Методика оценки эффективности реализованных мероприятий проекта в натуральном и денежном выражении ОГЛАВЛЕНИЕ 1. ОПИСАНИЕ ЦЕЛЕЙ И ЗАДАЧ ........................................................................ 5 1.1. Цели разработки методики оценки эффективности реализованных мероприятий проекта в натуральном и денежном выражении .......................... 5 1.2. Задачи разработки методики оценки эффективности реализованных мероприятий проекта в натуральном и денежном выражении .......................... 6 2. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ ПРОЕКТА В РЕАЛИЗАЦИИ НАТУРАЛЬНОМ И ДЕНЕЖНОМ ВЫРАЖЕНИИ ......................................................................................................... 7 3. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ МЕРОПРИЯТИЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА В РЕАЛИЗОВАННЫХ НАТУРАЛЬНОМ И ДЕНЕЖНОМ ВЫРАЖЕНИИ. ОЦЕНКА ЭКОНОМИИ ОТ РЕАЛИЗАЦИИ ЕДИНИЧНЫХ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ДЕНЕЖНОМ МЕРОПРИЯТИЙ ВЫРАЖЕНИИ, В ОСНОВАННЫЕ НАТУРАЛЬНОМ НА И ТЕХНИЧЕСКОЙ СУЩНОСТИ ВЫПОЛНЯЕМЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ........................................... 8 3.1. Оценка эффективности мероприятия «Монтаж теплоотражающих конструкций за радиаторами отопления»в натуральном и денежном выражении ................................................................................................................ 8 3.2. Оценка эффективности мероприятия «Восстановление теплоизоляции внутренних трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения (ГВС) в неотапливаемых подвалах и чердаках» в натуральном и денежном выражении .............................................................................................................. 10 3.3. Оценка эффективности мероприятия «Внедрение энергоэффективных светильников. Замена световых приборов и ламп накаливания» в натуральном и денежном выражении ................................................................. 14 3.4. Оценка эффективности мероприятия «Применение воздушных завес» в натуральном и денежном выражении ................................................................. 16 3.5. Оценка эффективности мероприятия «Промывка трубопроводов системы отопления. Снижение тепловых и гидравлических потерь за счѐт удаления 2 внутренних отложений с поверхностей радиаторов и разводящих трубопроводов»в натуральном и денежном выражении .................................. 20 4.6. Оценка эффективности мероприятия «Использование датчиков движения» в натуральном и денежном выражении .......................................... 23 4.7. Оценка эффективности мероприятия «Монтаж низкоэмиссионных пленок на окна» в натуральном и денежном выражении ................................. 25 4.8. Оценка эффективности мероприятия «Применение автоматических дверных доводчиков на входных дверях» в натуральном и денежном выражении .............................................................................................................. 28 4.9. Оценка эффективности мероприятия «Применение автоматических сенсорных смесителей» в натуральном и денежном выражении .................... 29 4.10. Оценка эффективности мероприятия «Улучшение теплозащитных свойств ограждающих конструкций здания (кровля)» в натуральном и денежном выражении ........................................................................................... 30 4.11. Оценка эффективности мероприятия «Утепление внутренних перегородок» в натуральном и денежном выражении ...................................... 32 4.12. Оценка эффективности мероприятия «Утепление наружных дверей и ворот» в натуральном и денежном выражении.................................................. 34 5. РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕАЛИЗОВАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ В НАТУРАЛЬНОМ И ДЕНЕЖНОМ ВЫРАЖЕНИИ В СОПОСТАВИМЫХ УСЛОВИЯХ ........................................ 36 5.1. Порядок расчета эффекта от мероприятия в натуральном и денежном выражении в сопоставимых условиях ................................................................ 39 5.2. Пример расчета эффекта от установки экономичных светильников ....... 40 5.3. Оценка эффекта от реализации комплекса программ по энергосбережению ................................................................................................ 43 5.4. Учет взаимного влияния мероприятий ........................................................ 44 6. АЛГОРИТМЫ ИНТЕРПРЕТАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА И ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАСЧЕТОВ ............................................................ 45 3 6.1. Технологии и периодичность сбора информации для осуществления расчетов .................................................................................................................. 45 6.2. Алгоритмы интерпретации результатов расчета эффективности мероприятий проекта в натуральном и денежном выражении ........................ 46 6.3. Порядок проведения расчетов ...................................................................... 47 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 49 ЛИТЕРАТУРА ....................................................................................................... 50 4 1. ОПИСАНИЕ ЦЕЛЕЙ И ЗАДАЧ 1.1. Цели разработки методики оценки эффективности реализованных мероприятий проекта в натуральном и денежном выражении Целью разработки методики оценки эффективности реализованных мероприятий проекта в натуральном и денежном выражении является обеспечение возможностей для оценки эффективности реализованных мероприятий проекта, поиска наиболее оптимальных решений для их внедрения, формирования типовых проектов, состоящих из эффективных энергосберегающих мероприятий. 5 1.2. Задачи разработки методики оценки эффективности реализованных мероприятий проекта в натуральном и денежном выражении Основными задачами по разработке методики оценки эффективности реализованных мероприятий являются: - выбор критериев оценки эффективности выполнения энергосберегающего мероприятия; - разработка алгоритмов расчета критериев по оценке экономии от реализации единичных энергосберегающих мероприятий в натуральном и стоимостном выражении, основанные на технической сущности выполняемых мероприятий. 6 2. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ МЕРОПРИЯТИЙ ПРОЕКТА В НАТУРАЛЬНОМ И ДЕНЕЖНОМ ВЫРАЖЕНИИ Критерии оценки эффективности реализации можно поделить на две основные группы: - Интегральные критерии оценки, основанные на инвестиционном анализе реализации проектов по энергосбережению и повышению энергетической эффективности - Оценка экономии от реализации единичных энергосберегающих мероприятий в натуральном и стоимостном выражении, основанные на технической сущности выполняемых мероприятий Поскольку в соответствии с пунктом II.4.1.1. «Разработка методики оценки эффективности реализованных мероприятий проекта в натуральном и денежном выражении» требуется разработка методики оценки эффективности реализованных мероприятий проекта в натуральном и денежном выражении, то в настоящей работе рассматриваются только критерии второй группы. Описание сущности и примеры алгоритмов расчета критериев второй группы приведено в разделе 5. и 6. настоящей методики. Общий перечень показателей приведен в таблице 1. Таблица 1. Критерии оценки эффективности реализации мероприятий № п/п Наименование критерия 1 Чистая прибыль 2 Простой срок окупаемости капиталовложений 3 Рентабельность инвестиций 4 Срок предельно возможного полного возврата кредита 5 Чистый дисконтированный доход 6 Индекс рентабельности инвестиций 7 Внутренняя норма доходности 8 Дисконтированный срок окупаемости 9 Суммарные дисконтированные затраты 10 Удельные дисконтированные затраты 11 Внутренняя норма доходности с учетом инфляции 12 Чистый дисконтированный доход с учетом инфляции Чистый дисконтированный доход с учетом риска вложения 13 капитала Годовая экономия энергетических ресурсов по мероприятию в 14 натуральном выражении Годовая экономия энергетических ресурсов по мероприятию в 15 денежном выражении 7 3. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕАЛИЗОВАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПРОЕКТА В НАТУРАЛЬНОМ И ДЕНЕЖНОМ ВЫРАЖЕНИИ. ОЦЕНКА ЭКОНОМИИ ОТ РЕАЛИЗАЦИИ ЕДИНИЧНЫХ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ В НАТУРАЛЬНОМ И ДЕНЕЖНОМ ВЫРАЖЕНИИ, ОСНОВАННЫЕ НА ТЕХНИЧЕСКОЙ СУЩНОСТИ ВЫПОЛНЯЕМЫХ МЕРОПРИЯТИЙ 3.1. Оценка эффективности мероприятия «Монтаж теплоотражающих конструкций за радиаторами отопления»в натуральном и денежном выражении Теплоотражатель или тепловое зеркало представляет из себя лист теплоизолируюшшего материала с отражающим слоем который закрепляется на стене с помощью двустороннего скотча[13]. За счѐт установки достигается снижение лучистого теплового потока, нагревающего наружную стену в месте за радиатором (см.