее водоснабжение зданий различного назначения с проектными данными;

-наличие перетопа или недотопа здания или его частей;

-наличие непрогреваемых и плохопрогреваемых стояков;

-способы удаления воздуха из системы стояков;

-наличие на элементах системы отопления и горячего водоснабжения ржавых подтеков, заваренных свищей, хомутов;

-наличие отложений на внутренней поверхности труб в системах отопления, горячего и холодного водоснабжения, целесообразность проведения их отмывки;

-необходимость проведения наладочных работ на внутридомовых инженерных системах с установкой регулирующих клапанов;

-соответствие расходов холодной и горячей воды местным нормативам;

-наличие утечек горячей и холодной воды через арматуру;

-наличие жалоб на отопление;

-наличие жалоб на недостаточную подачу горячей и холодной воды;

-наличие приборов учета и регулирования расходов тепла, горячей и холодной воды.

Необходимо сопоставить данные о фактическом количестве приборов учета тепла, холодной и горячей воды, газа с потребностями и имеющимися планами и оценить (в %) степень обеспеченности теплового узла здания приборами учета.

Следует оценить целесообразность установки коммерческих узлов учета потребления энергоносителей на вводах зданий и установки приборов поквартирного учета энергоносителей.

При анализе состояния учета необходимо:

-оценить технический уровень приборов и срок их эксплуатации;

-отразить организацию съема показаний приборов учета энергоносителей при их наличии;

- отметить состояние технического обслуживания и организацию периодической поверки приборов.

Индивидуальный учет потребления эффективен тогда, когда потребитель имеет возможность регулировать расход тепла в зависимости от своих собственных потребностей.

13. Анализ работы систем водоснабжения.

ВУкраине централизованные системы водоснабжения имеют 82 города (99,6% общего количества городов) и 1691 поселок городского типа (88%). Из 58 тыс. сельских населенных пунктов системы централизованного водоснабжения имеют 33,9 тыс. населенных пунктов (22%).

Общая протяженность водопроводных сетей в населенных пунктах Украины составляет 58,4 тыс. км. Водопроводными сооружениями ежегодно подается 23,1 млрд. м3 воды, в том числе населению и на коммунально-бытовые нужды - 14,1 млрд. м3. Мощность водопроводов составляет 90 млн. м3/сут, дефицит мощности водопроводов превышает 10% имеющейся. В связи с этим, при среднем уровне удельного водопотребления по стране на хозяйственно-питьевые и коммунально-бытовые нужды 264 л/сут на 1 жителя, в ряде регионов этот показатель не превышает 150-200 л.

Вгородах и поселках городского типа Украины эксплуатируется 801 водопровод

(централизованное водоснабжение) и 476 водопроводных сетей. Имеющиеся мощности водопроводов используются со значительной перегрузкой и не обеспечивают бесперебойного водоснабжения во многих городах и регионах. В ряде городов вода подается в жилые районы по графику, со значительными перебоями.

Источником хозяйственно-питьевого водоснабжения многих крупных городов являются поверхностные воды. Почти в половине городов с населением свыше 50 тыс. чел. централизованное водоснабжение либо полностью основано на поверхностных водах, либо оно составляет более 90% в балансе водопотребления. Так как поверхностные воды практически не защищены от загрязнения, население этих городов находится под постоянной угрозой потребления воды, не соответствующей нормативам качества.

Для водоснабжения сельских населенных пунктов в основном используются подземные воды (9,8 млн. м3/сут, или 87% общего объема водопотребления), а также поверхностные источники (1,4 млн. м3/сут, или 13%). Из водопроводов несельскохозяйственного назначения сельские потребители получают 430 тыс. м3/сут. В отдельных районах используется привозная вода (140 тыс. м3/сут). В сельской местности водой низкого качества пользуются 16,6 млн. чел. (45%), в том числе 11,1 млн. чел. используют воду непитьевого качества из децентрализованных источников и 5,5 млн. чел. потребляют недоброкачественную воду из сельских централизованных систем водоснабжения.

Действующая в стране система водоснабжения населения находится в чрезвычайно плохом состоянии. Более 40% водопроводов с забором воды из поверхностных водных источников, обеспечивающих 68% водопотребителей в городах и поселках городского типа и около 10% в сельской местности, не имеют необходимого комплекса очистных сооружений для обеззараживания и очистки воды. По многим водозаборам не соблюдаются режимы зон санитарной охраны.

В1998 г. в 53 областях Украины произошло 91 серьезное нарушение в работе предприятий жилищно-коммунального хозяйства, что в 1,13 раза больше, чем в прошлом году. Из них на объектах и сетях водоснабжения и канализации было 14 аварий (11,5%), на объектах теплоэнергоснабжения - 67

аварий (55,4%).

Анализ показывает, что значительная часть техногенных аварий произошла по причинам ветхости сетей и оборудования - 33 случая (27,3%), а также из-за нарушений правил технической эксплуатации -30 случаев (24,8%).

Врезультате стихийных бедствий в 1998 г. произошло 40 аварий (33%) на объектах водоснабжения, канализации и теплоснабжения.

