Энергоэффективность — эффективное, рациональное использование энергии.

Программа повышения энергоэффективности и энергосбережения. Энергоэффективность зданий.

Развернуть содержание

Свернуть содержание

Энергоэффективность - это, определение

Энергоэффективность - это комплекс организационных, экономических и технологических мер, направленных на повышение значения рационального использования энергетических ресурсов в производственной, бытовой и научно-технической сферах.

Энергоэффективность - это эффективное (рациональное) использование энергии, или «пятый вид топлива» - использование меньшего количества энергии для обеспечения установленного уровня потребления энергии в зданиях либо при технологических процессах на производстве. Эта отрасль знаний находится на стыке инженерии, экономики, юриспруденции и социологии.

Для населения - это значительное сокращение коммунальных расходов, для страны - экономия ресурсов, повышение производительности промышленности и конкурентноспособности, для экологии - ограничение выбросапарниковых газов в атмосферу, для энергетических компаний - снижение затрат на топливо и необоснованных трат на строительство.

В отличие от энергосбережения (сбережение, сохранение энергии), главным образом направленного на уменьшение энергопотребления, энергоэффективность (полезность энергопотребления) - полезное (эффективное) расходование энергии. Для оценки энергоэффективности для продукции или технологического процесса используется показатель энергетической эффективности, который оценивает потребление или потери энергетических ресурсов.

Энергоэффективность в мире

Начиная с 1970-х гг. многие страны внедряли политику и программы по повышению энергоэффективности. Сегодня на промышленный сектор приходится почти 40% годового мирового потребления первичных энергоресурсов и примерно такая же доля мировых выбросов углекислого газа. Принят международный стандарт ISO 50001, который регулирует в том числе энергоэффективность.

Энергоэффективность в России

Россия занимает третье место в мире по совокупному объёму энергопотребления (после США и Китая) и её экономика отличается высоким уровнем энергоёмкости (количество энергии на единицу ВВП). По объёмам энергопотребления в стране первое место занимает обрабатывающая промышленность, на втором месте - жилищный сектор, около 25% у каждого.

Энергоэффективность и энергосбережение входят в 5 стратегических направлений приоритетного технологического развития, обозначенных Президентом России Д. А. Медведевым на заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России 18 июня.

Одна из важнейших стратегических задач страны, которую поставил президент в своём указе - сократить к 2020 году энергоёмкость отечественной экономики на 40%. Для её реализации необходимо создание совершенной системы управления энергоэффективностью и энергосбережением. В связи с этим Министерством энергетики РФ было принято решение о преобразовании подведомственного ФГУ «Объединение „Росинформресурс“» в Российское энергетическое агентство, с возложением на него соответствующих функций.

Основными стимулами являются федеральные субсидии и льготы. Одним из лидеров среди регионов является Краснодарский край. Международные и федеральные банки МБРР и ВЭБ также реализуют свои проекты на территории России.

Энергоэффективность и энергосбережение входят в пять стратегических направлений приоритетного технологического развития России, названных Президентом РФ, являются огромным резервом отечественной экономики. Энергосбережение – общенациональная задача, в процесс модернизации экономики России включены не только хозяйствующие субъекты, но и все общество в целом, общественные организации, политические партии, а вопросам энергосбережения и энергетической эффективности уделяется особое внимание.

В России один из самых больших в мире технический потенциал повышения энергетической эффективности – более 40% от уровня потребления энергии в стране: в абсолютных объемах – это 403 млн т.у.т. Использование этого резерва возможно только за счет комплексной политики.

В настоящее время в сфере энергосбережения и энергетической эффективности существует три основополагающих базовых документа: “Энергетическая стратегия на период до 2030 года”, Федеральный закон “Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации” и Государственная программа “энергосбережения и повышения энергетической эффективности на период до 2020 года”.

Федеральный закон “Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности” – базовый документ, определяющий государственную политику в области энергосбережения. Закон направлен на решение вопросов энергосбережения и повышения энергоэффективности в области ЖКХ.

Для организации эффективной работы ЖКХ предусмотрено введение энергетических паспортов, определен комплекс мер, обеспечивающих для потребителей право и возможность экономить ресурсы, сделав выбор в пользу энергоэффективных товаров и услуг. В качестве первого шага вводится запрет на производство, импортирование и продажу ламп накаливания мощностью 100 Вт и более, с 2013 г. – ламп 75 В т и более, с 2014 г. – 25 Вт и более.

Второй блок закона объединяет набор инструментов, стимулирующих энергосбережение в госсекторе, в том числе обязанность бюджетных организаций снижать объемы потребления энергоресурсов не менее чем на 3% ежегодно в течение 5 лет, и за бюджетной организацией сохраняются средства, сэкономленные благодаря проведению мероприятий по энергосбережению и энергоэффективности, а также возможность их перераспределения, в том числе и в фонд оплаты труда.

Законом также установлена обязанность разработки программ по энергосбережению и повышению энергоэффективности для государственных компаний, бюджетных организаций и учреждений, а также для регионов и муниципалитетов, причем это увязано с бюджетным процессом.

Следующий важный аспект – отношение между государством и бизнесом. Для стимулирования перехода бизнеса на энергоэффективную политику установлены экономические рычаги, в том числе предоставление налоговых льгот, а также возмещение процентов по кредитам на реализацию проектов в области энергосбережения и повышения энергоэффективности.

Большая роль в повышении энергоэффективности отводится субъектам Российской Федерации, которые уже сегодня наделены соответствующими полномочиями. В каждом регионе, в каждом муниципальном образовании должна быть своя программа энергосбережения с четкими, понятными целевыми показателями и системой оценки.

Департамент энергоэффективности РФ

Департамент государственного регулирования тарифов, инфрастуктурных реформ и энергоэффективности является самостоятельным структурным подразделением центрального аппарата Министерства экономического развития Российской Федерации, основными направлениями деятельности которого являются:

Повышение энергетической эффективности

Энергоэффективность экономики России значительно ниже уровня энергоэффективности развитых стран.Президент Российской Федерации Д.А.Медведев поставил задачу по снижению уровня энергоемкости ВВП на 40% к 2020 г. по отношению к уровню 2007 г. С учетом климатических особенностей и индустриальной структуры российской экономики эта задача является амбициозной и требует масштабной и слаженной работы всего Правительства Российской Федерации. Министерство экономического развития координирует эту работу, разрабатывает совместно с другими Министерствами и ведомствами основную часть нормативной правовой базы, сопровождает деятельность рабочей группы «Энергоэфективность» при Комиссии по технологическому развитию и модернизации Российской экономики при Президенте Российской Федерации.

Тарифно-ценовая политика в отраслях естественных монополий

Министерство экономического развития совместно с отраслевыми Министерствами и Федеральной службой по тарифам осуществляет выработку и реализацию единых подходов при регулировании цен (тарифов) на услуги естественных монополий. Целью государственного тарифно-ценового регулирования инфраструктурных секторов является обеспечение потребителей товарами и услугами субъектов естественных монополий и организаций коммунального комплекса установленного качества по доступной цене.

Реструктуризация секторов естественных монополий

Министерство экономического развития совместно с отраслевыми Министерствами осуществляет преобразования в секторах естественных монополий, направленные на снижение инфраструктурных барьеров развития экономики, стимулирование повышения эффективности таких секторов и развитие конкуренции.

Политика энергоэффективности в РЖД

ОАО «РЖД» является одним из крупнейших потребителей электроэнергии: компания ежегодно использует более 40 млрд кВт-ч электроэнергии, или порядка 4% общероссийского потребления. Основной объем уходит, конечно, на электрическую тягу поездов (более 35 млрд кВт-ч). Такой крупный потребитель не мог остаться в стороне от федеральных мер по повышению энергоэффективности, закрепленных, в частности, в «Энергетической стратегии России до 2030 года».

Направления политики энергоэффективности в РЖД определяются «Энергетической стратегией холдинга „РЖД“ на период до 2015 года и на перспективу до 2030 года», разработанной в рамках «Стратегии развития железнодорожного транспорта в РФ до 2030». Стратегия предусматривает два этапа: 2011-2015 гг. - этап модернизации железнодорожного транспорта; 2016-2030 гг. - этап динамичного расширения железнодорожной сети (планируется строительство 20,5 тыс. км новых железнодорожных линий, 25% из которых будут грузообразующими, прокладываемыми в малонаселенных, не имеющих энергетики регионах).

В рамках стратегии, холдинг предполагает активно участвовать, в том числе в разработке законодательных актов государства в области инноваций и развития энергетики в интересах железнодорожного транспорта.

