Энерго- и ресурсосберегающие технологии

                                                  Введение

Ресурсосбережение является актуальным и необходимым условием нормального функционирования учреждения, так как повышение эффективности использования топливно-энергетических и водных ресурсов при непрерывном росте цен на природные ресурсы и соответственно росте стоимости электрической и тепловой энергии позволяет добиться существенной экономии как ТЭР, так и финансовых  ресурсов.  Доля энергетических затрат в издержках учреждения, составляет в среднем 8-12% и имеет устойчивую тенденцию к росту в связи с большим моральным и физическим износом основного оборудования и значительными потерями при транспортировке энергетических ресурсов. Экономия природных ресурсов является одним из наиболее эффективных направлений научно-технического прогресса и средством активизации структурной перестройки, определяющим фактором долговременного действия, имеющим экономический эффект. Оно способствует ускорению темпов роста учреждения, снижению цен на  продукцию и услуги, достижению высоких конечных результатов, решению социальных и экологических задач. Объемы ресурсопотребления  и ресурсосбережения зависят от уровня технологической базы и культуры учреждения. Неоспорима роль природных ресурсов в поддержании и дальнейшем развитии цивилизации. В современном обществе трудно найти хотя бы одну область человеческой деятельности, которая не требовала бы прямо или косвенно энергии. За время существования нашей цивилизации много раз происходила смена традиционных источников энергии на новые, более совершенные.  В начале XXI в. начался новый значительный этап земной энергетики. Появилась энергетика "щадящая", построенная так, чтобы человек не рубил сук, на котором он сидит, заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы. На пути широкого внедрения альтернативных источников энергии стоят трудно разрешимые экономические и социальные проблемы. Во-первых, это высокая капиталоемкость, вызванная необходимостью создания новой техники и технологии. Во-вторых, высокая материалоемкость. Использование альтернативных источников энергии сдерживается также нехваткой специалистов. Комплексный подход к решению этих проблем на национальном и международном уровне позволит ускорить их реализацию. Проблема экономии топливно-энергетических и водных ресурсов в муниципальных учреждениях является актуальной в наше время. В современных условиях рациональное использование природных ресурсов становится одним из важнейших факторов экономить энергию; каким потенциалом энергосбережения обладают учреждения; доступным языком объясняются сложные энергосберегающие технологии; рассматриваются наиболее эффективные технические решения, разработанные для экономии тепла, электричества и водных ресурсов; а также напоминается об элементарных правилах поведения, которые позволяют сохранить намного больше энергии, чем мы думаем.  Экономия природных ресурсов в настоящее время становится одним из важнейших направлений перевода экономики на путь интенсивного развития и рационального природопользования. Ресурсосбережение позволяет существенно снизить затраты и обеспечить эффективность и конкурентоспособность производства товаров и услуг, в том числе в жилищно-коммунальном хозяйстве.

Рассмотрим технологии и технические мероприятия, обеспечивающие ресурсосбережение , на примере физкультурно-оздоровительного комплекса (ФОК) для школы №312 и жителей района , располагающегося по адресу: Потаповский пер., д.11/9 внутри жилой застройки недалеко от Чистых прудов.

 Здание ФОК представляет  собой отдельно стоящее одноэтажное  здание с цокольным этажом  и двухэтажной пристройкой. Площадь  участка – 0,06 га. Площадь застройки–582 кв.м. Общая площадь здания –1100 кв.м, в том числе наземной части –1016 кв.м. Высота здания–11,60 м.

На цокольном этаже располагаются: помещения  для занятий боксом и борьбой, раздевалки и тренерская, а также технические помещения (ИТП, электрощитовая, приточная вентиляционная камера).

На первом этаже располагаются: вестибюль, помещение охраны, комната сухого жара (сауна), бассейн, холл для отдыха и на отм. 2,1 спортивный зал для занятий баскетболом (волейболом).

На втором этаже (отм.3,75) располагается помещение для игры в настольный теннис или для занятий на тренажёрах.

Единовременная пропускная способность ФОКа составляет 60 человек.

                     Энерго- и ресурсосберегающие технологии.