рис. 4). 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 еѐ к комфортной. При наличии термостатического вентиля и приборов учѐта тепловой энергии следствием установки будет экономия тепла[2]. Рисунок 1. Общий вид смонтированного теплоотражателя 8 Область применения. Жилой фонд, офисы, административные помещения. Методика расчѐта. В общем случае теплопотери помещения определяются по формуле Q 1 ср F (t t ) 10 3 , кВт [7] в нар R (1) Практические данные показывают что экономия тепла в помещении при установке экрана в среднем составляет 10% от средней мощности тепловых приборов. Тепло, сэкономленное за отопительный период составит: Q 0.1 Q n k , кВт*ч (2) Годовая экономия в денежном выражении, тыс. рублей: ΔЭ = ΔQ • Tт.э. (3) где -Tт.э. тариф на тепловую энергию, руб./Гкал. Пример расчѐта: Дано: - помещение с площадью наружной стены 15 м2. - термическое сопротивление стены составляет 2 м2*°С/Вт [9] - температура внутреннего воздуха tв 20С Средняя температура наружного воздуха за отопительный период ср 3.1С составляет t нар Q 1 15 (20 3.1) 10 3 0.173кВт 2 Тепло, сэкономленное за отопительный период: Q 0.173 * 0.1* 214 * 24 89кВт ч 0.07 Гкал Годовая экономия в денежном выражении при тарифе Tт.э = 1818,70 руб/Гкал: ΔЭ = ΔQ • Tт.э. = 0,07*1818,70 = 127,31 руб. 9 3.2. Оценка эффективности мероприятия «Восстановление теплоизоляции внутренних трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения (ГВС) в неотапливаемых подвалах и чердаках» в натуральном и денежном выражении В некоторых зданиях состояние тепловой изоляции трубопроводов ГВС и центрального отопления находится в неудовлетворительном состоянии или вообще отсутствует. Тепловые потери участков с нарушенной или отсутствующей тепловой изоляцией значительно превышают нормативные и поэтому меры по еѐ восстановлению являются первоочередными. Область применения. Жилые и административные здания, спортивные здания и сооружения, здания культурно-бытового назначения, производственные помещения, в которых по результатам обследования обнаружена нарушенная или отсутствующая тепловая изоляция паропроводов или трубопроводов ГВС и отопления. Методика расчѐта. Передача тепла от горячего теплоносителя в окружающую среду для неизолированного трубопровода осуществляется посредством трѐх механизмов: теплопроводности через цилиндрическую стенку трубопровода, конвекции и излучения с наружной поверхности трубопровода (см. рис.5) [10]. Рисунок 2. Тепловой поток через металлическую стенку трубы Тепловой поток теплопроводностью через металлическую стенку трубы определяется как 10 Q (t t )L пов внут d 2 ln 1 d 2 (d 2 ) н (4) Здесь d - внутренний диаметр трубопровода, м. толщина стенки трубопровода, м Полный тепловой поток с наружной поверхности трубы определяется как: Q нар F T ( d L) (t нар конв пов t нар ) лучистое 10 6 W конв (5) (6) (7) где W-скорость ветра, м/c. Лучистый тепловой поток с наружной поверхности трубы определяется по формуле: 4 4 (Tп 273) (Tв 273) q * С * лучистое п 0 100 100 (8) где С0- коэффициент излучения абсолютно чѐрного тела С0=5.67 Вт/м2*К4 п степень черноты Для оголѐнного участка трубопровода принимается 0.9. Лучистый коэффициент теплоотдачи соответственно: 4 4 (Tп 273) (Tв 273) *С * п 0 100 100 лучистое T T п в (9) Этапы расчѐта: 1) Задаѐмся температурой поверхности трубопровода исходя из приблизительного соотношения t пов t внут t нар (10) 2 2) Определяем qлсогласно формуле (25) 3) Определяем лучистое , конв , нар [6] поформулам (8), (9), (10) соответственно 4) Находим Q по формуле (20). 5) Находим tпов из формулы (26). 6) Сравниваем значение полученное в п.5 с исходно заданным в п.1. В случае несовпадения задаѐмся новой температурой поверхности и проходим 11 этапы расчѐта заново, до совпадения заданной и полученной температур поверхности трубопровода. Для изолированного трубопровода, формула (20) имеет вид: Q изолир (t t )L внут нар d 2 2 из d 2 ln ln d 2 1 d 2 2 (d 2 2 ) из н из (11) Формула для определения годовой экономии энергии: Q (Q Q )m изолир (12) гдеm – годовое число часов работы трубопровода. Годовая экономия в денежном выражении, тыс. рублей: ΔЭ = ΔQ • Tт.э. где -Tт.э. тариф на тепловую энергию, руб./Гкал. (13) Пример расчѐта Дан стальной трубопровод внутренним диаметром 200 мм с толщиной стенки 5 мм. Теплопроводность стали 50 Вт/м°С. Температура протекающего теплоносителя составляет 70 °С. Температура окружающей среды 10 °С. Скорость ветра 3 м/c. Толщина изоляции 10мм, теплопроводность изоляции 0.05 Вт/м °С. Задаѐмся температурой поверхности трубопровода t пов 40С Определяем лучистый поток 4 4 (Tп 273) (Tв 273) q *С * лучистое п 0 100 100 4 4 (40 273) (10 273) 5.67 * 0.9 * 162 Вт 100 100 Определяем лучистый коэффициент теплоотдачи 4 4 (40 273) (10 273) 5.67 * 0.9 * 100 100 Вт 5.6 2 лучистое 40 10 м *К Определяем конвективный коэффициент теплоотдачи конв 10 6 * 3 20Вт / м2 * К Полный коэффициент теплоотдачи равен конв лучистое 20 5.6 25.6 Определяем тепловой поток с 1м трубы 12 Вт м2 * К Q (t внут t нар ) L d 2 ln d 2 1 (d 2 ) н 3.1416 * (70 10) *1 969.67 Вт 0.2 2 * 0.005 ln 1 0.2 2 * 50 25.6 (0.2 2 * 0.005) Зная тепловой поток уточним предварительно заданную температуру поверхности трубопровода. Q t пов t нар F T ( d L) (t t ) нар пов нар Q 969.7 10 69.8 °С. d L 25.6 * 3.14 * 0.201 Полученная температура отличается от предварительно заданной, следовательно итерации продолжаются до тех пор, пока значения не совпадут с заданной погрешностью. Формула для теплового потока с поверхности изолированного трубопровода. (t t )L внут нар d 2 2 из d 2 ln ln d 2 1 d 2 2 (d 2 2 ) из н из 3.14 (70 10) 1 292.9 Вт 0.21 0.22 ln ln 1 0.2 0.21 2 * 50 2 * 0.05 25.6 (0.22) Q изолир При расчѐте теплового потока с поверхности изолированного трубопровода сделано допущение, что наружный коэффициент теплоотдачи равен соответствующему коэффициенту при неизолированном трубопроводе, рассчитанному выше. В действительности же этот коэффициент будет ещѐ меньше за счѐт снижения температуры поверхности. Как видно из расчѐтов тепловые потери с поверхности неизолированного трубопровода более чем в 3 раза превосходят потери с изолированного трубопровода. Следует заметить, что санитарными нормами регламентированы допустимые температуры поверхностей и в случае нарушения тепловой изоляции температуры поверхностей могут значительно превосходить предельно допустимые. Оценим годовую экономию тепла при наложении тепловой изоляции на участок данного трубопровода длиной 1м. Число часов работы трубопровода принято равным 5000 в год. Q (Q Qизолир) * m (970 293) * 5000 3385кВт * ч 2.9 Гкал Годовая экономия в денежном выражении 1818,70руб/Гкал: ΔЭ = ΔQ • Tт.э. = 2,9*1818,70 = 5 274,23 руб. 13 при тарифе Tт.э= 3.3. Оценка эффективности мероприятия «Внедрение энергоэффективных светильников. Замена световых приборов и ламп накаливания» в натуральном и денежном выражении Краткое описание энергосберегающего мероприятия Замена осветительных приборов на более эффективные легко реализуется, при этом достигается не только экономия электроэнергии, но и существенно увеличивается срок службы ламп, следовательно, снижаются эксплуатационные расходы. Более качественное освещение создает комфортные условия труда и повышает производительность работников предприятия. Область применения а) Люминесцентные лампы нашли широкое применение в освещении общественных зданий: школ, больниц, офисов и т.д. С появлением компактных люминесцентных ламп с электронными балластами, которые можно включать в патроны E27 и E14 вместо ламп накаливания, люминесцентные лампы завоѐвывают популярность и в быту. Люминесцентные лампы широко применяются также и в местном освещении рабочих мест при высоте потолков менее 5 метров, в световой рекламе, подсветке фасадов [11]. б) Область применения светодиодных ламп постоянно расширяется и, на данный момент, включает в себя: промышленное аварийное освещение, использование в заградительных огнях на высотных строениях и башнях связи, различные виды подсветки. Светодиодные лампы идеальны при использовании в витринах, для локальной подсветки товаров для которых важен температурный режим хранения[8]. Исходные данные: С1 – световая отдача, имеющейся лампы (лм/Вт), С2 – световая отдача, лампы замены (лм/Вт), F – площадь помещения (м2), R – нормативная освещенность для данного типа помещений (лм/м2). Алгоритм расчета энергосберегающего эффекта: Посчитать энергетический эффект ΔQ (Вт) от замены накаливания на энергосберегающие лампы: ΔQ = R•F/(C2 – С1) Годовая экономия в денежном выражении, тыс. рублей: ΔЭ = ΔQ • Tэ.