РЕАЛИЗАЦИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ В УЧРЕЖДЕНИИ ОБРАЗОВАНИЯ

     Коллективом колледжа на протяжении многих лет осуществляется практическая деятельность по внедрению энергосберегающих технологий:

• термореновация зданий и крыши;
• установка терморегулятора тепловой энергии SR – 1 КМ;
• модернизация тепловых пунктов;
• установка частотного регулирования подающих насосов;
• замена стальных труб на полимерные;
• установка современной запорной арматуры;
• герметизация плинтусов и других мест утечек тепла;
• реновация чердачных и подвальных помещений;
• использование современных осветительных приборов и бытовой техники,
• замена ламп накаливания на более современные люминесцентные и светодиодные лампы,
• установка регуляторов с датчиком температуры наружного воздуха,
• использование фольгированной пленки «Порифлекс».

     Каждое из проведенных практических мероприятий результативно, о чем свидетельствует полученный экономический эффект.

     1) Проведение термореновации за счет увеличения термосопротивления ограждающих конструкций.

     При наружном утеплении снижение температуры по толщине существующей стены происходит достаточно медленно и плавно. Резкое падение температуры наблюдается ближе к наружной стороне, а зона отрицательных температур располагается в толще слоя дополнительной теплоизоляции.

Здание колледжа после термореновации	Здание колледжа до термореновации

 

     Расположение плотных, плохо пропускающих водяные пары материалов изнутри, а легких и пористых - снаружи, благоприятно влияет на влажностный режим стены и не создает условий для скопления в ней влаги. Если теплоизоляционный материал надежно защищен от атмосферных воздействий, такая стена в течение всего года сохраняет высокие теплозащитные свойства.

     С точки зрения поддержания нормального температурно-влажностного режима утепление с наружной стороны стены является оптимальным. Однако этот процесс отличается повышенной сложностью и трудоемкостью, требует тщательного подбора отделочных материалов, а также штукатурных и клеевых составов. Выполнение работ желательно поручить специалистам, хорошо знакомым с особенностями различных систем утепления. Наружное утепление с использованием штукатурных фасадных систем может выполняться только квалифицированными специалистами, имеющими лицензию на производство этих работ.

1. Для определения экономического эффекта необходимо определить количество теплоты, необходимое для здания колледжа, ограждающие конструкции которого подвергаются термореновации.

     1.1 Количество теплоты для отопления:

Q_от. = A*V_зд*q₀* (t_вн. – t_н.)*T_от.*24

      1.2 Количество теплоты для вентиляции:

Q_в. = A*V_зд*q_в.* (t_вн. – t_н.)*T_от.*8

где А – поправочный коэффициент (1,08);

V_зд  – строительный обьем здания колледжа, тыс. м³ (9,4);

q₀ – удельный расход тепловой энергии на отопление, ккал/м³*ч*С (0,36);

q_в. – удельный расход тепловой энергии на вентиляцию, ккал/м³*ч*С (0,28);

t_вн.  – температура воздуха внутри помещения, С (18);

t_н. – температура наружного воздуха, С (0,8);

T_от. – длительность отопительного периода, суток (204);

24 – время работы отопления, часов в сутки;

8 – время работы вентиляции, часов в сутки.

Таким образом, следует:

Q_от.  = 1,08 * 9,4 * 0,36 * (18 -0,8) * 204 *24 = 307768 Гкал

Q_в. = 1,08 * 9,4 * 0,28 * (18 -0,8) * 204 *8 = 73881 Гкал

1.3 Количество теплоты за отопительный период составит:

Q = Q_от. + Q_в. = 307768 + 73881 = 381649 Гкал.

2. Определим экономию тепловой энергии после выполнения термореновации ограждающих конструкций зданий колледжа.

       2.1 Определение годовой экономии тепловой энергии за счет снижения тепловых потерь через ограждающие конструкции на отопление:

Q = F_зд. * (t_вн. – t₀)*(1/R_т.факт. -1/R_т.дост.) *T_от. *24 *n *0,86*10^-6

где F_зд. – площадь ограждающих конструкций, подвергнутых термореновации (340 м²);

1/R_т.факт. -1/R_т.дост. – фактическое и достигнутое термосопротивление ограждающих конструкций зданий (до термореновации и после)                       (0,2 и 1 соответственно);

n – поправочный коэффициент (1).