Применяя эффективные решения по управлению освещением, можно сэкономить до 30% средств, расходуемых на электроснабжение, по сравнению с традиционными способами энергосбережения. Управление светом обычно осуществляется с помощью: • датчиков освещенности и присутствия; • реле времени; • сетевых решений автоматизации, включающих световые сцены. Всё это присутствует в ФОКе, и источники освещения поэтапно заменяются с люминисцентных на светодиодные.Опыт и практика показывают, что только комплексный подход при построении системы автоматизации и диспетчеризации зданий поможет увеличить эффективность использования ресурсов, уменьшить затраты при проектировании, строительстве и эксплуатации здания, предоставить лучший сервис, что в свою очередь является гарантией окупаемости систем автоматизации и конкурентоспособности зданий. Только 20 процентов электричества, используемого обычными лампочками, производят свет, остальные 80 процентов расходуются на нагрев. Компактные люминесцентные лампы (CFL) использует практически все электричество, чтобы произвести свет. Средняя лампа накаливания работает приблизительно 800 часов. УCFL продолжительность работы составляет 10000 часов при 2-летней гарантии. Наиболее перспективными, как показывает Таблица 4, являются светодиодные источники света. Их широкое применение сегодня сдерживают, главным образом, конструктивные вопросы использования таких источников света в существующей светотехнической арматуре.

Между тем уже сегодня можно привести практические решения, успешно использующие светодиодные источники света. Светодиодные системы окупаются в довольно короткие сроки. По потреблению они экономичней энергосберегающих ламп, не дают мерцающего эффекта и в тоже время очень надежны, долговечны и  экологичны. Минус в том, что зарубежные светодиодные системы довольно дороги, и многие потребители считают, что они не окупаются. Впрочем, уже появились более дешевые отечественные аналоги. Таким образом, вопрос эффективного освещения требует профессиональной разработки, но при его грамотном решении появляется возможность сократить не только эксплуатационные расходы, но и затраты на приобретение дополнительной мощности.

Климатические параметры, такие как температура, влажность и скорость воздушных потоков, являются одними из главных показателей комфорта в ФОКе. Эти параметры должны поддерживаться климатическим оборудованием , прежде всего системами кондиционирования воздуха, которые совмещают функции вентиляции, нагрева либо охлаждения, поддержания других параметров воздушной среды. Основным показателем энергоэффективности кондиционера является отношение мощности охлаждения к потребляемой мощности, которое в технических каталогах обозначается коэффициентом ERR(Energy Efficiency Ratio). Другой параметр– COP (Coefficient of Performance—тепловой коэффициент) равен отношению мощности обогрева к потребляемой мощности. Коэффициент ERR бытовых сплит-систем обычно находится в диапазоне от 2.5 до 3.5, а COP – от 2.8 до 4.0. Можно заметить, что значение COP выше, чем ERR. Это связано с тем, что в процессе работы компрессор нагревается и передает фреону дополнительно тепло. Именно поэтому кондиционеры всегда выделяют больше тепла, чем холода. Для обозначения энергоэффективности бытовой техники существует семь категорий, обозначаемых буквами от A (лучшей, с показателями COP > 3.6 и ERR > 3.2) до G (худшей, с показателями COP < 2.4 и ERR < 2.2). В ФОКе применяются агрегаты категорий А, В и С. Наиболее перспективны с точки зрения возможности реализации энергосберегающих режимов центральные системы кондиционирования. Центральные кондиционеры предназначены для обслуживания группы помещений или целиком здания. При формировании центрального кондиционера могут устанавливаться один, либо группа агрегатов определенного типа. Для работы типового центрального кондиционера необходимы: внешний источник холода или вода от «чиллера» (устройства централизованного охлаждения воды для климатических систем), фреон от внешнего компрессорно-конденсаторного блока, горячая вода от системы центрального отопления или бойлера. Центральный кондиционер может одновременно выполнять несколько функций – кондиционера, системы вентиляции, очистителя и увлажнителя воздуха. Обработанный с его помощью воздух по системе воздуховодов распределяется по помещениям. Говоря о недостатках и преимуществах, стоит отметить, что главное преимущество центральных кондиционеров – это возможность эффективного поддержания заданной температуры, влажности и подвижности воздуха в помещениях большого объема. Основной недостаток – сложность монтажных работ и прокладки коммуникаций. Использование в центральном кондиционере рециркуляции и теплоутилизации позволяет существенно сократить затраты тепловой энергии, связанные с обогревом воздуха в холодное время года. Главная привлекательная черты центральной системы кондиционирования – способность существенно экономить энергию на подготовку приточного воздуха. Современная система позволяет передать приточному воздуху, в зависимости от типа рекуператора (теплоутилизатора), до 90% (конструкция с роторным рекуператором) теплоты выбрасываемого воздуха. В зимнее время – это нагрев, а в летнее – охлаждение. Поскольку центральные системы кондиционирования, как правило, управляются современными системами автоматизации, это позволяет выбрать режимы работы, обеспечивающие оптимальные затраты энергии при заданном обеспечиваемом качестве среды. Кондиционирование требует обычно наибольших капитальных затрат, это самая энергоемкая часть проекта наиболее сложная и дорогостоящая  в эксплуатации. Такие особенности систем кондиционирования делают необходимым учет первоначальных инвестиций, энергоснабжения и эксплуатационных расходов.