Повышение энергетической эффективности основной деятельности ОАО «РЖД» планируется за счет: применения энергоэффективных технологий управления перевозочным процессом, перехода на использование высокоэкономичных средств световой сигнализации и освещения, в первую очередь на основе светодиодной техники и интеллектуальных систем управления освещением, совершенствования систем управления энергетическими ресурсами на основе баз данных энергетических обследований, паспортизации и приборного учета за расходованием энергоресурсов, внедрения энергоэффективных технологий на объектах инфраструктуры.

Программа уже показала себя в действии. По данным РЖД, в 2011 году было внедрено более 4 тысяч ресурсосберегающих технических средств на сумму 2,7 млрд руб. За 12 месяцев 2011 года от реализации мероприятий ресурсосбережения в 2009 -2010 гг. достигнут экономический эффект на общую сумму около 1,2 млрд рублей. Данные показатели смогли быть достигнуты за счет экономии топливно-энергетических ресурсов, материалоемкости технологических процессов и повышения производительности труда.

В период 2003-2010 гг. меры по повышению энергоэффективности уже привели к положительному результату: при увеличении на 16,2% объемов перевозочной работы по отношению к 2003 году, баланс потребления ресурсов уменьшился на 6,3%, а снижение энергоемкости производственной деятельности составило 19,3%.

Целевые показатели в среднесрочной и долгосрочной перспективах являются не менее амбициозными. Так,ОАО «РЖД» планирует рост объема перевозок пассажирского и грузового транспорта к 2030 году в среднем на 52,3%, а увеличение объемов потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) и воды на 32,1%.

Прогнозируется, что экономия ТЭР ОАО «РЖД» в 2015 и 2030 гг. по отношению к 2010 году составит соответственно: электроэнергии - 1,8 и 5,5 млрд кВт-ч; дизельного топлива - 248 и 740 тыс. т; топочного мазута - 95 и 182 тыс. т; угля - 0,7 и 1,4 млн т; бензина - 15,0 и 32,5 тыс. т; тепловой энергии, приобретаемой на стороне, - 0,56 и 1,2 тыс. Гкал. В связи с этим должны снизится затраты на приобретение ТЭР в 2015 году на 9,9 млрд рублей, в 2020 году - на 16,9 млрд рублей, в 2030 году - на 27,4 млрд рублей в ценах 2010 года.

Энергоэффективность в странах Евросоюза

В общем объёме конечного потребления энергии в государствах ЕС доля промышленности составляет 28,8%, доля транспорта - 31%, сферы услуг - 47%. С учётом того, что около 1/3 объёма энергопотребления тратится на жилищный сектор, в 2002 году была принята Директива Европейского Союза по энергетическим показателям зданий, где определялись обязательные стандарты энергоэффективности зданий. Эти стандарты постоянно пересматриваются в сторону ужесточения, стимулируя разработку новых технологий.

Энергосервисные компании ЕС применяют линейку из 27 различных энергоэффективных технологий. Самым быстрорастущим сегментом является освещение - 22 % всех проектов связаны с заменой осветительного оборудования на энергоэффективное и мерами по управлению освещением. Кроме них внедряются системы энергоменеджмента (СЭнМ), исследуются поведенческие аспекты, применяется управление котлами, повышение их эффективности и оптимизация их режимов, внедрение изоляционных материалов, фотогальваники и др.

Энергоэффективное отопление метро в Минске.

Строить и эксплуатировать станции метро возможно без подключения к теплосетям, используя сам метрополитен как источник для обогрева станционных помещений. На заседании Научно-технического совета по строительству объектов метро и транспортной инфраструктуры специалисты ОАО "Минскметропроект" представили новую технологию отопления, которая уже несколько лет успешно применяется в Белоруссии.

Столичная подземка на сегодняшний день перегревается за счет выделения тепла от подвижных составов и от самих пассажиров. Кроме того, тепло поступает от осветительных приборов, а также от станционного, энергетического и вентиляционного оборудования.

По расчетам специалистов «Минскметропроекта» на примере одной из конечных станций метро на юге Москвы в холодный период года необходимо удалять избыточное тепло в размере 3,5 МВт с помощью тоннельной вентиляции. В то же время для отопления помещений из внешних инженерных сетей станция получает 1 МВт тепловой энергии.

Возникает логичный вопрос: зачем, имея источник тепла, дополнительно закупать тепловую энергию? Почему нельзя использовать «бросовое» тепло на технологические нужды?Специалисты «Минскметропроекта» предлагают передавать тепловую энергию из мест с избытками в места с недостатками с помощью современных тепловых насосов.

Белорусские эксперты уверяют: применение системы автономного теплоснабжения на станциях метро, где круглый год имеется переизбыток тепла, позволит сократить энергопотребление. Кроме того, значительно снижаются затраты на строительство дополнительных подземных станционных помещений, в которых располагаются сети теплоснабжения.

Независимость от городских тепловых сетей - еще один очевидный плюс от использования автономной системы теплоснабжения.По поручению заместителя руководителя Департамента строительства Владимира Швецова минские коллеги проработают технико-экономические расчеты применения инновационной технологии на примере теплоснабжения двух станций столичной подземки и представят на следующее заседание совета.

Строительство и здания

В развитых странах на строительство и эксплуатацию расходуется около половины всей энергии, в развивающихся странах - примерно треть. Это объясняется большим количеством в развитых странах бытовой техники. В России на быт тратится около 40–45% всей вырабатываемой энергии. Затраты на отопление в жилых зданиях на территории России составляют 350–380 кВт ч/м² в год (в 5–7 раз выше, чем в странах ЕС), а в некоторых типах зданий они достигают 680 кВт ч/м² в год. Расстояния и изношенность теплосетей сетей приводят к потерям в 40–50% от всей вырабатываемой энергии, направляемой на отопление зданий. Альтернативными источниками энергии в зданиях сегодня являются тепловые насосы,солнечные коллекторы и батареи, ветровые генераторы.

В 2012 году введён в действие первый национальный российский стандарт СТО НОСТРОЙ 2.35.4–2011 «”Зеленое строительство”. Здания жилые и общественные. Рейтинговая система оценки устойчивости среды обитания». Наиболее известными в мире стандартами такого рода являются: LEED, BREEAM и DGNB.

Энергосберегающий небоскреб

На днях архитекторская компания UNStudio представила новый проект строительства высотного комплекса в Сингапуре, состоящего из двух объединенных между собой небоскребов, один из которых предназначен для коммерческого использования, а в другом будут размещены жилые апартаменты.

Новый комплекс под названием V on Shenton («Пять на Шентоне») будет расположен в центральном деловом районе Сингапура (Central Business District, CBD) на месте знаменитого 40-этажного небоскреба UIC Building и станет частью реконструкции города в рамках программы предоставления доступного жилья городским жителям. Здание имеет энергосберегающую конструкцию и может похвастаться множество новейших энергоффективных технологий, но главной отличительной особенностью является его фасад, состоящий из гексагональных панелей и внешне напоминающий соты из улья.

Впрочем, эти панели не только обеспечивают эстетическую привлекательность комплекса, но и выполняют чисто практическую функцию – максимизируют естественное освещение и минимизируют поступление тепла во внутренние помещения, тем самым способствуя значительному сокращению энергозатрат. Ну а пышные горизонтальные сады, «разделяющие» здания на три части, станут отличным местом для отдыха и прогулок, а также сделают окружающий воздух свежее и чище.

Комплекс V на Shenton представляет собой два отдельно стоящих здания, соединенные между собой обширным холлом на первом этаже, который вмещает в себя входной портал и большой ресторан. 23-этажное офисное здание по высоте соответствует масштабу окружающих зданий, в то время как 53-этажная жилая башня резко отличается от остальной части города. Весь восьмой этаж будет занимать первый небесный сад, еще два таких же сада, очищающих воздух, будут расположены в жилой части комплекса.

Интересно с архитектурной точки зрения выполнены и углы зданий – имеющие скругленную форму, они покрыты изогнутыми стеклянными панелями, которые оптимизируют поступление солнечного света внутрь зданий, но при этом защищают его от перегрева. Объемные стены балконов жилых апартаментов, в точности повторяя форму гексагональных панелей, создают дополнительный визуальный эффект глубины конструкции. Завершение строительства офисного/жилого комплекса V на Shenton намечено на 2016 год.

Устройства

Энергосберегающие и энергоэффективные устройства - это, в частности, системы подачи тепла, вентиляции, электроэнергии при нахождении человека в помещении и прекращающие данную подачу в его отсутствии. Беспроводные сенсорные сети (БСН) могут быть использованы для контроля за эффективным использованием энергии.