Q = 340 * (18- 0,8) * (0,2 -1) * 204 * 24 *1 *0,86*10^-6 = 98,5 Гкал.

2.2 Определение годовой экономии тепловой энергии за счет снижения тепловых потерь через ограждающие конструкции на вентиляцию:

Q = F_зд. * (t_вн. – t₀)*(1/R_т.факт. -1/R_т.дост.) *T_от. *8 *n *0,86*10^-6

Q = 340 * (18 - 0,8) * (0,2 -1) * 204 * 8 *1 *0,86*10^-6 = 32,8 Гкал.

Общая экономия от термореновации колледжа составит:

32,8 + 98,5 = 131,3 Гкал

3. Таким образом, сумма годовой экономии в 2017 году в УО МГЭПТК составляет 131,3 Гкал.

       2) Установка терморегулятора тепловой энергии SR – 1 КМ

       В УО МГЭПТК был установлен терморегулятор, который подогревает воду в зависимости от водоразбора и закрывает проход теплоносителя в его отсутствие. В колледже внедрены блоки терморегулирования в учебном корпусе, общежитии, столовой и мастерских.

      Принцип работы блока регулирования зависит от температуры наружного воздуха. Блок позволяет  потребителю вводить недельный график отопления, который в течение суток задает две величины снижения температуры, что дает возможность экономить тепловую энергию.

      Терморегулятор тепловой энергии SR – 1 КМ

1. Для определения экономического эффекта необходимо рассчитать расход теплоты, который определяется следующим образом:

Q_от.год. = K*g*V*T*24 (t_вн. – t_нар.)*10^-6

K – поправочный коэффициент для Республики Беларусь =1,08;

g  – удельно тепловая характеристика здания =0,29;

V – строительный объем здания по наружному периметру =18290 м³;

Т –  продолжительность отопительного периода =204 суток;

t_вн. – температура помещения =19⁰ С;

t_нар. – средняя температура воздуха = -1,9⁰С;

Q_от.год. = 1,08*0,29*18290*204*24(19-(-1,9))*10^-6 = 586 Гкал.

      Экономический эффект от установки терморегулятора тепловой энергии SR – 1 КМ имеет следующие составляющие:

• поддержание комфортной температуры воздуха в помещениях путем соблюдения заданного графика зависимости температуры теплоносителя, поступающего в систему отопления, от температуры наружного воздуха составляет 2% (принимается на основании практических наработок) от годового расхода теплоты на отопление:

Q₁ = 586 Гкал*0,02 = 11,7 Гкал

• экономии тепловой энергии за счет ликвидации весенне-осенних перетопов в помещениях жилых, общественных и производственных зданий составляет 12% от годового расхода теплоты на отопление:

Q₂ = 586 Гкал*0,12 = 70,3 Гкал

При этом годовая экономия тепловой энергии (Q) в год в УО МГЭПТК составляет:

Q  = 11,7 + 70,3 = 82 Гкал

Исходя из расчета, годовая потребность на отопление составляет:

586 Гкал - 82 Гкал = 504 Гкал

       Таким образом, за счет установки терморегулятора в УО МГЭПТК следует, ежегодное снижение потребления тепловой энергии. Так за 5 летний период расход снизился на 82 Гкал, о чем и свидетельствуют произведенные расчеты. 

      3) Установка теплоотражающих экранов «изовор».

      Отопительные приборы в обычной практике устанавливают у наружных стен помещения. Работающий прибор активно нагревает участок стены, расположенный непосредственно за ним. Таким образом, температура этого участка значительно выше, чем остальная область стены, и может достигать 50С. Вместо того, чтобы использовать все тепло для обогрева воздуха внутри помещения, радиатор расходует тепло на обогрев холодных кирпичей или бетонных плит наружной стены здания. Что является причиной увеличенных тепловых потерь. Если батарея установлена в нише, тепловые потери будут еще больше, поскольку тонкая задняя стенка ниши обладает еще более низким сопротивлением теплопередаче, чем целая стена.