Рекуперация – эффективный путь энерго- и ресурсосбережения. Рекуперация воздуха – процесс теплообмена между приточным и удаляемым вытяжным воздухом помещения. В рекуперационном теплообменнике вытяжной воздух выходит наружу, передав большую часть своего тепла (холода) приточному воздуху, приблизив его температуру к заданной для помещения. Применение рекуператоров позволяют поднять энергоэффективность оборудования и снизить неоправданные потери тепла, удаляемого системой вытяжки. Удаляемый из помещения воздух проходит через специальную теплообменную кассету, где он нагревает стенки теплообменника, охлажденные приточным воздухом. При этом приточный и вытяжной потоки не смешиваются, а лишь передают или забирают тепло от стенок теплообменника.  Экономия, достигаемая за счет использования рекуператоров, может оцениваться до трети потребления. В моём проекте используются  пластинчатые рекуператоры с пластиковым теплообменником, они пригодны для использования в помещениях с бассейном. Оптимальное управление вентиляцией в конкретном помещении в соответствии с реальной потребностью в данное время подразумевает не только регулирование воздухообмена, но и полное отключение системы вентиляции в «рабочие» часы, когда люди находятся в помещении, но все показатели комфортных условий соответствуют норме. Это помогает сэкономить большое количество энергии, затрачиваемой на подготовку и распределение воздуха.

Экономия воды возможна и без малейшего вложения средств в технологическое оборудование. Часто много воды теряется из-за некачественных или изношенных прокладок на унитазах, которые «слегка подтекают». Это небольшой ручеек, но он может быть в каждом санузле.  Снижение непроизводительных расходов воды в ФОКе достигнуто за счет применения водосберегающей  арматуры с улучшенными регулирующими и расходными характеристиками. Отечественные и зарубежные фирмы предлагают широкий спектр различных устройств, позволяющих существенно сократить потребление воды за счет уменьшения ее потерь. Отметим, что снижение непроизводительных расходов воды в жилых помещениях представляет собой одну из наименее капиталоемких задач, решение которой путем установки регуляторов расхода воды позволит снизить водопотребление на 10–30% с окупаемостью 5–6 месяцев.52 Анализ водосберегающей эффективности современной водоразборной арматуры с регулятором расхода и керамическим запорным элементом показал, что расход воды снижен до 10–12% от расхода воды через кран с простым изливом. Смеситель с одним рычагом вместо двух кранов. Он позволяет ускорять процесс смешения горячей и холодной воды, тем самым она быстрее достигает нужной температуры. А ведь чем меньше времени мы тратим на этот процесс, тем экономнее расход. Современная душевая лейка с функцией аэрации. Она позволит не только сэкономить, но и сделает процедуру приема душа более комфортной. Аэратор насыщает воду пузырьками воздуха, что придает струям мягкость и делает их более объемными .Смеситель с силиконовым ограничителем. Он сокращает расход воды, уменьшив ее струю, поскольку под высоким напором обретает более плоскую форму, тем самым сужая зазор в отверстии смесителя. Оборудование с инфракрасным датчиком. Для подачи воды нужно только поднести руки к отверстию смесителя, а убрав их, вы таким же бесконтактным способом остановите ее поток. Унитаз, оборудованный системой комбинированного слива. Часто не требуется использовать полный объем бачка, поэтому, установив такую сантехническую новинку, более экономно используют воду.