Меры по повышению энергоэффективности принимаются с вводом энергосберегающих ламп, счётчиков многотарифного учёта, методов автоматизации, с применением архитектурных решений.

Тепловой насос

Тепловой насос - это устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой. Термодинамически тепловой насос аналогичен холодильной машине. Однако если в холодильной машине основной целью является производство холода путём отбора теплоты из какого-либо объёма испарителем, а конденсатор осуществляет сброс теплоты в окружающую среду, то в тепловом насосе картина обратная. Конденсатор является теплообменным аппаратом, выделяющим теплоту для потребителя, а испаритель - теплообменным аппаратом, утилизирующим низкопотенциальную теплоту: вторичные энергетические ресурсы и (или) нетрадиционные возобновляемые источники энергии.

Как и холодильная машина, тепловой насос потребляет энергию на реализацию термодинамического цикла (привод компрессора). Коэффициент преобразования теплового насоса - отношение теплопроизводительности к электропотреблению - зависит от уровня температур в испарителе и конденсаторе. Температурный уровень теплоснабжения от тепловых насосов в настоящее время может варьироваться от 35 °C до 62 °C . Что позволяет использовать практически любую систему отопления. Экономия энергетических ресурсов достигает 70 %. Промышленность технически развитых стран выпускает широкий ассортимент парокомпрессионных тепловых насосов тепловой мощностью от 5 до 1000 кВт.

Концепция тепловых насосов была разработана ещё в 1852 году выдающимся британским физиком и инженером Уильямом Томсоном (Лордом Кельвином) и в дальнейшем усовершенствована и детализирована австрийским инженером Петером Риттер фон Риттингером (Peter Ritter von Rittinger). Петера Риттера фон Риттингера считают изобретателем теплового насоса, ведь именно он спроектировал и установил первый известный тепловой насос в 1855 году. Но практическое применение тепловой насос приобрел значительно позже, а точнее в 40-х годах ХХ столетия, когда изобретатель-энтузиаст Роберт Вебер (Robert C. Webber) экспериментировал с морозильной камерой.

Однажды Вебер случайно прикоснулся к горячей трубе на выходе камеры и понял, что тепло просто выбрасывается наружу. Изобретатель задумался над тем, как использовать это тепло, и решил поместить трубу в бойлер для нагрева воды. В результате Вебер обеспечил свою семью таким количеством горячей воды, которое они физически не могли использовать, при этом часть тепла от нагретой воды попадала в воздух. Это подтолкнуло его к мысли, что от одного источника тепла можно нагревать и воду, и воздух одновременно, поэтому Вебер усовершенствовал своё изобретение и начал прогонять горячую воду по спирали (через змеевик) и с помощью небольшого вентилятора распространять тепло по дому с целью его отопления.

Со временем именно у Вебера появилась идея «выкачивать» тепло из земли, где температура не слишком изменялась в течение года. Он поместил в грунт медные трубы, по которым циркулировал фреон, который «собирал» тепло земли. Газ конденсировался, отдавал своё тепло в доме, и снова проходил через змеевик, чтобы подобрать следующую порцию тепла. Воздух приводился в движение с помощью вентилятора и распространялся по дому. В следующем году Вебер продал свою старую угольную печь.

В 40-х годах тепловой насос был известен благодаря своей чрезвычайной эффективности, но реальная потребность в нём возникла в период Арабского нефтяного эмбарго в 70-х годах, когда, несмотря на низкие цены на энергоносители, появился интерес к энергосбережению.

В процессе работы компрессор потребляет электроэнергию. Соотношение вырабатываемой тепловой энергии и потребляемой электрической называется коэффициентом трансформации (или коэффициентом преобразования теплоты) и служит показателем эффективности теплового насоса. Эта величина зависит от разности уровня температур в испарителе и конденсаторе: чем больше разность, тем меньше эта величина.

По этой причине тепловой насос должен использовать по возможности большее количество энергии источника низкопотенциального тепла, не стремясь добиться его сильного охлаждения. В самом деле, при этом растёт эффективность теплового насоса, поскольку при слабом охлаждении источника тепла не происходит значительного роста разницы температур. По этой причине тепловые насосы делают так, чтобы масса низкотемпературного источника тепла была значительно большей, чем нагреваемая масса. Для этого, также, необходимо увеличивать площади теплообмена, чтобы перепад температур между источником тепла и холодным рабочим телом, а также между горячим рабочим телом и отапливаемой средой был поменьше. Это снижает затраты энергии на отопление, но приводит к росту габаритов и стоимости оборудования.

Проблема привязки теплового насоса к источнику низкопотенциального тепла, имеющего большую массу может быть решена[источник не указан 1556 дней. введением в тепловой насос системы массопереноса, например, системы прокачки воды. Так устроена система центрального отопления Стокгольма.

Даже современные парогазотурбинные установки на электростанциях выделяют большое количество тепла, что и используется в когенерации. Тем не менее, при использовании электростанций, которые не генерируют попутное тепло (солнечные батареи, ветряные электростанции, топливные элементы) применение тепловых насосов имеет смысл, так как такое преобразование электрической энергии в тепловую более эффективно, чем использование обычных электронагревательных приборов.

В действительности приходится учитывать накладные расходы по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии (то есть услуги электрических сетей). В результате[источник не указан 838 дней] отпускная цена электричества в 3-5 раз превышает его себестоимость, что приводит к финансовой неэффективности использования тепловых насосов по сравнению с газовыми котлами при доступном природном газе. Однако, недоступность углеводородных ресурсов во многих районах приводит к необходимости выбора между обычным преобразованием электрической энергии в тепловую и с помощью теплового насоса, который в данной ситуации имеет свои преимущества.

Типы тепловых насосов

Схема компрессионного теплового насоса.

1) конденсатор, 2) дроссель, 3) испаритель, 4) компрессор.

В зависимости от принципа работы тепловые насосы подразделяются на компрессионные и абсорбционные. Компрессионные тепловые насосы всегда приводятся в действие с помощью механической энергии (электроэнергии), в то время как абсорбционные тепловые насосы могут также использовать тепло в качестве источника энергии (с помощью электроэнергии или топлива).

В зависимости от источника отбора тепла тепловые насосы подразделяются на:

1) Геотермальные (используют тепло земли, наземных либо подземных грунтовых вод

а) замкнутого типа

горизонтальные

Горизонтальный геотермальный тепловой насос

Коллектор размещается кольцами или извилисто в горизонтальных траншеях ниже глубины промерзания грунта (обычно от 1,20 м и более). Такой способ является наиболее экономически эффективным для жилых объектов при условии отсутствия дефицита земельной площади под контур.

вертикальные

Коллектор размещается вертикально в скважины глубиной до 200 м. Этот способ применятся в случаях, когда площадь земельного участка не позволяет разместить контур горизонтально или существует угроза повреждения ландшафта.

Коллектор размещается извилисто либо кольцами в водоеме (озере, пруду, реке) ниже глубины промерзания. Это наиболее дешевый вариант, но есть требования по минимальной глубине и объёму воды в водоеме для конкретного региона.

б) открытого типа

Подобная система использует в качестве теплообменной жидкости воду, циркулирующую непосредственно через систему геотермального теплового насоса в рамках открытого цикла, то есть вода после прохождения по системе возвращается в землю. Этот вариант возможно реализовать на практике лишь при наличии достаточного количества относительно чистой воды и при условии, что такой способ использования грунтовых вод не запрещён законодательством.

2) Воздушные (источником отбора тепла является воздух)

Типы промышленных моделей

Тепловой насос «солевой раствор - вода»

По виду теплоносителя во входном и выходном контурах насосы делят на восемь типов: «грунт-вода», «вода-вода», «воздух-вода», «грунт-воздух», «вода-воздух», «воздух-воздух» «фреон-вода», «фреон-воздух» . Тепловые насосы могут использовать тепло выпускаемого из помещения воздуха, при этом подогревать приточный воздух - рекуператоры.

Отбор тепла от воздуха

Эффективность и выбор определённого источника тепловой энергии сильно зависит от климатических условий, особенно, если источником отбора тепла является атмосферный воздух. По сути этот тип более известен в виде кондиционера. В жарких странах таких устройств десятки миллионов. Для северных стран наиболее актуален обогрев зимой. Системы «воздух-воздух» и «воздух-вода» используются и зимой при температурах до минус 25 градусов, некоторые модели продолжают работать до −40 градусов. Но их эффективность невысока, эффективность порядка 1.5 раза, а за отопительный сезон в среднем около 2.2 раза по сравнению с электрическими нагревателями. При сильных морозах используется дополнительное отопление. Такую систему называют бивалентной, когда мощности основной системы отопления тепловыми насосами недостаточно, включаются дополнительные источники теплоснабжения.