      Существенно снизить тепловые потери в данной ситуации позволяет установка теплоотражающих экранов «изовор», изолирующих участки стен, расположенные за отопительными приборами. В качестве таких экранов используются материалы с низким коэффициентом теплопроводности (около 0,05 В т/м С). Например, пенофол – вспененная основа с односторонним фольгированием. Но в принципе, теплоотражающим экраном может служить даже обычная фольга. Рекомендуемая толщина изоляции 5 мм. Отражающий слой должен быть обращен в сторону источника тепла.

      За счёт установки теплоотражающего экрана достигается снижение лучистого теплового потока, нагревающего наружную стену в месте за радиатором. Установка подобных отражателей является малозатратным способом экономии энергии с низким сроком окупаемости (около 1 – 2 лет) при наличии в помещении недотопа, установка таких экранов помогает повысить температуру и приблизить её к комфортной. При наличии термостатического вентиля и приборов учёта тепловой энергии следствием установки будет экономия тепла.

 

Теплоотражающий экран «изовор»

 

1. Для определения экономического эффекта необходимо рассчитать потери тепла в помещении, которые определяются следующим образом:

Q = (t_ср.бат. – t_ср.нар.) * F_бат. / R_ст.

где t_ср.бат. – температура между стенкой и батареей приблизительно 55⁰С;

F_бат. – проекция отопительного прибора на стену 0,5м*0,4м*0,4м²;

R_ст – практическое сопротивление теплопередачи стены определяют по формуле:

R_ст.  = 1/а_внут. + S_ст. / V_с. + 1/a_нар

а_внут. – коэффициент теплопередачи от внутреннего воздуха к ограждению (стена) = 8,7 Вт/м²;

a_нар. – коэффициент теплопередачи от наружного воздуха к стене 23 Вт/м²

S_ст.  – толщина стены 0,68 (кирпич 0,66 м, известковый раствор 0,02 м), коэффициент теплопроводимости кирпича 0,67, известково-песчаного раствора 0,87.

Таким образом, фактическое сопротивление теплопередачи стены:

R_ст. = 1/8,7 + 0,68 / 1,54 + 1/23  = 0,144+ 0,441 + 0,043 = 0,628 Вт.

Потери тепла через наружную стену:

Q₁ = 0,001 * (55 – (-1,5))*0,4/0,628 = 0,0358 кВт.

Потери тепла после установки теплоотражающих экранов:

Q₂ = К (t_вн  – t_нв) *F

Q₂ = 0,001* 0,05 *(19,5 – 1,5))*0,4 = 0,0004 кВт.

Объем тепловой энергии от использования теплоотражающих экрана составит:

Q = (0,359 – 0,0004)*2136*0,86*10^-3 = 0,06 ГКалл;

Объем экономии от 324 приборов в УО МГЭПТК составляет:

Q = 324 *0,06 = 19,4 ГКалл.

      4) Установка частотно-регулируемого электропривода позволяет снизить издержки за счет снижения изнашиваемости оборудования в пределе срока службы, повышение экономичности электрооборудований и постоянный контроль за его состоянием.

 

Частотно-регулируемый электропривод

 

Насос типа К20/30Р = 4кВТ производительность насоса Q = 20 м³/ час = 20 т/час, напор 30 м.

1. Расчет экономии топлива от внедрения регулируемого электропривода.

Определение относительной скорости вращения при снижении давления в подающем трубопроводе:

P/P =n²/n_ном.²

n =

где Р – давление в напорном трубопроводе, КГС/см²;

Р_ном. – номинальное давление в напорном трубопроводе, КГС/см²;

nном – номинальные обороты электродвигателя.

При регулировании расхода насоса при неизменном давлении в подающем трубопроводе (при выдерживании гидравлики) необходимо использовать следующую формулу:

Q/Q_ном. = n/n_ном.

n = Q/Q_ном. * nном

Q – фактическая производительность насоса, т/час;

Q_ном. – номинальная производительность насоса, т/час.

Q = Q_ном.м* n/n_ном. =  20 *2569/3000=17,1 т/час.

Определим мощность на валу насоса при работе на пониженном давлении:

N/N_ном. = n³ ном.

N = N_{ном. *} n² / n³ ном.