э. где -Tэ.э. тариф на электрическую энергию, руб./кВт. Пример расчета: 14 ламп (14) (15) Возьмем для расчета вентилируемое офисное помещение общей площадьюF = 30 м2 и посчитаем в нем эффект от замены ламп накаливания (С1 = 15 лм/Вт) на люминесцентные (С2 = 60 лм/Вт), нормативная освещенность для офисного помещения R = 300 лм/м2 (1): ΔQ = R•F/(C2 – С1) = 300•30/45 = 200 Вт Годовая экономия в денежном выражении при тарифе Tэ.э= 4,60руб/Гкал: ΔЭ = ΔQ • Tт.э. = 200*4,60 = 920 руб. Таблица 2. Виды ламп Источник света Световая отдача(лм/Вт ) лампа накаливания люминесцентная лампа светодиодная лампа 7 ÷ 22 Средний службы, (час) 1000 ÷ 2000 50 ÷ 90 5000 ÷ 12000 40 ÷ 50 50000 15 срок 3.4. Оценка эффективности мероприятия «Применение воздушных завес» в натуральном и денежном выражении Краткое описание энергосберегающего мероприятия Установка воздушной завесы для обеспечения во время открывания ворот в помещения соответствующей температуры на рабочих местах. Воздушная завеса – это результат взаимодействия двух потоков: воздушной струи и набегающего на нее горизонтального потока воздуха. Воздушная струя, не препятствуя движению людей и транспорта, как правило, существенно уменьшает количество проникающего в помещение холодного наружного воздуха, что приводит к значительной экономии энергии на отопление. Область применения Воздушные или воздушно-тепловые завесы устанавливают: а. У ворот, открывающихся чаще 5 раз или не менее чем на 40 мин в смену, расположенных в районах с расчетной температурой наружного воздуха для холодного периода года – 15°С и ниже (параметры Б), если исключена возможность устройства тамбуров или шлюзов. б. У ворот или технологических проемов при любых наружных температурах и любой продолжительности открывания при соответствующем обосновании. в. В тамбурах и шлюзах у входных дверей вестибюлей общественных зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий. г. В тамбурах и шлюзах у входных дверей общественных и производственных зданий и помещений, оборудованных системами кондиционирования воздуха. (0С), Исходные данные: tв – расчетная температура внутреннего воздуха (0С), Kq – коэффициент расхода, tн – расчетная температура наружного воздуха (0С), v – скорость ветра (м/с), tо п – средняя за отопительный период температура наружного воздуха n – продолжительность отопительного периода (сутки), γ – угол подачи воздуха в воздушной завесе, B – ширина двери (м), H – высота двери (м), Fщ/Fдв – отношение площади щели для подачи воздуха и площади двери Алгоритм расчета энергосберегающего эффекта: Для производственных помещений массовый расход наружного воздуха Gвр (кг/с), поступающего через двери или ворота при отсутствии 16 завесы, согласно рекомендациям 1 можно найти, руководствуясь правилами расчета аэрации [5]: Gвр = A + (ά + K•v)•F (16) где: А и ά – расходы воздуха, определяемые в зависимости от расчетной температуры tн наружного воздуха для проектирования отопления; эта зависимость представлена в табличном виде; F – площадь сечения шахт и открываемых фрамуг в фонарях в м2. Таблица 3. Значения А и ά при определении расхода наружного воздуха, поступающего через ворота производственного помещения при отсутствии воздушной завесы [4] Внутренняя Значения Температура наружного воздуха tн, Размеры температура А и ά, (0С) ворот, м воздуха, 0С (кг/с) -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 3х3и +5 1,27 1,38 1,46 1,51 1,55 ά 4х4 +15 1,27 1,4 1,5 1,55 1,58 1,6 +5 5,0 5,8 6,6 7,4 8,1 8,9 3х3 А 6,0 +15 6,5 7,3 8,0 8,8 9,4 10,0 +5 10,0 11,6 13,0 14,5 16,0 17,5 19,0 4х4 А +15 12,7 13,9 15,0 16,3 17,5 18,8 20,0 Если температуры внутреннего и наружного воздуха известны, то могут быть определены их плотности и, следовательно, разница давлений и расход воздуха через дверной проѐм. С учетом действия ветра объѐмный расход воздуха, врывающегося через дверь или ворота, может быть определен из уравнения (2): Lвр = В•H•[0,333• Kq•(g•H•Δρ/ρ)0,5 + 0,25•v/2] (17) 2 где: g – ускорение свободного падения равное 9,81 м/с , Δρ – разница воздушных масс; ρ – средняя плотность воздушных масс; 0,5 частотный фактор направления ветра. Общий расход воздуха через открытую дверь [4]. Представляет собой сумму расходов, образующихся вследствие разницы давлений и воздействия ветра. Тепловая мощность (кВт), необходимая для нагрева воздуха, врывающегося в ворота, без завесы находится по формуле: Q = Gвр•Cp•(tв – tн) (18) где: Cp – теплоемкость воздуха. Расход тепла (кВт•час) за период времени n (в часах) без действующей завесы: Qn = Gвр•Cp•(tв – tн)•n•k (19) где: k – коэффициент, учитывающий фактическое время открывания ворот в течении часа k = τ/60, τ – время открывания ворот в минутах). Тепловая мощность (кВт), необходимая для нагрева воздуха, врывающегося в ворота с работающей завесой, находится по формуле: 3 Qn Gвр СP (tв tср ) k (20) 17 где: tср – средняя температура воздуха (в 0С), которая находится по формуле: Gврз tнср Gз t з tср (21) Gврз Gз В формуле (35) Gз – расход воздуха, создаваемый завесой; tз – температура воздуха подаваемого завесой (если воздух забирается вентилятором из рабочей зоны, то tз = tв). Расход тепла (кВт•час) за период времени n (в часах) с действующей завесой: Qзп = Gвр•Cp•(tв – tср)•n•k (22) Чтобы получить энергосберегающий эффект нужно из расхода тепла без действующей завесы Qn вычесть расход тепла с действующей завесой Qзп: Δ = Qn – Qзп (23) Годовая экономия в денежном выражении, тыс. рублей: ΔЭ = Δ • Tт.э. (24) где -Tт.э. тариф на тепловую энергию, руб./Гкал. Пример расчета: Возьмем для расчета вентилируемое помещение со следующими характеристиками tв = 18 0С, Kq = 0,3, tн = - 31 0С, v = 3,7м/с, tо п = -4,1 0С, n = 231 сутки, γ =450 , B = 4 м, H = 4 м, Fщ/Fдв = 1/30. Расход тепла на прогрев воздуха, врывающегося в помещение, учитывается в тепловом балансе при расчете отопления. Результаты расчета расхода воздуха из уравнения (2), мощности на прогрев врывающегося воздуха (3) и расхода тепловой энергии за отопительный период (4) представлены в таблице ниже: Lвр м3/с 14,91 Lвр м3/ч 53671 Gвр кг/с 18,83 Gвр кг/ч 67782 Q кВт 418,2 Qn МВт•ч 96,6 Расход воздуха, врывающегося в помещение, при действующей завесе определим как: Gзвр = Kq•Gвр = 0,4•18,83 = 7,53 кг/с Расход воздуха, создаваемый завесой определим как: 18 Gзвр = q•Gвр = 0,35•18,83 = 6,59 кг/с Значение коэффициента Kq определили из графика на рисунке по кривой 2 и Kq =0,4. Рисунок 3. Зависимости коэффициента расхода воздуха через ворота, защищенные завесой от относительного расхода воздуха: 1 – односторонняя завеса, 2 – двухсторонняя завеса Полагая, что воздух вентилятором завесы забирается из помещения, найдем среднюю температуру воздуха, проникающего в помещение при действии воздушной завесы: tср = (7,53•(-4,1) + 6,59•18)/(7.53 + 6.59) = 6,2 0С, Тепловая мощность (кВт), необходимая для нагрева воздуха, вырывающегося в ворота, с работающей завесой Qз = Gзвр •Cp•(tв – tср) = 7,53•1•(18 – 6,2) = 80,85 кВт Расход теплоты на нагрев воздуха за отопительный период Qpg = Gdh•Cp•(td– tch)•n•k = 7,53•1•(18-6,2) •231•24•(1/24) = 18,68 МВт Сравнение с результатами, представленными в табл. 4 показывает, что потребление тепловой энергии при действующей завесе снижается почти в 5 раз. ΔQ = 96,6 - 18,68 = 77,92 МВт = 90,62 Гкал Годовая экономия в денежном выражении при тарифе Tт.э = 1818,70 руб/Гкал: ΔЭ = ΔQ • Tт.