Отбор тепла от горной породы

Скальная порода требует бурения скважины на достаточную глубину (100 −200 метров) или нескольких таких скважин. В скважину опускается U-образный груз с двумя пластиковыми трубками, составляющими контур. Трубки заполняются антифризом. По экологическим соображениям это 30 % раствор этилового спирта. Скважина заполняется грунтовыми водами естественным путём, и вода проводит тепло от камня к теплоносителю. При недостаточной длине скважины или попытке получить от грунта сверхрасчётную мощность, эта вода и даже антифриз могут замёрзнуть что и ограничивает максимальную тепловую мощность таких систем. Именно температура возвращаемого антифриза и служит одним из показателей для схемы автоматики. Ориентировочно на 1 погонный метр скважины приходится 50-60 Вт тепловой мощности. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходима скважина глубиной около 170 м. Нецелесообразно бурить глубже 200 метров, дешевле сделать несколько скважин меньшей глубины через 10 - 20 метров друг от друга. Даже для маленького дома в 110-120 кв.м. при небольшом энергопотреблении срок окупаемости 10 - 15 лет. Почти все имеющиеся на рынке установки работают и летом, при этом тепло (по сути солнечная энергия) отбирается из помещения и рассеивается в породе или грунтовых водах. В скандинавских странах со скальным грунтом гранит выполняет роль массивного радиатора, получающего тепло летом/днём и рассеивающего его обратно зимой/ночью. Также тепло постоянно приходит из недр Земли и от грунтовых вод.

Отбор тепла от грунта

Самые эффективные но и самые дорогие схемы предусматривают отбор тепла от грунта, чья температура не меняется в течение года уже на глубине нескольких метров, что делает установку практически независимой от погоды. По данным [источник не указан 897 дней] 2006 года в Швеции полмиллиона установок, в Финляндии 50 000, в Норвегии устанавливалось в год 70 000. При использовании в качестве источника тепла энергии грунта трубопровод, в котором циркулирует антифриз, зарывают в землю на 30-50 см ниже уровня промерзания грунта в данном регионе. На практике 0,7 - 1,2 метра[источник не указан 897 дней]. Минимальное рекомендуемое производителями расстояние между трубами коллектора - 1,5 метра, минимум - 1,2. Здесь не требуется бурение, но требуются более обширные земельные работы на большой площади, и трубопровод более подвержен риску повреждения. Эффективность такая же, как при отборе тепла из скважины. Специальной подготовки почвы не требуется. Но желательно использовать участок с влажным грунтом, если же он сухой, контур надо сделать длиннее. Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 м трубопровода: в глине - 50-60 Вт, в песке - 30-40 Вт для умеренных широт, на севере значения меньше. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходим земляной контур длиной 350-450 м, для укладки которого потребуется участок земли площадью около 400 м² (20х20 м). При правильном расчёте контур мало влияет на зелёные насаждения[источник не указан 897 дней.

Непосредственный теплообмен DX

Хладагент подаётся непосредственно к источнику земного тепла по медным трубкам - это обеспечивает высокую эффективность геотермальной отопительной системы.

Тепловой насос Daria WP использующий технологию DX непосредственного теплообмена

Испаритель устанавливают в грунт горизонтально ниже глубины промерзания или в скважины диаметром 40-60 мм пробуренные вертикально либо под уклоном (к примеру 45 град) до глубины 15-30 м. Благодаря такому инженерному решению устройство теплообменного контура производится на площади всего несколько квадратных метров, не требует установки промежуточного теплообменника и дополнительных затрат на работу циркуляционного насоса.

Примерная стоимость отопления современного утеплённого дома площадью 120м2 Калининградская область 2012 год. (Годовое энергопотребление 20 000 кВт*ч)

Энергоэффективный уличный фонарь

Концерн OSRAM разработал светодиодный модуль, предназначенный для декоративного освещения улиц и подсветки архитектурных объектов. На уличное освещение и архитектурную подсветку большинства муниципальных объектов приходится значительная часть общего объема городского энергопотребления.

Новый модуль светодиодных приборов последнего поколения Oslon SSL позволяет снизить, как минимум, на 60%, потребление энергии по сравнению со светильниками, ранее работавшими на ртутных газоразрядных лампах. Новинки позволяют преобразовать классические осветительные устройства в светодиодные. Конструкторский набор, состоящий из светодиодного модуля и опорного щитка, крепится специалистами непосредственно к осветительному устройству, а сотрудник коммунальной службы впоследствии может легко установить его в нужное место, без использования каких-либо дополнительных инструментов.

Простота процесса монтажа по легкости сравнима с обычной заменой электопатрона или лампы. Кроме того, срок службы таких источников света чрезвычайно долог. А это в свою очередь снижает расходы на эксплуатацию всей системы.

В отличие от традиционного наружного освещения, декоративное, с применением новых технологий, позволяет осуществлять комплексный централизованный контроль над освещением. Например, если на определенных участках улиц нет необходимости поддерживать постоянное освещение, то использование этом случае светодиодной системы может не только сэкономить электроэнергию, но избавить от лишнего света, мешающего по ночам местным жителям.

Внедрение современных контроллеров «интеллектуального управления освещением» способствует повышению энергоэффективности. Например, благодаря системе управления светом AstroDIM осветительные приборы гаснут самостоятельно, согласно запрограммированному режиму. Таким образом, в ночные и утренние часы освещение может быть переведено на более низкие объемы потребления электроэнергии для дополнительной экономии энергоресурсов.

Система охлаждения зданий в пустыне

Солнечные батареи и другие устойчивые источники энергии широко используются в качестве эффективного охлаждения и отопления в зданиях по всему миру, но для новых 25-этажных зданий в Абу-Даби использованы уникальные инновации, чтобы помочь эффективно управлять температурой в зданиях.

Автоматизированные системы солнечных экранов были разработаны широко известным архитектурным бюро Aedas. Эти системы солнечных экранов расположены на периферии здания и открываются и закрываются в зависимости от интенсивности солнечного тепла. Системы солнечных экранов в зданиях Аль-Бахар имеют поразительное сходство больших экранов с треугольниками из оригами.

Солнечные экраны расположены на расстоянии двух метров от периферии здания на раме, которая похожа на машрабию - арабский эквивалент производящих тени сетей, которые занимают важное место в архитектуре Ближнего Востока. «Машрабия» покрывает большую часть внешнего фасада здания.

Зонтичные треугольники имеют волокно-стеклянное покрытие и запрограммированы на открытие и закрытие в зависимости от бликов солнца, чтобы способствовать затенению интерьера здания от нагрева. Когда солнце движется дальше вниз вдоль своей повседневной траектории и интенсивность его тепла уменьшается, треугольники отходят с его пути и устройства закрываются автоматически с приходом сумерек.

В результате эффективного функционирования гигантских экранов, инвестиционный совет Абу-Даби, которому принадлежат башни Аль-Бахар, как ожидается, резко уменьшит их зависимость от кондиционеров, в сравнении с их коллегами.

Другая сторона инновации включает в себя сильно тонированные стекла и искусственное освещение интерьера. Фотоэлектрические элементы, расположенные на южной стороне крыши или башни, продолжают генерировать около пяти процентов общей потребности зданий в энергии. Именно они питают оборудование, открывающее и закрывающее систему затенения.

Проект, который планируется завершить в ближайшие несколько месяцев, совсем недавно получил престижную награду за инновации, присвоенную Советом по высотным зданиям и городской среде.

aenergy.ru - Всесторонняя поддержка развития рынка возобновляемых источников энергии и рынка технологий энергосбережения в РФ

Для разрабатываемых в настоящее время программ энергосбережения и повышения энергоэффективности российских энергокомпаний в целом характерно необоснованное доминирование энергосбережения над всеми другими направлениями повышения энергоэффективности. Фактически имеет место подмена общего, широкого понятия энергоэффективности его частным случаем - энергосбережением, что существенно сужает и обедняет целевые ориентиры повышения эффективности компании.

Под энергоэффективностью понимается эффективное использование энергетических ресурсов, т.е. достижение экономически оправданной эффективности использования ТЭР при существующем уровне развития техники и технологий и соблюдении требований к охране окружающей среды.

Таким образом, повышение энергоэффективности объединяет в себе комплекс мер по повышению КПД производственных процессов, оптимизации взаимодействия звеньев внутри производственной цепочки, улучшению бизнес процессов, повышению экологичности производства, улучшению эффективности менеджмента, развитию нематериальных механизмов создания стоимости внутри компании, а также роста ее финансовой эффективности.