Внеудовлетворительном состоянии находятся водоразводящие сети, износ которых доходит до 50% и непрерывно возрастает, что обусловливает частые аварии и, как следствие, загрязнение водопроводной воды. Потери воды во внешних сетях при транспортировке от водоисточников до водопотребителей составили в 1998 г. 3,3 км3, более 14% воды теряется из-за утечек в водопроводных сетях жилищного фонда.

ВУкраине каждый второй житель вынужден использовать для питьевых целей воду, не соответствующую по ряду показателей гигиеническим требованиям; почти треть населения страны пользуется децентрализованными источниками водоснабжения без соответствующей водоподготовки;

население ряда регионов страдает от недостатка питьевой воды и отсутствия связанных с этим надлежащих санитарно-бытовых условий.

Положение усугубляется тем, что большой объем сточных вод промышленных предприятий (до 50% в отдельных городах) поступает на очистные сооружения коммунального хозяйства, которые не рассчитаны на очистку промышленных сточных вод. Только незначительная часть городов имеет системы ливневой канализации с полным комплексом очистных сооружений, вследствие чего в водные объекты с селитебных территорий поступает много загрязненных стоков.

Одна из главных причин загрязнения водных объектов, в том числе и питьевого назначения - ежегодное поступление в них загрязненных сточных вод: в 1998 г. в поверхностные водные объекты сброшено 55,7 км3 сточных вод, из которых 22 км3 являются загрязненными [ 22 ]. На долю ЖКХ пришлось 55,2% общего объема сброса загрязненных сточных.

По системе водоснабжения производится оценка следующих факторов:

-сопоставляется суммарная производительность водоисточников и нормативная потребность в воде,

определяется дефицит мощностей водоисточников (или резерв), оцениваются удельные расходы электроэнергии на 1м3 полезно используемой воды;

-оценивается качество подаваемой воды путем сопоставления качественных параметров питьевой воды с требованиями СаНПиН [123];

-производится сопоставление производственных мощностей насосных станций I подъема, водоочистных сооружений и насосных станций II подъема, пропускной способности выходных водоводов;

-сопоставляются данные об аварийности сетей (на 1 км протяженности) с нормативными данными;

-по насосным станциям выявляются потери напора при дросселировании на задвижках на выходе после насосов перед выходными водоводами;

-выявляются точки сети с недостаточными свободными напорами, а также места с избыточными давлениями, приводящиек перерасходу электроэнергии;

-оценивается состояние приборного учета расхода воды по насосным станциям, а также состояние диспетчеризации.

-проверяется зонирование по величине необходимого напора в системе и в высоких домах (это уменьшает перерасход воды и потребление электрической энергии на водоснабжение).

При превышении давления перед потребителем наблюдается перерасход воды, связанный с большой скоростью истечения и замедленной реакцией потребителя. Для предотвращения перерасхода воды устанавливаются дроссельные регуляторы давления после себя, а не краном потребителя. Эти регуляторы могут быть групповыми (на группу потребителя, с завышенным давлением). Возможная экономия воды оценивается путем сравнения фактического удельного водопотребления (л/сутки на 1 человека) с нормативными значениями.

- определяется экономия затрат на ликвидацию аварий при уменьшении их числа до норматива. Оценивается эффективность действующей системы зонирования водопроводной сети с учетом планировки города и этажности застройки.

Инструментальные обследования проводятся с использованием переносных расходомеров, электросчетчиков и переносных измерителей давления с автоматической регистрацией данных.

Насосы являются основным элементом систем водоснабжения. От их правильного подбора, эффективного регулирования в течение суток зависит как экономия потребляемой электрической энергии, так и перерасход воды через неплотности системы и потребителем вследствие превышения давления перед водоразборными кранами. Резервы экономии электроэнергии оцениваются по величине потерь напора на насосных станциях, связанных с дросселированием избыточного давления на задвижках после насосов и у потребителя, по продолжительности работы насосов в неэкономичных режимах.

Анализ эффективности работы насоса при снижении подачи меньше номинального значения показывает, что при малых расходах увеличиваются удельные затраты электрической энергии на подачу 1 м3 воды вследствие снижения КПД насоса. Необходимо при малой подаче переходить на использование насосов с меньшей производительностью (рис.6.2.) либо использовать аппаратуру частотного регулирования скорости насосов. С уменьшением подачи насоса удельные затраты электроэнергии при дроссельном методе регулирования быстро возрастают.

1. Энергосбережение при сборе и переработке твердых и жидких отходов.

Анализ работы систем водоотведения и очистки стоков

Технологические процессы обработка промышленных стоков - это дорогостоящие процессы, в которых широко используется электропотребляющее оборудование,- нагнетатели, насосы и транспортеры.

Промышленные и бытовые стоков перед сбросом бассейны рек обрабатывается для уменьшения содержания органических примесей (до уровня предельной допустимой концентрации ,-ПДК), которое оценивается по уменьшению ПБК (потребность в биологическом кислороде) и ПХК (потребность в химическом кислороде) для переработки органических примесей. Конечным продуктом процесса очистки обычно является вода и отстой, который необходимо удалить.

Данные процессы характеризуются высоким потреблением энергии, главным образом электричества.

Энергосбережение в системах сбора и очистки сточных вод развивается по следующим направлениям:

Технологические возможности процессов с образованием стоков;

Технологические возможность систем ;

Управление и оптимизация процессов и системы;