э. = 90,62*1818,70 = 164 810,60 руб. 19 3.5. Оценка эффективности мероприятия «Промывка трубопроводов системы отопления. Снижение тепловых и гидравлических потерь за счѐт удаления внутренних отложений с поверхностей радиаторов и разводящих трубопроводов»в натуральном и денежном выражении Краткое описание энергосберегающего мероприятия Отложения в трубопроводах и на внутренних поверхностях теплообменных аппаратов является следствием физико-химического процесса. На интенсивность этого процесса влияют несколько факторов: химический состав воды, скорость движения воды, характер внутренней поверхности, температурные условия. Отложения способны вносить коррективы в установленный гидравлический и тепловой режимы доставки теплоносителя до конечного потребителя, поэтому своевременное их удаление с использованием современных технологий является мерой, позволяющей устранить сбои в теплоснабжении, а так же снизить затраты электрической энергии на прокачку теплоносителя. В том случае если отложения сформировались на внутренней поверхности радиаторов, они выступают в роли дополнительного сопротивления теплопередаче [12]. Область применения мероприятия Трубопроводы, обследование которых показало наличие отложений. Исходные данные Геометрические параметры трубопроводов диаметр). Расход теплоносителя и его температура. (длина, внутренний Методика расчѐта Определим затраты на прокачку теплоносителя через стальной трубопровод с внутренним диаметром 50мм. Теплоноситель – вода. Скорость движения 3.5 м/c. Потери давления делятся на 2 группы: - По длине - На местных сопротивлениях(переходы, сужения, расходомерные и балансировочные шайбы, тройники и тд.) Для потерь по длине: В данном случае применяется формула Дарси-Вейсбаха P L 2 , Па D 2 Где -коэффициент потерь по длине L-длина участка трубопровода, м D-его внутренний диаметр, м 20 (25) -плотность жидкости, кг/м3 -скорость движения жидкости, м/c. Re-число(критерий) соотношением: Рейнольдса, определяемое следующим L Re (26) где L-характерный размер(диаметр трубы) -скорость течения, м/c -коэффициент кинематической вязкости(зависит от температуры и рода жидкости). Для определения коэффициента потерь по длине существуют различные зависимости в зависимости от режима течения- ламинарное или турбулентное. Для ламинарного течения(Re<=2300) применяется формула 68 (27) , Re Для турбулентного течения(Re>2300) применяется т.н. формула Блаузиуса: 0.316 (28) 4 Re Подставляя значения лямбда в исходное уравнение, получим: 68 * L * 2 68 * L * P D * * D * 2 D2 * 2 (29) Используем уравнение для расхода G S ( ) D2 4 (30) Подставляя из уравнения для расхода значение в уравнение потерь имеем P 68 * L * 4 * G 68 * 2 * L * G D 2 * 2 * * D 2 2 D4 Таким образом, при прочих равных условиях (расход, род жидкости, еѐ температура) отношений давлений обратно пропорционально для ламинарного течения диаметру в 4-ой степени. Затраты на перекачку определяются по формуле: P *V (31) N нас где V– объем перекачиваемого теплоносителя, ηнас– КПД насоса. Годовая разница в затратах электроэнергии определяется по формуле: E (N ) * m * n (49) где m – число часов работы насоса за отопительный период, n – прирост затрат на прокачку теплоносителя на прямом участке трубы. Годовая экономия в денежном выражении, тыс. рублей: ΔЭ = ΔЕ • Tэ.э. (32) 21 где Tэ.э.– тариф на электрическую энергию, руб./кВт. Пример расчѐта Определить отношение падения давлений если в трубе 200мм внутренние отложения толщиной 1мм по сравнению с чистой трубой. 4 P2 D1 0.2 1,04 P1 D2 0.200 0.002 4 Это означает что при нарастании отложений в 1 мм в трубе диаметром 200 мм затраты на прокачку теплоносителя на прямом участке трубы вырастают на 4%. Для чистой трубы 200 мм без отложений длиной 100м с расходом горячей воды 50кг/c: L 2 P1 D 2 Скорость течения воды определяется из уравнения расхода G 50 * 4 1.59 м / c S 1000 * 3.1416 * 0.2 2 Критерий Рейнольдса составляет(для воды с температурой 90 °С и соответствующей кинематической вязкостью) Re 0.2 *1.59 1003 317 *10 6 Режим течения ламинарный. Формула для расчѐта коэффициента потерь на трение P1 68 68 0.068 Re 1003 L 2 100 1000 *1.59 2 0.068 * * 42957 Па 43кПа D 2 0.2 2 Затраты на перекачку определяются по формуле: N P *V нас 42957 * 0.05 2388В 2.4kВ 0.9 КПД насоса принят равным 0.9. Определим годовую разницу в затратах электроэнергии по формуле. Годовое число часов работы примем 5000. E (N ) * m 2.4 * 0.04 * 5000 480кВт * ч Годовая экономия в денежном выражении при тарифе Tэ.э = 4,60 руб/Гкал: ΔЭ = ΔQ • Tэ.э. = 480*4,60 = 2 208 руб. 22 3.6. Оценка эффективности мероприятия «Использование датчиков движения» в натуральном и денежном выражении Общая информация Датчик движения - это прибор со встроенным сенсором, который отслеживает уровень ИК излучения. При появлении человека (или другого массивного объекта с температурой большей, чем температура фона) в поле зрения датчика цепь освещения замыкается при условии соответствия уровня освещѐнности. Область применения Датчики движения устанавливаются в административных и производственных зданиях. Целесообразна их установка в тех помещениях, где человек находится непродолжительное время (коридоры, лестницы, кладовые комнаты и т.д.). Исходные данные - Размеры помещения AxB, м. - Назначение помещения и высота потолков. - Тип установленных осветительных приборов, их количество и мощность. - Время работы системы освещения в месяц в часах. Алгоритм расчѐта энергосберегающего эффекта Для расчѐта количества ламп применим формулу: N E *k *Sp *Z F *h (33) где E – норма освещѐнности, Лк. k – коэффициент запаса лампы, необходимый для компенсации потерь освещения вследствие еѐ запылѐнности. Принимается 1.2 для галогеновых и ламп накаливания, для газоразрядных 1.4. SP– площадь помещения, м2. Z– коэффициент минимальной освещѐнности, принимаемый для ламп накаливания и газоразрядных ламп высокого давления 1.15, для люминисцентных ламп 1.1. F– световой поток 1 лампы, определяемый по формуле: F g * Pл (34) Pл– электрическая мощность лампы, Вт g–светоотдачаот лампы (для люминесцентных равна 0.45лм/Вт). h– коэффициент использования светового потока, зависит от индекса помещения, высоты подвеса светильников, типа ламп[8]. Индекс помещения (i) определяется по формуле: 𝑨𝑩 𝒊= , (35) 𝑯𝑷 (𝑨+𝑩) где А и В – длина и ширина помещения, м; Нр – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м. 23 Зная количество светильников и единичную мощность, можем определить суммарную осветительную мощность: P P * N , Вт (36) 1 Пусть до установки датчика освещение работало в течение 8 ч в день. После установки датчика движения освещение включается только в случае присутствия человека в зоне действия датчика. На основании экспериментальных данных время работы освещения при наличии датчика снижается на 40-50 %. Месячная экономия электроэнергии составит: W P n1 k э 1000 , кВт*ч (37) где n1 соответственно число часов работы системы освещения в месяц до установки датчика, k 0.4 - коэффициент экономии (на основе практических данных). э Годовая экономия в денежном выражении, тыс. рублей: ΔЭ = ΔW • Tэ.э. где Tэ.э. – тариф на электрическую энергию, руб./кВт. (38) Пример расчѐта энергосберегающего эффекта. Минимальная освещѐнность принимается по норме: E = 300 Лк. Коэффициент запаса лампы принимаем k = 1.2 для галогеновых ламп. Площадь помещения S p 16 * 20 320m 2 . Z - коэффициент минимальной освещѐнности принимается 1.1. Выбираем лампы ЛБ-18. Pл=18 Вт g=0.45лм/Вт Световой поток лампы составит: F=18*0.45=810 лм Индекс помещения: i 16 * 20 320 2.96 (16 20) * 3 36 * 3 Соответственно h = 0.58. Тогда число ламп составит: N 300 *1.5 *1.1* 320 337шт . 810 * 0.58 Суммарная мощность освещения в помещении составит: P 337 *18 6066Вт . Месячная экономия электроэнергии: W 6066 * (8 * 30) * 0.4 582.33кВт . 1000 Годовая экономия в денежном выражении при тарифе Tэ.э = 4,60 руб/Гкал: ΔЭ = ΔQ • Tэ.э. = 582,33*4,60 = 2 678,718 руб. 24 3.7. Оценка эффективности мероприятия «Монтаж низкоэмиссионных пленок на окна» в натуральном и денежном выражении Общая информация Монтаж низкоэмиссионных пленок на окнаприводит к повышению уровня теплозащиты окон и экономии тепловой энергии на подогрев инфильтрующегося через окна холодного воздуха, ввиду снижения воздухопроницания. За счѐт проведения монтажа низкоэмиссионных пленок значительно снижаются теплопотери за счѐт нагрева инфильтрационного воздуха, которые являются следствием неплотностей. Эти потери зачастую составляют более 60% от общих теплопотерь помещения. Применение данного энергосберегающего мероприятия имеет ряд преимуществ по сравнению, например, с мероприятием по замене окон на энергосберегающие (с К, И-покрытиями), а именно: - Не требует больших капитальных затрат, возникающих при замене окон, поскольку пленка наклеивается на окно изнутри помещения. - Исключаются дополнительные затраты на транспортировку, монтаж. - Пленка является солнцезащитной пленкой селективного типа, т.е. пропускает видимый свет и отражает инфракрасное излучение, в том числе и тепловое. - Удерживание стекла в раме в случае разбиения или взрыва, уменьшая тем самым вероятность человеческих жертв и защищая имущество. Таблица 4. Технические характеристики низкоэмиссионной пленки Наименование Значения Пропускание солнечной энергии, % 22 Отражение солнечной энергии, % 36 Поглощение солнечной энергии, % 42 Пропускание видимого света, % 32 Отражение видимого света, % 35 Коэффициент затенения 0,35 Сокращение УФ-света, % 99,9 Доля общего сокращения солнечной энергии, % 69 Коэффициент эмиссии 0,33 Исходные данные: αв.