Любое преобразование, влекущее за собой уменьшение удельного расхода энергоресурсов на единицу полезного продукта компании, объем реализации, прибыль, капитализация, количество рабочих мест и т.д. следует оценивать как повышение энергоэффективности, даже если суть преобразования не касается непосредственно энергетических технологий.

Энергосбережение, в свою очередь, является лишь частным случаем мер по повышению энергоэффективности, в результате которого затраты, вызывающие полезный эффект уменьшаются, уменьшается знаменатель в формуле, и соответственно, растет энергоэффективность.

Схематично разницу между повышением энергоэффективности и энергосбережением можно выразить следующим образом: энергосбережение - это уменьшение затрат энергии при сохранении исходного полезного продукта, а энергоэффективность - увеличение полезного продукта при сохранении исходных затрат энергии.

Будучи направленными на решение одной задачи, уменьшение энергоемкости валового продукта, повышение энергоэффективности является значительно более важным процессом по сравнению с ее частным проявлением энергосбережением, поскольку приводит к качественному, инновационному росту компании, тогда как энергосбережение выражается в модернизации, рационализации производственных процессов на уже достигнутом уровне его развития.

Объем потребления энергии сам по себе ничего не говорит об энергоэффективности компании, поскольку обуславливается различным объемом и качеством выпускаемой ею продукции, услуг и выполняемых работ. Более того, многие направления инновационного развития на начальном этапе своего становления требуют повышенного потребления энергоресурсов, в связи с чем технологически более продвинутая и экономически более успешная компания может потреблять энергии существенно больше, чем отстающие от нее компании конкуренты. В результате энергосбережение как простая экономия энергии далеко не всегда экономически целесообразно.

В соответствии с общим определением эффективности как отношения результата любой деятельности к использованным затратам всех ресурсов для достижения этого результата, энергоэффективность характеризуется полезной работой, совершаемой объектом, системой при соответствующих затратах энергии. Объектом может быть любое оборудование, технологическая установка, производственная система, корпоративная организация, бизнес-структура, государство или любая его составляющая, отрасль, регион.

Для технического объекта с неизменной структурой показателем его энергоэффективности является КПД установки. Эффективность системы существенно зависит от структуры энергопреобразователя, осуществляющего реализацию используемого ресурса, потенциала действия в само действие и конечный результат.

Для технологического комплекса с жесткой структурой подводимая энергия того или иного вида, в т.ч. скрытая энергия, содержащаяся в используемом сырье, преобразуется, трансформируется в тепло, механическое движение, химический, электрический и иной рабочий процесс, в результате чего совершается то или иное необходимое действие и получается конечный продукт производственно-потребительского назначения.

В системах, предназначенных для получения того или иного заранее заданного результата, энергоэффективность определяется коэффициентом полезной трансформации первичного энергетического ресурса к виду используемой энергии, сокращением потерь и снижением расхода энергии на собственные технологические нужды, а также потребительским эффектом конечной продукции, результата на единицу затраченной энергии.

Например, на ТЭЦ с комбинированным производством тепла как промежуточного, так и конечного вида и электроэнергии энергоэффективность зависит от теплотворной способности и величины удельного расхода потребляемого топлива, КПД котла, турбины и генератора, расхода на сетевой насос (СН), обусловленного организацией технологического процесса, а также параметров поставляемых потребителю пара и горячей воды, величины и качества напряжения на шинах станции. Повышению энергоэффективности способствует и снижение твердых отходов, зола и выбросов в атмосферу, в т.ч. и парниковых газов.

Для транспортного средства, где результатом является пройденный путь, энергоэффективность определяется удельным расходом топлива на километр пробега. Аналогично для трубопроводной системы энергоэффективность, точнее говоря, обратная величина «затраты/результат» определяется расходом энергии на прокачку 1 м3 газа или 1 т нефти, нефтепродукта на 100 км транспортного плеча.

Однако в большинстве случаев даже технологическая система имеет не один, а несколько видов конечного продукта. Например, та же ТЭЦ выработка тепла и электроэнергии, НПЗ производство мазута и светлых нефтепродуктов, газохимическое производство жидкого гелия, полиэтиленов и др. В этом случае можно говорить о затратах энергии на производство каждого из конечных продуктов, а можно, наоборот, говорить об энергоэффективности комплексного производства с пересчетом всей гаммы конечных продуктов к одному из них по энергетическим или стоимостным показателям к общему расходу сырья и энергии. При этом эффективность становится существенно зависящей от структуры производственной системы, нацеленной не только на выпуск монопродукта, а на комплексное использование всего серийного потенциала, содержащегося в исходном сырье и продуктах его промежуточной переработки.

В целом повышение энергоэффективности объединяет в себе комплекс мер по повышению КПД производственных процессов, оптимизации взаимодействия звеньев внутри производственной цепочки, улучшению бизнес процессов, экологичности, улучшению эффективности менеджмента.

Энергоэффективность компании может рассматриваться на трех уровнях, оборудование, технологии, компания в целом. На уровне оборудования повышение энергоэффективности обеспечивается за счет повышения КПД оборудования, за счет снижения уровня потерь. Например, в газотурбинном приводе повышение КПД достигается за счет повышения параметров термодинамического цикла, за счет оптимизации тепловых и газовых потоков, рекуперации тепла отработанных газов и т.д. При этом принцип работы турбины сохраняется неизменным, тип и качество потребляемого энергоресурса и производимой работы также сохраняются.

На уровне технологий повышение энергоэффективности происходит за счет изменения принципа работы технологической установки. При этом может изменяться и тип затрачиваемых энергоресурсов, и качество производимой продукции или выполняемой работы. Например, замена газотурбинных газоперекачивающих агрегатов (ГПА) на электроприводные не только позволяет высвободить дополнительный объем газа для реализации потребителям, но и повышает надежность функционирования ГПА, сокращает длительность простоев при плановых ремонтах, резко снижает локальное воздействие ГПА на окружающую среду.

На уровне компании, помимо изменений в управленческом аппарате, повышение энергоэффективности может достигаться за счет изменения продуктовой стратегии, сокращения или наращивания длины охваченной технологической цепочки. Комбинируя задействованные технологии, изменяя спектр потребляемых энергоресурсов, номенклатуру производимых продуктов, а также географию производства и сбыта, компания может повысить интегральные показатели своей деятельности, такие как прибыль, капитализация и т.д.

При этом происходит изменение удельного расхода энергии на единицу прибыли, капитализации, прочих показателей. При оценке энергоэффективности встает вопрос о единице измерения затрачиваемой энергии и производимой продукции. Традиционное использование какого-либо эквивалента, нефтяной эквивалент, условное топливо или простое выражение энергии в джоулях или калориях не сохраняет информацию о качестве используемой энергии. С точки зрения использования в производстве 1 джоуль электроэнергии позволяет совершить намного больше работы, чем 1 джоуль энергии сгорания ископаемого топлива. Эффективность промышленного использования природного газа и равного ему энергетического эквивалента торфа также различаются в разы.

Не случайно многие мировые компании помимо оценки затрачиваемых энергоресурсов в единицах измерения энергии приводят также оценку стоимости энергии, то есть общих затрат компании на все потребляемые энергоресурсы.

Помимо стоимостной оценки имеет значение и экологическая чистота используемых энергоресурсов. Большинство компаний, являющихся крупными потребителями энергии, в своих отчетах подробно освещают свое участие в проектах создания возобновляемых источников энергии и снижения воздействия на окружающую среду традиционных источников энергии. Активное участие в подобных проектах является часто убыточным с точки зрения денежных потоков, однако ожидаемый имиджевый выигрыш, рост «гудвилл», судя по всему, оценивается компаниями более высоко.

Таким образом, в процессе модернизации мировые компании оценивают любое изменение не только с точки зрения энергетической эффективности, но и учитывают экономические и экологические вопросы. Конечной целью является повышение конкурентных позиций компании на мировом рынке, и движение к этой цели может в отдельные моменты времени сопровождаться ухудшением энергетических, экономических или экологических показателей.

В соответствии со словарем русского языка эффективность ото­ждествляется со свойством быть действенным, эффективным. В свою очередь слово «эффективный» является производным от сло­ва «эффект». Если речь идет об экономике, то эффект - это, как правило, экономия, дополнительный доход и т.д., а эффективность в экономике это результативность и она выражается отношением эффекта к затратам, необходимым для получения этого эффекта. То есть, эффективность - это относительная величина, так как в чис­лителе и в знаменателе величины одной размерности, но разные по экономической природе.