N = 4*2569³ / 3000³ = 4*0,62 = 2,5 кВТ;

где N_ном. – номинальная мощность на валу насоса, кВт;

n – обороты электродвигателя при работе на пониженном давлении (производительности) в напорном трубопроводе, об/мин;

nном – номинальные обороты электродвигателя об/мин.

Годовой расход электроэнергии при работе насоса с номинальной  скоростью:

W_n = N_ном. *T * K_ис,_. кВТ;

где Т – количество часов работы в сутки 16,5 ч./сутки*365 дней – 6023 часа в году;

K_ис – коэффициент использования;

W_n = 4*6023*0,7 =16864 кВТ час.

Годовой расход электроэнергии при работе насоса с инвертером:

W_n = 2,5*6023*0,7 =10540 кВТ час.

Годовая экономия электроэнергия при работе насоса с инвертером, по сравнению с обычным электроприводом:

W ₌ W_n  - W

W = 16864 – 10540 = 6324 кВт/час.

Годовая экономия электроэнергии при  работе насоса с инвертером условного топлива от внедрения регулируемого привода с учетом потерь на транспорт электроэнергии в электросетях:

B = W*b_э = (1+К_нов/100)*10^-3 т.у.т.;

       где b_э – удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии в системе концерна «Белэнерго». В целях соблюдения сопоставимости в расчетах средней удельный расход принимается равным коэффициента пересчета электроэнергии в условное топливо 0,28 кгут/кВТ. К_под  потери в электросетях в системе концерна «Белэнерго»:

В = 6324*0,28* (1+5/100)*10^-3= 1,9 т.у.т.

Таким образом, экономия в УО МГЭПТК составляет 1,9 т.у.т.:

250 *1,855*1,9 = 881,125 р.

5) Замена ламп накаливания на более современные люминесцентные и светодиодные лампы.

В учебных классах и мастерских колледжа установлены компактные люминесцентные лампы, они же энергосберегающие.

Они потребляют в среднем в 3 – 4 раза меньше энергии, чем обычные лампочки накаливания, но отдают столько же света, и

срок работы КЛЛ в 6 – 16 раз больше, чем у обычной лампочки.

      На прилегающей территории колледжа установлено 5 прожекторов с датчиками инфракрасного излучения. Их использование дает экономию электроэнергии 2000 кВт/ч в год. Кроме этого  приобретается современное энергосберегающее оборудование: электроплиты, электрические станки и т.д.

 

Современные люминесцентные и светодиодные лампы

Все перечисленные мероприятия  позволили снизить потребление электроэнергии с 629 кВт/ч  до 303 кВт/ч , что составило 39,4%.

 

      6) Экономия воды в УО МГЭПТК

Большое количество энергии затрачивается и на подогрев воды.

В нашем колледже  знают об этой проблеме и экономию осуществляют следующими способами:

• своевременная замена прокладок, сальников;
• замена старых вентильных смесителей на шаровые;
• контроль за исправностью сливных бочков туалетов;
• замена стальных труб на полимерные;
• установка современной запорной арматуры.

      Исходя, из норм потребления питьевой воды горводоконал поставляет колледжу ежемесячно  2500 м³ воды, однако проанализировав расход воды за текущий год можно отметить, что учреждение образования потребляет меньше.

 

Замена старых вентильных  смесителей на шаровые	Установка современной запорной арматуры и счетчиков учета воды

 

 

      Согласно отчета (приложение 28) о выполнении мероприятий по экономии топливно-энергетических ресурсов и увеличению использования местных топливно-энергетических ресурсов за 2021 год свидетельствует о том, что в результате внедрения теплоотражающих экранов в корпусе №2 (ул. Челюскинцев 56) позволило сэкономить 3,6 т.у.т, при этом было запланирована экономия в размере 2,2 т.у.т. Таким образом прирост составил 63,6%.

Динамика потребления тепловой энергии в корпусе №2

(ул. Челюскинцев 56) за счет проведения энергосберегающих технологий

 

      Подводя итог, всему вышесказанному следует, что УО МГЭПТК ежегодно внедряет в практику инновационные энергосберегающие технологии, которые позволяют сэкономить бюджетные средства и направить их на улучшение материально-технической базы колледжа.