н. - коэффициент теплоотдачи внутренней и наружной поверхности окна, Вт/(м2•оС)[13]; R0 - термическое сопротивление существующих окон, м2•оС/Вт [1]; tвн - температура воздуха внутри помещения, оС; tн - температура наружного воздуха, оС; 25 N - продолжительность отопительного периода; F – площадь остекления, м2. Алгоритм расчета: Количество потерь тепла через 1 м2 обычного стеклопакета, Гкал/м2[3]: 𝑄т = 𝑡вн − 𝑡н 1 1 + 𝑅0 + 𝛼н 𝛼в × 860,4 × 24 × 𝑁 109 (39) Согласно распределению потерь тепла, потери на излучение составляют, Гкал/м2: Qи = Qт •2 (40) 2 Общие потери тепла через 1 м2 окна составляют, Гкал/м : Qокна = Qи+ Qт (41) Экономический эффект применения низкоэмиссионной пленки основан на снижении потерь тепла излучением. Данные потери снижаются пропорционально коэффициентам эмиссии: n = ε 2/ε1 (42) Таким образом, применяя данный коэффициент снижения, к расчету потерь тепла через окна, вычислим потери через 1 м2 окна при применении низкоэмиссионной пленки, Гкал/м2: 𝑄н (43) 𝑄эмис. окна = + 𝑄т 𝑛 Экономический эффект данного мероприятия составляет, Гкал/м2: ΔQ = (Qокна - Qэмис.окна) • F (44) 2 где F – площадь остекления, м . Годовая экономия в денежном выражении, тыс. рублей: ΔЭ = ΔQ • Tт.э. (45) где -Tт.э. тариф на тепловую энергию, руб./Гкал. Пример расчета: tвн = 20оС tн = 9.7оС αв = 8.7 Вт/(м2•оС) αн = 25 Вт/(м2•оС) R0 = 0.37 м2•оС/Вт 𝑄т = 20 + 9,7 ∗ 860.4 ∗ 24 ∗ 226 год = 0,246 Гкал ∗ 109 м2 1 1 + 0,37 + 8,7 25 год 𝑄и = 0,246 ∗ 2 = 0,492 Гкал ∗ 2 м год 𝑄окна = 𝑄и + 𝑄т = 0,492 + 0,246 = 0,738 Гкал ∗ 2 м 𝑄н 𝑄эмис. окна = + 𝑄т 𝑛 26 𝜀2 0,83 = = 2,5 𝜀1 0,33 Здесь, n – экономический эффект применения низкоэмиссионой пленки, ε2,ε1 – коэффициенты эмиссии. 0,492 год 𝑄эмис. окна = + 0,246 = 0,443 Гкал ∗ 2 2,5 м ∆𝑄 = (0,738 − 0,443) ∗ 250 = 73,75 Гкал В денежном эквиваленте, при тарифе 1342,11 руб/Гкал, экономия за отопительный период составляет 98 980,61 руб. 𝑛= 27 3.8. Оценка эффективности мероприятия «Применение автоматических дверных доводчиков на входных дверях» в натуральном и денежном выражении Краткое описание энергосберегающего мероприятия Установка дверногодоводчикадля сокращения временипоступления холодного воздуха при открытии входных дверей или ворот и как следствие, сокращение падения температуры на рабочих местах. Дверной доводчик существенно уменьшает количество проникающего в помещение холодного наружного воздуха, что приводит к значительной экономии энергии на отопление. Исходные данные: keff – коэффициент эффективности доводчика (согласно экспериментальным данным доводчики дают примерно 1 % экономии от потерь через входные и межкомнатные двери, при этом через двери теряется порядка 30 % тепла, таким образом keff = 0,01*0,3 = 0,003; EП –объем тепловой энергии, потребленной в отопительный период в базовом году, Гкал. Алгоритм расчета: Годовое сокращение потерь тепла через дверной проем с установленным дверным доводчиком, Гкал ∆𝐸 = 𝑘𝑒𝑓𝑓 × 𝐸П (46) Годовая экономия в денежном выражении, тыс. рублей: (47) ∆Э = ∆𝐸 × 𝑇Т.Э. где -Tт.э. тариф на тепловую энергию, руб./Гкал. Пример расчета: Объем тепловой энергии потребленной за базовый период ЕПсоставляет 1000 Гкал. Коэффициент эффективности доводчика keff (согласно экспериментальным данным доводчики дают примерно 1 % экономии от потерь через входные и межкомнатные двери, при этом через двери теряется порядка 30 % тепла) составляет = 0,003. Тогда экономия составляет ∆𝑉 = 𝑘𝑒𝑓𝑓 𝑉П = 0,003 × 1000 = 3 Гкал. Годовая экономия в денежном выражении при тарифе Tт.э = 1818,70 руб/Гкал: ΔЭ = ΔQ • Tт.э. = 3*1818,70 = 5 456,10 руб. 28 3.9. Оценка эффективности мероприятия «Применение автоматических сенсорных смесителей» в натуральном и денежном выражении Краткое описание энергосберегающего мероприятия Установка с автоматических сенсорных смесителей позволяет сэкономить до 50% горячей и холодной воды, является очень эффективным энергосберегающим мероприятием. Экономический эффект достигается благодаря значительному сокращению времени протекания воды. Исходные данные: keff – коэффициент экономии официально заявляемый производителями автоматических сенсорных смесителей; VП– объем воды потребленной за базовый период,м3. Алгоритм расчета: Годовое сокращение потерь воды с установленным автоматическим сенсорным смесителем, Гкал (48) ∆𝑉 = 𝑘𝑒𝑓𝑓 × 𝑉П Годовая экономия в денежном выражении, тыс. рублей: (49) ∆Э = ∆𝑉 × 𝑇В где -Tт.э. тариф на тепловую энергию, руб./Гкал. Пример расчета: Объем воды потребленной за базовый период VПсоставляет 1159 куб.м./год. Коэффициент экономииавтоматических сенсорных смесителей, официально заявляемый производителями,keff составляет 50%. Тогда экономия составляет ∆𝑉 = 𝑘𝑒𝑓𝑓 𝑉П = 0,5 × 1159 = 579,5 куб. м./ год. Годовая экономия в денежном выражении при тарифе Tв = 51 руб/куб.м.: ∆Э = ∆𝑉 × 𝑇В = 579,5 × 51 = 29 554,5 руб. 29 3.10. Оценка эффективности мероприятия «Улучшение теплозащитных свойств ограждающих конструкций здания (кровля)» в натуральном и денежном выражении Интерес представляет энергосберегающий эффект от замены изношенной и несовременной изоляции с низким коэффициентом сопротивления теплопередаче на новую, имеющую более высокие показатели теплозащиты. Помимо этого за счѐт замены изоляции значительно снижаются теплопотери за счѐт нагрева инфильтрационного воздуха которые являются следствием неплотностей. Эти потери зачастую составляют более 25% от общих теплопотерь помещения. Область применения. Здания и помещения имеющие изношенную изоляцию с низкими теплозащитными свойствами. Состав исходных данных для оценки энергосбережения F- площадь утепляемых внутренних перегородок, м2 R - сопротивление теплопередаче, °С/Вт [9] tв - Внутренняя расчѐтная температура воздуха, °C t показателей ср - средняя температура наружного воздуха за отопительный период, нар °С n- средняя продолжительность отопительного периода, сут. Порядок расчѐта показателей энергосбережения Средняя за отопительный период тепловая мощность, передаваемая через внутренние перегородки Q 1 ср F (t t ) в нар R (50) Средняя за отопительный период тепловая мощность, передаваемая через кровлю, определяется дважды – до внедрения мероприятия и после внедрения мероприятия. После чего высчитывается экономия тепла за отопительный период Q как разница между тепловой мощностью, передаваемой через кровлю, до внедрения мероприятия и после внедрения мероприятия. Q (Q Q) n 4 24 (51) Годовая экономия в денежном выражении, тыс. рублей: (52) ∆Э = ∆𝑄 × 𝑇Т.Э. где -Tт.э. тариф на тепловую энергию, руб./Гкал. Пример расчѐта Для помещения с площадью внутренних перегородок 12 м2, имеем: 30 Продолжительность отопительного периода n=214 сут. Средняя температура отопительного периода t отоп -3.1 °С ср Расчѐтная температура наружного воздуха для помещения принимается t 20 °С вн Средняя за отопительный период тепловая мощность через 1 устаревшее окно составляет Q 1 1 ср F (t t ) * 240 * (20 (3.1)) 369 Вт в нар 15 R В качестве примера возьмѐм окно поливинилхлоридное со стеклопакетами двухкамерными и теплоотражающим покрытием внутреннего стекла, которое согласно вышеприведѐнной таблице имеет сопротивление теплопередаче 0.65 °С/Вт Средняя за отопительный период тепловая мощность через 1 новое окно составит: Q 1 1 ср F (t t ) 240 (20 (3.1)) 308Вт в нар 18 R Экономия тепла за отопительный период Q (Q Q) n 4 24 1253184 Вт*ч или Q 1253184 * 3600 /( 4,19 *109 ) 1,08 Гкал Годовая экономия в денежном выражении при тарифе Tт.э = 1818,70 руб/Гкал: ΔЭ = ΔQ • Tт.э. = 1,08*1818,70 = 1 964,20 руб. 31 3.11. Оценка эффективности мероприятия «Утепление внутренних перегородок» в натуральном и денежном выражении Интерес представляет энергосберегающий эффект от замены изношенной и несовременной изоляции с низким коэффициентом сопротивления теплопередаче на новую, имеющую более высокие показатели теплозащиты. Помимо этого за счѐт замены изоляции значительно снижаются теплопотери за счѐт нагрева инфильтрационного воздуха которые являются следствием неплотностей. Эти потери зачастую составляют более 25% от общих теплопотерь помещения. Область применения Здания и помещения имеющие изношенную изоляцию с низкими теплозащитными свойствами. Состав исходных данных для оценки показателей энергосбережения F– площадь утепляемых внутренних перегородок, м2 R– сопротивление теплопередаче, °С/Вт [2] tв– Внутренняя расчѐтная температура воздуха, °C ср 𝑡нар - средняя температура наружного воздуха за отопительный период, °С n– средняя продолжительность отопительного периода, сут. Порядок расчѐта показателей энергосбережения Средняя за отопительный период тепловая мощность передаваемая через внутренние перегородки Q 1 ср F (t t ) в нар R (53) Средняя за отопительный период тепловая мощность, передаваемая через внутренние перегородки, определяется дважды – до внедрения мероприятия и после внедрения мероприятия. После чего высчитывается экономия тепла за отопительный период Q как разница между тепловой мощностью, передаваемой через кровлю, до внедрения мероприятия и после внедрения мероприятия. Q (Q Q) n 4 24 (54) Годовая экономия в денежном выражении, тыс. рублей: (55) ∆Э = ∆𝑄 × 𝑇Т.