В экономике существует немало экономических понятий, свя­занных с эффективностью, например эффективность инвестирова­ния, эффективность основных производственных фондов и т.д. То есть речь идет об эффективности чего-то. Если речь идет об энерго­эффективности, то в данном случае понимается эффективность в отношении использования энергии, так как энергия, подводимая к той или иной энергоустановке, может использоваться с разной сте­пенью эффективности. Например, электроэнергия, подводимая к осветительным лампам накаливания, используется с коэффициен­том полезного действия (КПД) 5-6 %, то есть только 5-6 % подво­димой энергии преобразуется в энергию света. В люминесцентных лампах этот КПД равен 40 %, а в светодиодных лампах он достига­ет 80 %. Таким образом можно говорить, что последние более энер-гоэффективны. Таким образом, из данного примера видно, что энергоэффективность выражает степень эффективности использо­вания энергетического ресурса, подводимого к установке, его по­требляющего. Следует заметить, что при этом имеется в виду не эффективность использования энергии вообще, то есть для произ­водства. Ни одно производство не может обойтись без энергии.

Речь идет о степени полноты использования подводимой энергии с целью производства той или иной продукции или выполнения ра­бот.

При изучении понятия энергоффективности необходимо делать различия между энергоустановками, которые производят энергию, потребляя энергетические ресурсы, и энергоустановками, которые потребляют энергию .

К первым относятся электростанции, производящие электро­энергию, и котельные, производящие тепловую энергию. В данных установках, первичная энергия, содержащаяся в энергоресурсах, может быть выражена в тех же единицах измерения энергии, кото­рая производится в этой установке. Отношение производимой энер­гии к подводимой - относительная величина, называемая коэффи­циентом полезного действия энергоустановки. Она может быть вы­ражена в процентах, если ее умножить на 100. Этот показатель характеризует энергоэффективность генерирующей установки, то есть степень полезного использования первичной энергии. Различ­ные генерирующие установки данного назначения могут сравни­ваться друг с другом по этому показателю и это дает основание су­дить о сравнительной энергоэффективности этих установок.

Ко вторым относятся энергоустановки, потребляющие энергию и преобразующие ее в другие формы и виды энергии. Наиболее ти­пичным примером таких установок являются электродвигатели, потребляющие электроэнергию, и преобразующие ее в механиче­скую энергию, которая используется для привода различных стан­ков, оборудования, механизмов и т.д. Энергоэффективность таких установок также выражается коэффициентом полезного действия. Чем ниже потери энергии в этих установках, тем выше их энерго-эфективность.

Таким образом, энергоэффективность - это степень полезного использования подводимой к той или иной энергоустановке пер­вичной энергии. Для количественной измерения ее применяются различные показатели. Одним из них является упомянутый выше коэффициент полезного действия. Могут применяться и другие по­казатели. Например, для тепловых электростанций используется такой показатель, как удельный расход топлива на отпущенную электроэнергию. Это показатель применяется для сравнения эконо­мичности, эффективности работы различных электростанций. На-40 пример, для тепловых станций с докритическими параметрами пара удельный расход составляет 365 г у.т./кВт-ч, с закритическими па­раметрами - 320 г у.т./кВт-ч, для современных парогазовых стан­ций - 260 г у.т./кВт-ч. Ясно, что эти показатели характеризуют энер­гоэффективность тепловых электростанций. Для электрических се­тей энергоэффективность определяется величиной потерь эле­ктроэнергии в сетях, которая составляет в настоящее время при­мерно 11 % от отпущенной в сеть энергосистемы энергии, и может выражаться КПД передачи и распределения электроэнергии. Для энергосистемы в целом может быть использован показатель удель­ного расхода топлива по всем электростанциям, относимый на по­лезно отпущенную потребителям электроэнергию.

Для промышленных предприятий в качестве показателя энерго­эффективности их функционирования используется показатель удельного расхода энергии на производимую продукцию, или, ина­че называемый, показатель энергоемкости. Он показывает, сколько энергоресурсов или энергии затрачивается на производство едини­цы продукции предприятия. Сравнивая эти показатели для различ­ных предприятий, выпускающих однородную продукцию, можно сделать вывод об сравнительной их энергоэффективности. Чем ни­же расход энергии на единицу продукции, тем энергоэффективнее функционирует предприятие. Следует заметить, что энергоэффек­тивность при этом зависит не только от коэффициента полезного действия используемых на предприятии энергоустановок, но и от применяемой технологии, которая может быть как расточительной в части использования энергии, так и энергосберегающей. В по­следнем случае эффект от использования энергии, выражаемый в объеме произведенной продукции, будет гораздо больше, чем для устаревшей технологии, потребляющей то же количество энергии.

Исходя из вышесказанного, можно дать более широкое опреде­ление энергоэффективности. Энергоэффективность - это степень полезного использования подводимой к той или иной энергоуста­новке первичной энергии и зависящая от применяемой технологии для производства продукции, выполнения работ и оказания услуг.

Следует заметить, что энергоэффективность не следует отожде­ствлять с экономической эффективностью энергопотребления. Са­мая энергоэффективная установка не всегда может оказаться самой экономически эффективной, так как для достижения высокой энер­гоэффективности могут потребоваться значительные инвестиции, окупаемость которых в приемлемые сроки не всегда может быть обеспечена получаемой экономией энергии. Достижение высокой энергоэффективности, как правило требует значительных инвести­ционных затрат и получаемая экономия энергии должна быть со­поставлена с соответствующими инвестиционными затратами. Та­ким образом, можно говорить об оптимальной энергоэффективно­сти.

Показатель энергоемкости, используемый для измерения энер­гоэффективности, может принимать различные формы, в зависимо­сти от того, по какому виду энергоносителей выполняется расчет. Можно выделить следующие показатели :

Электроемкость продукции, определяемая отношением величи­ны потребляемой электроэнергии Э к размеру выпуска продукции

эу = Э / П.

Теплоемкость продукции, определяемая отношением величины потребляемой тепловой энергии Q к размеру выпуска продукции П,

Топливоемкость продукции, определяемая отношением величи­ны потребляемого топлива B к размеру выпуска продукции П,

Ьу = B / П.

Топливоемкость может дифференцироваться по видам топлива (природный газ, жидкое топливо, уголь), а тепловая энергия может дифференцироваться по видам тепла (пар, горячая вода).

Обобщающая характеристика энергоэффективности выражается показателем энергоемкости, рассчитанном для всех видов потреб­ляемой энергии, и определяется по формуле:

Э = (Э-к + Q-к + B) / П,

где к 1 и к 2 - коэффициенты, переводящие соответственно электро­энергию и тепловую энергию в топливные единицы измерения, на-

пример в тонны условного топлива. Числитель может быть выра­жен также в единицах измерения электрической или тепловой энер­гии.

Возможны различные подходы к определению указанных ко­эффициентов. Один из них - это на основе топливного эквивалента. Так например, если числитель выражается в топливе, то топливный эквивалент для электроэнергии определится как k 1 = 860 ккал/кВт-ч: 7000 ккал/кг у.т. = 0,123 кг у.т./кВт-ч, для тепловой энергии k 2 = 1/7000 кг/ккал = 0,0001428 кг у.т./ккал = 142 кг у.т./Гкал.

Второй подход основан на использовании коэффициентов топ-ливоиспользования при производстве энергии. Например, в качест­ве коэффициента k 1 может быть использована величина удельного расхода топлива в энергосистеме на производство электроэнергии. Для каждой конкретной энергосистемы это может быть своя вели­чина, например 0,3 кг у.т./кВт-ч. Этот коэффициент будет всегда больше, чем значение его, найденное по топливному эквиваленту. Для коэффициента k2 это будет удельный расход топлива на произ­водство тепловой энергии. Если тепловая энергия производится в котельной с КПД 90 %, то получаем k2 = 142: 0,9 = 158 кг у.т./Гкал.

Энергоемкость может определяться для отдельных предприятий, отраслей промышленности, для всей промышленности и для стра­ны в целом. Если расчет ведется для предприятия, промышленно­сти или отрасли промышленности, то в качестве показателя П при­нимается объем выпущенной продукции. Если же расчет ведется для страны в целом, то в качестве П принимается валовой внутрен­ний продукт.

Энергоэффективность и энергосбережение - это два понятия давно и прочно вошедших в нашу жизнь. Попытаемся разобраться с такими вопросами: что их связывает? И в чем основные отличия?

Энергосбережение - комплекс мер, конечной целью которых является достижение более рационального и эффективного использования топливо-энергетических ресурсов, а также с целью привлечения «освобожденной» энергии для хозяйственных нужд.

В свою очередь, энергоэффективность - это рациональное использование ресурсов энергетики. Т.е. если меры по энергосбережению направлены преимущественно на снижение потребления этих ресурсов, то энергоэффективность работает в направлении их более эффективного использования. Несмотря на то, что они работают в одной связке, путать или подменять эти понятия не стоит.

Вопросы энергосбережения, ставшие донельзя актуальными, волнуют как весь мир в целом, так и каждого индивидуума в отдельности. У каждого причины свои, одни стараются сэкономить на этом личные средства, другие размышляют на уровне более глобального масштаба. Но пока в министерствах и ведомствах обсуждают и принимают различные законопроекты касательно проблем энергосбережения, можно попытаться изменить ситуацию в своем ведении, так казать, повысить энергоэффективность в пределах собственного дома, в первую очередь, сэкономить на издержках. Вы спросите, каким образом можно это сделать? Вот самый простой и тривиальный способ — эксплуатация энергоэффективных приборов; это позволит правильно расходовать энергию, а, значит, несет в себе положительные моменты и является первым шагом на пути к общей энергоэффективности и энергосбережению.

Основные проблемы энергосбережения

Энергосбережение, кроме материальной выгоды, имеет огромное значение в области сохранения природных ресурсов, поэтому решая вопросы и проблемы энергосбережения сегодня, мы, в первую очередь, заботимся о дне завтрашнем. Бесконтрольное энергопотребление в конечном итоге приведет к дефициту природных ресурсов, ведь в своем большинстве они являются не возобновляемыми, и к экологической катастрофе.

Из всего многообразия сопутствующих вопросов и проблем энергосбережения наиболее насущными можно назвать две сферы:

• бытовая;
• сфера ЖКХ.

Появление этих пунктов, в данном случае, связано с недостаточным финансированием в области ЖКХ и отсутствием общей массовой культуры бытового энергосбережения. Российский потребитель пока не имеет достаточной мотивации для энергосбережения, задумываясь о проблеме лишь в рамках тарифов на потребление. Коснемся немного и системы ЖКХ — повсюду зафиксированы потери тепловой энергии, которые вместо устранения, перераспределяются между потребителями. Эти цифры огромны — 50-60% энергии тратится впустую. Решить вышеперечисленные вопросы одним днем, к сожалению, не получится. Тем не менее заниматься задачами энергоэффективности важно и разумно. В первую очередь, нужно искать правильные пути достижения поставленной цели:

• создание и внедрение новых технологий, методов, продукции;
• информирование населения,
• приведение веских доводов, фактов и убеждений.

Целенаправленная пропаганда будет способствовать популяризации проектов энергоресурсосбережения и развитию данной сферы. Определенные успехи в этом направлении уже достигнуты. Пусть в качестве примера можно привести лишь достижения западных стран, где по статистике снижение энергоемкости за последние 30 лет составило половину потребляемой электроэнергии. Стремление следовать тенденциям мировой энергетики — отличный пример для подражания. При решении любого рода проблем, в том числе и энергоэффективности, важно внести ясность, в чем же именно состоит сложность решения данного вопроса и составить четкие планы действий.

От чего нужно отказаться в первую очередь - от бесконтрольного потребления электроэнергии; в данное понятие заложены и пользование неэкономичными приборами, и низкая культура потребления среди пользователей. Поэтому только комплексный подход к существующей проблеме позволит решить ее положительно для всех сторон.

Сейчас наступило время разумного пользования энергоресурсами, так сказать, эра бережливого отношения. Кроме технических моментов сегодня происходит также смена мировоззрения и формирование нового сознания и модели поведения человека, направленных на экономичное и рациональное отношение к природным ресурсам.

Сегодня мы поговорим о классах потребления электроэнергии бытовыми приборами.

О классах энергоэффективности приборов не писал разве что ленивый, даже я упоминал о них.

Но что означают эти буквы и как, ориентируясь на них, можно выбрать действительно экономичный аппарат и не переплачивать за него. Не удивительно, что более энергоэффективные приборы стоят заметно дороже более простых собратьев, но самый главный вопрос – стоит ли потенциальная экономия денег которые просят за более совершенный аппарат? Можно ли в принципе окупить высокий класс энергоэффективности ? И самое главное – что обозначает маркировка “энергоэффективности ”. Попробуем разобраться.

Что значат букoвы сие ?

Во-первых, не стоит путатьэнергоэффективность и энергосбережение

Энергоэффективность - эффективное (рациональное) использование энергетических ресурсов. Использование меньшего количества энергии для обеспечения того же уровня энергетического обеспечения зданий или технологических процессов на производстве. Достижение экономически оправданной эффективности использования ТЭР при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к охране окружающей среды. Эта отрасль знаний находится на стыке инженерии, экономики, юриспруденции и социологии.

В отличие от энергосбережения (сбережение, сохранение энергии), главным образом направленного на уменьшение энергопотребления, энергоэффективность (полезность энергопотребления) - полезное (эффективное) расходование энергии.

Если внимательно прочитать определение, то становится ясно, что энергоэффективность необязательно приводит к энергосбережению . Что еще более важно, для каждого типа приборов или устройств существует своя собственная шкала энергоэффективности , и сравнивать, скажем, холодильник, стиральную машину и автомобиль – нельзя, потому как энергоэффективность этих товаров рассчитывается исходя из различных принципов.

Согласно Директивам Комиссии Евросоюза по энергетике и транспорту ЕС (92/75/CEE, 94/2/CE, 95/12/CE, 96/89/CE, 2003/66/CE, и другим) у большинства бытовых товаров, упаковки лампочки и автомобилей должна быть этикетка энергоэффективности ЕС -DIRECTIVE 2009/125/EC, ясно показывающая основные потребительские свойства товара. Эффективность использования энергии обозначается классами - от A до G .

Начиналось все довольно правильно: Евросоюз решил бороться за экологию и низкое энергопотребление, начав стимулировать производителей использовать новые технологии. И это приносит свои плоды – за последние 20 лет энергопотребление частными домовладениями заметно снизилось, а политика ужесточения стандартов каждые несколько лет, только усиливает прогресс.

И все было бы хорошо, но в дела включились лобисты и маркетологи. И если первые действовали на уровне законодателей (выбивая для определенных групп товаров интересные для них характеристики, оказывающие ключевое влияние на итоговую «букву» или хитрые и непрозрачные алгоритмы расчетов). То маркетологи стали выдавливать из потребителей деньги, опираясь на новую «мерялку» позволяющую показать, почему вы должны платить больше за тот или иной товар.

Как я упоминал выше, каждая категория товаров имеет свою шкалу энергоэффективности , опирающуюся на свой показатель. Алгоритмы расчета энергоэффективности пересматривают каждые несколько лет, свежая редакция начала действовать с 1 июля 2014 года, но и предыдущие маркировки еще можно встретить на полках магазинов.

Еще отдельно хочу рассказать про сами этикетки. Ходя по магазинам, вы наверняка обратили внимание на то, что они бывают разными. Дело в том, что этикетки энергоэффективности используемые в нашей стране, делаются в соответствии с ГОСТом 51388-99, который в свою очередь опирается на директивы ЕС до 99-го года. Согласно этим директивам, класса энергоэффективности круче чем А не существует. В тоже время современные стандарты ЕС имеют классы А+, А++ и А+++. Но в нашей стране они пока что не поддерживаются. То есть если вы видите этикетку энергоэффективности с такими классами, то это нарушение правил. Кроме того, новые этикетки проповедуют новые идеологии расчета энергоэффективности. Основное отличие – теперь расход электроэнергии указывается за год (за редким исключением), а не за цикл или час работы, но об этом ниже.

Итак попробуем понять, где есть экономия, а где есть чистый маркетинг. Ну и разобраться чем новая этикетка отличается от старой

Холодильники, морозильники

Энергоэффективность холодильников и морозильников измеряется в процентах. За основу берется некий идеальный сферический холодильник в вакууме (на самом деле работающий при стандартных условиях – давление 100 кПа, температура +20 С).

При этом характеристики этого идеального холодильника складываются из таких параметров как: объем, количество камер, температура морозильного отделения, основного отделения, наличие функций быстрой заморозки, уровень шума, класс теплоизоляции и т.д. Если кому интересно вот на документ на языке потенциальных партнеров.