Э. где -Tт.э. тариф на тепловую энергию, руб./Гкал. Пример расчѐта Для помещения с площадью внутренних перегородок 12 м2, имеем: Продолжительность отопительного периода n=214 сут. Средняя температура отопительного периода 32 t отоп -3.1 °С ср Расчѐтная температура наружного воздуха для помещения принимается t 20 °С вн Средняя за отопительный период тепловая мощность через 1 устаревшее окно составляет Q 1 1 ср F (t t ) * 240 * (20 (3.1)) 369 Вт в нар 15 R В качестве примера возьмѐм окно поливинилхлоридное со стеклопакетами двухкамерными и теплоотражающим покрытием внутреннего стекла, которое согласно вышеприведѐнной таблице имеет сопротивление теплопередаче 0.65 °С/Вт Средняя за отопительный период тепловая мощность через 1 новое окно составит: Q 1 1 ср F (t t ) 240 (20 (3.1)) 308Вт в нар R 18 Экономия тепла за отопительный период Q (Q Q) n 4 24 1253184 Вт*ч или Q 1253184 * 3600 /( 4,19 *109 ) 1,08 Гкал Годовая экономия в денежном выражении при тарифе Tт.э = 1818,70 руб/Гкал: ΔЭ = ΔQ • Tт.э. = 1,08*1818,70 = 1 964,20 руб. 33 3.12. Оценка эффективности мероприятия «Утепление наружных дверей и ворот» в натуральном и денежном выражении Интерес представляет энергосберегающий эффект от замены изношенных и несовременныхдверейс низким коэффициентом сопротивления теплопередаче на новые, имеющие более высокие показатели теплозащиты. Помимо этого за счѐт замены дверей значительно снижаются теплопотери за счѐт нагрева инфильтрационного воздуха которые являются следствием неплотностей. Эти потери зачастую составляютдо 15% от общих теплопотерь помещения. Область применения. Здания и помещения имеющие изношенные двери с низкими теплозащитными свойствами. Состав исходных данных для оценки энергосбережения F - площадь дверного проема, м2 R - сопротивление теплопередаче, °С/Вт [9] tв - Внутренняя расчѐтная температура воздуха, °C t показателей ср - средняя температура наружного воздуха за отопительный период, нар °С n- средняя продолжительность отопительного периода, сут. Порядок расчѐта показателей энергосбережения Средняя за отопительный период тепловая мощность передаваемая через двери и ворота определяется по следующей формуле: Q 1 ср F (t t ) в нар R (56) Средняя за отопительный период тепловая мощность передаваемая через двери и ворота определяется дважды – до внедрения мероприятия и после внедрения мероприятия. После чего высчитывается экономия тепла за отопительный период Q как разница между тепловая мощность передаваемая через двери и ворота до внедрения мероприятия и после внедрения мероприятия. Q (Q Q) n 4 24 (57) Годовая экономия в денежном выражении, тыс. рублей: (58) ∆Э = ∆𝑄 × 𝑇Т.Э. где -Tт.э. тариф на тепловую энергию, руб./Гкал. Пример расчѐта Для помещения с площадью дверного проема 6 м2, имеем: Продолжительность отопительного периода n=214 сут. Средняя температура отопительного периода 34 t отоп -3.1 °С ср Расчѐтная температура наружного воздуха для помещения принимается t 20 °С вн Средняя за отопительный период тепловая мощность передаваемая через 1 м2устаревшейизношенной дверьюс низкими теплозащитными свойствами составит: Q 1 1 ср F (t t ) * 6 * (20 (3.1)) 23,1 Вт в нар R 6 В качестве примера возьмѐм утепленную металлическую дверь, которая согласноТаблице 3 [2]имеет сопротивление теплопередаче 13 °С/Вт Средняя за отопительный период тепловая мощность передаваемая через 1 м2 утепленную металлическую дверь составит: Q 1 1 ср F (t t ) * 6 * (20 (3.1)) 10,7 Вт в нар 13 R Экономия тепла за отопительный период Q (Q Q) n 4 24 25535,75 Вт * ч 0,22 Гкал Годовая экономия в денежном выражении при тарифе Tт.э = 1818,70 руб/Гкал: ΔЭ = ΔQ • Tт.э. = 0,22*1818,70 = 400,12 руб. 35 4. РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕАЛИЗОВАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ В НАТУРАЛЬНОМ И ДЕНЕЖНОМ ВЫРАЖЕНИИ В СОПОСТАВИМЫХ УСЛОВИЯХ Мероприятия по энергосбережению и по повышению энергетической эффективности реализуются с целью уменьшения объемов потребления топливно-энергетических ресурсов и воды или более рационального их использования. Достигнутый эффект от реализации мероприятий (экономия) может быть оценен как в натуральном, так и в денежном выражении. Определение достигнутой экономии необходимо для расчета срока окупаемости мероприятий по энергосбережению, для сравнения плановых показателей энергосбережения с фактическими, а также используется при проведении энергетического обследования. Мероприятия, проведенные в рамках программы по энергосбережению, могут быть направлены как на увеличение потенциальной экономии потребления ресурсов в общем (например, мероприятия по пропаганде энергосбережения), так и на экономию отдельных видов ТЭР либо на экономию ТЭР на различные цели, например, отопление или освещение. В качестве мероприятий первой группы в образовательных учреждениях могут выступать такие мероприятия как пропаганда энергосбережения в виде различных конкурсов, тематических лекций, размещения в открытом доступе пропагандистских информационных материалов, мероприятия по повышению компетенций сотрудников образовательных учреждений в области энергосбережения и другие мероприятия организационного характера. В качестве мероприятий, направленных непосредственно на экономию ТЭР и воды можно выделить следующие группы мероприятий: Мероприятия по уменьшению потерь. Например, мероприятия по замене окон на энергосберегающие пластиковые и по ремонту тамбуров в зданиях образовательных учреждений для уменьшения потерь тепловой энергии. Мероприятия по уменьшению потребления ресурсов. Например, оптимизация расписания занятий для уменьшения потребления электрической энергии на цели освещения, установка индивидуального теплового пункта и узла автоматики погодного регулирования для уменьшения потребления тепловой энергии во внеурочные часы и при повышении температуры наружного воздуха. При определении размера экономии, достигнутой в результате реализации мероприятий по энергосбережению, должны учитываться следующие факторы: 1) изменение режимов функционирования и (или) функционального назначения энергопотребляющих установок; 36 2) изменение количества потребителей энергоресурсов (например, изменение численности учащихся за счет поглощения одним образовательных учреждением другого); 3) изменение площади и объемов помещений (например, при вводе в эксплуатацию новых или реконструированных зданий и выводе из эксплуатации ветхих и аварийных зданий); 4) существенное изменение погодных условий - среднесуточной температуры наружного воздуха, среднесуточной температуры наружного воздуха в отопительный период; 5) изменение продолжительности отопительного периода (в соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»). Перечисленные выше факторы могут быть учтены благодаря применению коэффициентов сопоставимых условий, которые рассчитываются на основании значений индикаторов за разные периоды и позволяют сравнивать потребление ресурсов за базовый период и период, для которого определяется экономия. В качестве таких коэффициентов могут выступать: 1) коэффициент сопоставимых условий к отоплению; 2) коэффициент сопоставимых условий к освещению; 3) коэффициент сопоставимых условий к технологии; 4) коэффициент сопоставимых условий к численности сотрудников. 5) В таблице5 приведены методы расчета указанных коэффициентов. Таблица 5. Индикаторы для расчета показателей энергосбережения Номер Название Единица Формула расчета индик индикатора/коэффициента измерен атора/ ия коэфф ициен та И1 Общая площадь кв. м. -отапливаемых помещений И2 Средненормативная град. С -температура отапливаемых помещений И3 Средняя температура град. С -окружающей среды в отапливаемый период И4 Количество дней дни -отопительного периода И5 Градососутки отопительного градусов (И2- И3) * И4 периода Цельсия/ сутки И6 Общая площадь освещаемых кв. м. -37 Номер Название индик индикатора/коэффициента атора/ коэфф ициен та зданий и сооружений И7 Площадь внешнего освещения И8 Объем выполненных работ И9 Среднесписочное количество сотрудников К1 Коэффициент сопоставимых условий к отоплению К2 Коэффициент сопоставимых условий к освещению К3 Коэффициент сопоставимых условий к технологии К4 Коэффициент сопоставимых условий к численности сотрудников Единица Формула расчета измерен ия кв. м. тыс. руб. человек ---- -- -- (И1(баз)/И1(отч))*(И5(б аз)/И5(отч)) (И6(баз)+И7(баз))/(И6(о тч)+И7(отч)) И8(баз)/И8(отч) -- И9(баз)/И9(отч) -- 38 4.1. Порядок расчета эффекта от мероприятия в натуральном и денежном выражении в сопоставимых условиях Для расчета эффекта от мероприятия по ЭС мероприятие, эффект от которого необходимо оценить, рассматривается отдельно от других реализуемых мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности. Таким образом могут быть выделены мероприятия, эффект от которых наиболее заметен в образовательных учреждениях, объединенных по какому-либо признаку, и выделенные мероприятия могут быть рекомендованы для реализации в других образовательных учреждениях. Расчет выполняется в следующей последовательности: 1) определяются значения показателей потребления за базовый и отчетный год; 2) рассчитываются значения коэффициентов сопоставимых условий; 3) выполняется расчет индикаторов; 4) выполняется расчет показателей эффективности программы ЭС. При этом расчеты выполняются только для тех объектов, на деятельность которых влияет мероприятие. Например, мероприятие по установке ИТП и узла автоматического регулирования влияет на потребление тепловой энергии и электрической энергии на цели отопления только в зданиях, которые подключены к этому ИТП. Мероприятие по замене ламп накаливания на энергосберегающие оказывает влияние на потребление электрической энергии на цели освещения только в тех помещениях, в которых была проведена замена. При этом, в большинстве случаев в образовательном учреждении нет возможности выделить долю электрической энергии, расходуемой на цели освещения в указанных выше помещениях, в связи с отсутсвием индивидуальных приборов учета. В таком случае оценка энергосберегающего эффекта от мероприятия может быть проведена только для здания вцелом, на основании показаний общедомового прибора учета. 39 4.2. Пример расчета эффекта от установки экономичных светильников В 2013 году на территории образовательного учреждения лампы накаливания были заменены на энергосберегающие. Расчет эффекта от замены ламп накаливания выполняется относительно 2012 года (далее базовый год). В базовом году индикаторы эффективности имели следующие значения: Общее количество электроэнергии, потребленной в базовом году (год, по отношению к которому считается экономия) ОЭЭ(баз) = 1450 кВт.ч. Общая стоимость электроэнергии, потребленной в базовом году ОСЭЭ(баз) = 7250 руб. Количество электроэнергии, потребленной на цели освещения в базовом году ЭЭ(баз) = 450 кВт.ч Общая площадь отапливаемых помещений в базовом году И1(баз) = 150 кв. м. Средненормативная температура отапливаемых помещений в базовом году И2(баз) = 25 град. С. Средняя температура окружающей среды в отапливаемый период в базовом году И3(баз) = 20 град. С. Количество дней отопительного периода в базовом году И4(баз) = 150 дней. Градусосутки отопительного периода в базовом году И5(баз) = (И2И3)*И4 = 6750 град. С/дн. Общая площадь освещаемых зданий и сооружений в базовом году И6(баз) = 100 кв. м. Общая площадь внешнего освещения в базовом году И7(баз) = 300 кв. м. Объем выполненных работ в базовом году И8(баз) = 100 тыс. руб. Среднесписочное количество сотрудников в базовом году И9(баз) = 100 человек. В результате замены ламп накаливания изменились в сторону уменьшения значения только индикаторов, отражающих потребление электроэнергии на цели освещения, остальные остались неизменными. При условии увеличения площади освещения и неизменности прочих условий в отчетном году по сравнению с базовым годом, индикаторы в 2013 году имели следующие значения: Общее количество электроэнергии, потребленной в отчетном году ОЭЭ(отч) = 1350 кВт.ч. Общая стоимость электроэнергии, потребленной в отчетном году ОСЭЭ(отч) = 6750 руб. Количество электроэнергии, потребленной на цели освещения в отчетном году ЭЭ(отч) = 350 кВт.ч. 40 Общая площадь отапливаемых помещений в отчетном году И1(отч) = 150 кв. м. Средненормативная температура отапливаемых помещений в отчетном году И2(отч) = 25 град. С. Средняя температура окружающей среды в отапливаемый период в отчетном году И3(отч) = 20 град. С. Количество дней отопительного периода в отчетном году И4(отч) = 150 дней. Градусосутки отопительного периода в отчетном году И5(отч) = (И2И3)*И4 = 6750 град. С/дн. Общая площадь освещаемых зданий и сооружений в отчетном году И6(отч) = 150 кв. м. Общая площадь внешнего освещения в отчетном году И7(отч) = 350 кв. м. Объем выполненных работ в отчетном году И8(отч) = 100 тыс. руб. Среднесписочное количество сотрудников в отчетном году И9(отч) = 100 человек. Таким образом, значения коэффициентов сопоставимых условий в 2013 году имеют следующие значения: коэффициент сопоставимых условий к отоплению К1 = 1; коэффициент сопоставимых условий к освещению К2 = 0,8; коэффициент сопоставимых условий к технологии К3 = 1; коэффициент сопоставимых условий к численности сотрудников К4 = 1. В таблице 6Ошибка! Источник ссылки не найден.приведены расчетные индикаторы и их значения на 2013 г. Таблица 6. Расчетные индикаторы Номер индикатора Название индикатора И10 Экономия электроэнергии освещение сопоставимых условиях Единица измерения кВт∙ч на в Формула расчета ЭЭ(баз)ЭЭ(отч)*К2 Значение 2013 г. 170 Экономический эффект от мероприятия по замене ламп на энергоэффективные может быть определен на основании показателей энергосбережения, которые в 2013 г. имеют значения, приведенные в таблице 7. 41 Таблица 7. Показатели энергоэффективности Номер показателя П1 Название показателя Экономия электроэнергии освещение сопоставимых условиях Единица измерения % Формула расчета И10(отч)/ЭЭ(баз)*100 Значение 2013 г. 37,8 на в В соответствии с Требованиями, для расчета экономии в денежном выражении используется средневзвешенный тариф на соответствующий ресурс. Средневзвешенные тарифы на электроэнергию приведены в таблице 8. Таблица 8. Тариф на электрическую энергию Ресурс Электроэнергия Единица тарифа руб/ кВт∙ч измерения Значение за 2012 г. Значение за 2013 г. 4,01 4,61 Для определения экономии в денежном выражении значение экономии в натуральном выражении умножается на соответствующий тариф. Таким образом при экономии в сопоставимых условиях 37,8% электроэнергии на цели освещения, экономия денежных средств на цели освещения в сопоставимых условиях составила 850 рублей. 42 4.3. Оценка эффекта от реализации комплекса программ по энергосбережению Расчет эффекта от комплекса мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности базируется на методе расчета эффекта от отдельного мероприятия: определяются значения показателей потребления за базовый год; рассчитываются значения коэффициентов сопоставимых условий; выполняется расчет индикаторов; выполняется расчет показателей эффективности программы ЭС. 43 4.4. Учет взаимного влияния мероприятий Совместная реализация группы энергосберегающих мероприятий может иметь различный характер влияния на совокупный потенциал энергосбережения указанной группы. По виду влияния на совокупный потенциал энергосбережения энергосберегающие мероприятия классифицируются следующим образом: - взаимонезависимые; - взаимоисключающие; - взаимодополняющие; - взаимовлияющие. Энергосберегающие мероприятия определяются как взаимонезависимые (независимые в совокупности), если в рамках рассматриваемых условий принятие или отказ от одного из них никак не влияет на возможность или целесообразность принятия других и на их эффективность. Величина потенциала энергосбережения группы взаимонезависимых энергосберегающих мероприятий равна арифметической сумме потенциала энергосбережения отдельных мероприятий. Энергосберегающие мероприятия определяются как взаимоисключающие (альтернативные), если осуществление одного из них делает невозможным или нецелесообразным осуществление остальных. Потенциал энергосбережения группы взаимоисключающих энергосберегающих мероприятий при выборе из этой группы конкретного мероприятия равен потенциалу энергосбережения выбранного мероприятия. Энергосберегающие мероприятия определяются как взаимодополняющие, если по каким-либо причинам они могут быть приняты или отвергнуты только одновременно. Взаимодополняющие энергосберегающие мероприятия необходимо предварительно объединить в группу мероприятий и впоследствии рассматривать как единичное мероприятие. Энергосберегающие мероприятия определяются взаимовлияющими, если при их совместной реализации возникают дополнительные (системные) позитивные или негативные эффекты, не проявляющиеся при реализации каждого из мероприятий в отдельности. При совместном исполнении взаимовлияющих энергосберегающих мероприятий потенциал энергосбережения группы мероприятий не будет являться арифметической суммой величин потенциала энергосбережения указанных мероприятий, реализованных независимо друг от друга. Учет взаимного влияния мероприятий для объекта или субъекта планирования мероприятия определяется экспертно. Взаимное влияние мероприятий, включенных в типовые проекты по энергосбережению (позитивные и негативные факторы взаимного влияния) указаны в составе каждого типового проекта). 44 5. АЛГОРИТМЫ ИНТЕРПРЕТАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА И ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАСЧЕТОВ 5.1. Технологии и периодичность сбора информации для осуществления расчетов В ходе разработки настоящей методики был дополнен инструментарий, разработанный в соответствии с п. I.1. «Разработка инструментария для исследования текущего состояния в сфере потребления энергоресурсов в учреждениях начального и среднего профессионального образования различного профиля подготовки, реализации программ энергосбережения, повышения энергоэффективности образовательных учреждений» на I этапе работ по государственному контракту, в частности, дополнены формы для сбора данных и методика по их заполнению. В связи с этим, для проведения расчетов оценки эффективности необходимо воспользоваться дополненным инструментарием, приведенным в приложении 1 и 2 к настоящей методике. Рекомендуемый срок сбора данных для мониторинга достижения результатов – 1 квартал. 45 5.2. Алгоритмы интерпретации результатов расчета эффективности мероприятий проекта в натуральном и денежном выражении Так как одной из целей оценки эффективности мероприятий является обеспечение возможностей эффективного планирования потребления энергетических ресурсов и воды, а также, обоснование выбора энергосберегающих мероприятий для последующей реализации на основе сопоставления финансовых затрат на реализацию указанных мероприятий и эффекта в виде экономии энергетических ресурсов при их обращении (производстве, транспорте, потреблении), то следует выделить последовательность и условия применения критериев для оценки мероприятий. В таблице9 содержатся показатели оценки финансово-экономической эффективности инвестиционных проектов с учетом фактора времени, дана характеристика области их применения и условий использования. Показатели чистого дисконтированного дохода и близкого к нему индекса доходности, которые предполагают оценку прибыльности проекта на протяжении всего расчетного периода, в виду неопределенности информации о будущих доходах и расходах, целесообразно использовать, в первую очередь, для предварительной оценки проекта. Таблица 9. Сравнительный анализ финансово-экономических критериев оценки эффективности инвестиций Годовая экономия энергетических ресурсов по мероприятию в натуральном выражении Годовая экономия энергетических ресурсов по мероприятию в денежном выражении ΔЕ Выбор варианта по максимальному ΔЕ - Приемлемый инвестора окупаемости для срок ΔЕ Выбор варианта по максимальному ΔЕ - Приемлемый инвестора окупаемости для срок 46 5.3. Порядок проведения расчетов Общая последовательность обработки и интерпретации результатов расчета следующая: Производится оценка эффекта от выполнения мероприятия в натуральном выражении, на основе алгоритмов, определенных в ходевнедрения типовых проектов по энергосбережению и повышению энергетической эффективности; Производится оценка фактического эффекта от выполнения мероприятий в натурально выражении, на основе сопоставления данных о потреблении энергетических ресурсов и воды за базовый и исследуемый период; При расчете эффекта от выполнения мероприятия учитываются сопоставимые условия, состав которых зависит от вида топливно-энергетических ресурсов и технической сущности реализуемых мероприятий; При расчете эффекта от выполнения энергосберегающего мероприятия учитываются факторы взаимного влияния мероприятий; На основании данных договоров с энергоснабжающими организациями проводится расчет годовой экономии энергетических ресурсов в стоимостном выражении; По данным типовых проектов осуществляется оценка затрат на реализацию мероприятий; Осуществляется расчет показателей инвестиционной эффективности внедренных мероприятий; Осуществляется расчет срока окупаемости внедряемых мероприятий и сравнивается с фактическим сроком окупаемости; На основании критериев оценки эффективности реализации мероприятий делается вывод об эффективности каждого внедренного мероприятия. Для мероприятий, которые на дату формирования отчетной документации не повлияли на изменение потребления энергетических ресурсов и воды по причинам посторонним, напрямую или косвенно не влияющим на работоспособность комплекса технических и организационных мер, показатели в натуральном и стоимостном выражении рассчитываются теоретически. Т.е., в виду отсутствия статистической информации о влиянии мероприятий на изменение уровня потребления энергетических ресурсов и воды невозможно рассчитать фактический эффект от внедренного мероприятия, расчет показателей производится теоретически. Пример 1. Мероприятие, направленное на изменение уровня тепловой энергии было внедрено в неотапливаемый период, а дата подачи отчетной документации также находится в пределах неотапливаемого периода. В таких условиях невозможно рассчитать фактический эффект от мероприятия 47 ни в натуральном, ни в стоимостном выражении. В данном случае, указанные показатели эффективности рассчитываются теоретически. В случае, когда информация о потреблении не собиралась в течение всего расчетного периода показатели эффективности энергосберегающих мероприятий следует рассчитывать с использованием методов аппроксимации, учитывая при этом коэффициенты перехода к сопоставимым условиям. Пример 2. В течение всего отопительного периода информация о потреблении энергетических ресурсов была собрана за 2 месяца. Этой информации недостаточно для расчета показателей эффективности за весь период, в данном случае необходимо использовать метод аппроксимации. 48 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данной работе описаны методики оценки эффекта от реализации мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в натуральном и денежном выражении. В рамках работы описаны значимые критерии оценки эффективности реализации мероприятий, алгоритмы их расчета, а также условия применения. Далее писаны алгоритмы интерпретации результатов расчѐта как для планирования проведения энергосберегающих мероприятий на отдельном объекте, так и для оценки эффективности выполнения мероприятий на группе объектов, включая исполнение требований нормативных актов относительно объектов среднего и начального профессионального образования Описанная выше методика применима для анализа эффективности потребления ТЭР для образовательных учреждений СПО и НПО. При разработке методики учтена специфика образовательных учреждений, заключающаяся в значимых параметрах расчета сопоставимых условий, а также в их отношении к бюджетным учреждениям Направлениями дальнейшего развития методики является учет типов зданий и сооружений, находящихся в оперативном управлении образовательных учреждений НПО и СПО, режимов их деятельности, а также реализуемого профиля обучения. 49 ЛИТЕРАТУРА 1. ГОСТ 24866-99 Стеклопакеты клееные строительного назначения. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование; 2. Ливчак В.И. Энергосбережение при строительстве и реконструкции жилых зданий в России. Энергосбережение №5/2001 3. Применение низкоэмиссионных пленок на окнах //Гильдия энергоаудиторов [Официальный сайт] URL: http://www.guildenergo.ru/01.01.04.05/260.aspx (дата обращения: 01.07.2013). 4. Руководство по обогреву и энергосбережению. Выпуск 2, май 1998 г. Представительство Frico в России, Москва; 5. Рысин С. А. Вентиляционные установки машиностроительных заводов. Справочник. – М.: Машгиз, 1956; 6. СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов; 7. СНИП 23-01-99* «Строительная климатология»; 8. СНиП 23-05-95 Руководство по обогреву и энергосбережению. Выпуск 2, май 1998 г; 9. СНиП II-3-86; 10.Теплоэнергетика и теплотехника. Книга 2. Под общей редакцией В.А. Григорьева и В.М. Зорина. 1988. Москва, Энергоатомиздат; 11.Федеральный Закон №261-ФЗ от 23 ноября 2009 года «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности»; 12.Чугаев Р.Р. Гидравлика. 1982. 13.Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы» №3, март 2002 г; 50