В природе идеального стандартного холодильника не существует, и замерить сколько он жрет электричества – нельзя, можно только рассчитать

В итоге, из этих параметров производитель рассчитывает идеализированный холодильник с характеристиками своего продукта и в результате сравнения присваивает ему индекс энергоэффективности . Разумеется, при таком обилии параметров существует простор для творчества маркетологов. Например, добавление «форточки» для быстрого доступа к зоне свежих продуктов, тут же сдвинет холодильник в другую категорию, где требования несколько отличны и можно получить более высокий класс. Но и это не всегда помогает. Принятый когда-то за «стандарт» набор параметров, настолько устарел, что сейчас надо очень постараться, чтобы найти холодильник хуже, чем С класса. В то же время, некоторые полезные и нужные функции могут никак не учитываться.

Все враки?

Нет, конечно же нет. Показатель энергоэффективности позволяет обратить внимание на более экономичную модель, но не дайте себя запутать! Любая этикетка содержит показатель энергопотребления , и это, на мой взгляд – наиболее важная характеристика. Но стоит ли переплачивать за более энергоэффективный холодильник?

Проведем расчет на живых примерах. Откинем в сторону дизайн и цвет, оставим только объем холодильника, его энергопотребление и цену. Двухкамерный, тихий (до 40 дб), белый.

Как не трудно заметить А+++ холодильник почти вдвое дешевле во владении, но разница в стоимости владения покроет разницу в цене покупки примерно через 114 лет…

Да, я намеренно выбрал столь разных частников сравнения, да у Liebherr есть множество опций недоступных Indesit. Но это лишний раз подчеркивает, что если вы выбираете экономичный холодильник, не стоит зацикливаться только на показателе энергоэффективности . Энергоэффективный не значит экономичный , так как экономичность подразумевает под собой так же и адекватную стоимость приобретения. Хотя… маловероятно, что те кто покупает Liebherr за 100000 рублей будут размышлять о экономичности или энергоэффективности …

Так что, идя покупать холодильник, возьмите с собой калькулятор и посмотрите, стоит ли показатель энергоэффективности разницы в цене? Учтите, что класс энергоэффективности холодильника или морозильника отражает его энергоэффективность ТОЛЬКО по сравнению с абсолютно таким же аппаратом. При условии, что все прочие опции и характеристики вас устраивают, если разница в цене не окупается в течение 2-3 лет, то смысла переплачивать за более высокий класс, лично я не вижу.

Этикетки нового образца

Что касается холодильников, то тут только появились новые классы, а диапазоны значений для старых классов были немного сдвинуты.

Класс, расход электроэнергии в год, объем, класс морозилки и шумность.

Никаких принципиальных отличий – нет. За исключением того что для каждой климатической зоны расчет должен проводится отдельно. За подробностями – .

Стиральные машины

Как правило, современные стиральные машины умеют не только стирать, но и отжимать белье и ранее могли иметь две этикетки энергоэффективности : одна – для режима стирки, другая – для режима отжима. Но в последних редакциях закона о маркировке все сведено в одну этикетку. Стирально-сушильные машины вынесены в отдельную категорию и имеют свою собственную отдельную этикетку.

Режим стирки

Со стиральными машинами тоже не все просто. Энергоэффективность для стиральных машин вычисляется при использовании хлопкового цикла при температуре 60 °C, на 1 кг белья, с максимальным заявленным весом белья (обычно 6 кг). Индекс эффективности использования энергии определялся в кВт/час на килограмм белья.

При этом стиральная машина должна отстирать эталонно загрязненную тряпку. Для этих целей существует даже .

Кстати о музыке. В отличии от многих других категорий, эталонная стиральная машинка в природе существует! Но эталонная она только по качеству стирки. Называется этот монстр Wascator FOM 71 CLS.

В двух словах – стиральная машина обязана не просто отстирать белье, а сделать это, израсходовав минимум электроэнергии. Обратите внимание! Именно электроэнергии.

Энергоэффективность стиральных машин не учитывает расход воды! Логично… вода не энергия.

Так же никоим образом не учитываются такие «нанотехнологии» как встроенные весы, позволяющие дозировать количество воды при неполной нагрузке, различные программы стирки или ультразвуковые генераторы пузырьков…

Но этикетка все же содержит информацию о расходе воды на цикл, при полной нагрузке. Но важность этого параметра покупателю придется оценить самостоятельно.

Режим отжима

У буржуев, предполагается, что белье после центрифуги попадает в сушильную машину, а отжим – промежуточный этап, на котором не стоит сильно заострять внимание. И это логично – траты электроэнергии на сушку значительно выше, нежели чем на отжим в центрифуге.

Исходя из этого, класс качества отжима показывает только наличие остаточной влажности в белье после отжима. При этом разброс параметров довольно широк, а встретить стиральную машинку способную отжать белье на класс А – большая редкость.

Стирально-сушильные машины

Будучи результатом скрещивания ежа с ужом, стирально-сушильные машины выделены в отдельную категорию. Объяснение для этого довольно простое – уровень потребления электроэнергии суммирует этап стирки, отжима и сушки и по сравнению с обычными стиральными машинами этот уровень чудовищен. С другой стороны подобные аппараты способны выдавать практически сухое белье. Но тут следует обратить внимание на слово практически.

Если этикетка для режима отжима учитывает выходную влажность белья, то для стирально-сушильных аппаратов это никак не учитывается, чем и пользуются производители и маркетологи. Будьте внимательны при выборе стирально-сушильной машины, и предварительно изучите отзывы и документацию о каждой конкретной модели! Этикетка энергоэффективности тут плохой помощник.

Этикетки нового образца

Здесь все еще более сложно, нежели было.

Класс, годовой расход электроэнергии, воды, расчетный вес белья, класс отжима и шумность в режиме стирки и отжима.

Для начала теперь никак не учитывается качество стирки, видимо в Евросоюзе предположили, что стирают теперь все достаточно хорошо и стоит вопрос только в энергопотреблении (фантазия рисует идеальную стиральную машину класса А+100500+ бак с водой и мигающим диодом – главное что потребляет мало, а то что не стирает не беда).

Чтобы совсем запутаться, теперь на стиральной машине указывается не потребление электроэнергии за цикл стирки, а потребление энергии за год.

Электропотребление за год складывается из потребления стиральной машиной электроэнергии в выключенном состоянии (имеется ввиду воткнута в розетку, но не стирает, за вычетом того времени когда стирает) плюс режим стирки.

При этом считается что вы стираете 220 раз в году, но не просто так, а 94 стирки вы проводите при полной загрузке по программе хлопок при температуре 60 С, 63 стирки при половинной загрузке по программе хлопок при температуре 60 С и 63 стирки при половинной загрузке по программе хлопок при 40 С.

Всю методику я немного упростил, специально для вас, если хотите разобраться сами вот .

В общем, все стало значительно не понятней. Возможно это одна из причин, почему до сих пор новые этикетки у нас не получили официального применения.

Тонкости?

При выборе стиральной машины, на мой взгляд, расход воды не менее важен, чем электрические аппетиты машинки. Так исторически сложилось, что передовые компании стараются обеспечить не только энергоэффективность но и экономию воды.

В случае со стиральными машинками нельзя однозначно сказать – эта машинка неоправданно дорога. Слишком многое зависит от индивидуальных потребительских потребностей покупателя.

На мой взгляд, в случае стиральных машин имеет смысл доплатить за некоторые технологические новшества, которые могут повлиять на качество и экономичность в конкретных бытовых ситуациях (неполная загрузка, быстрая стирка не очень грязных вещей и т.д.). Хотя если основной потребляемый вами цикл стирки – полная загрузка, то показатель класса энергоэффективности будет вам хорошим другом. О том, как я выбирал стиральную машинку можно почитать в .

Посудомоечные машины

Эноргоэффективность посудомоечных машин рассчитывается из четырех основных параметров: объем, качество помывки посуды, расход электроэнергии на цикл помывки посуды и расход электроэнергии на цикл сушки посуды. Как и в случае со стиральными машинами, расход воды не учитывается в расчете показателя.

Так же как и в случае со стиральными машинами, для определения класса энергоэффективности используется не абсолютное значение, а сравнительный индекс. Этот индекс представляет собой отношение измеренного в фактического потребления электроэнергии (в нормальный условиях 20 С и 10^5 Па) к потреблению электроэнергии посудомоечной машиной в стандартном режиме. Причем какой режим считать стандартным – выбирает сам производитель. Главное чтобы в этом режиме посудомоечная машина была способна качественно отмыть соответствующее её размерам количество грязной посуды. О том, как эталонно загадить посуду, а потом отмыть, можно почитать .

Расчет эффективности же, проводится по следующей формуле

Естанд = 1,35 + 0,025 х S (если S >=10)

или, если машинка узкая

Естанд = 0,45 + 0,09 х S (если S <=9),

где S = количество стандартных столовых комплектов.

Индекс энергетической эффективности вычисляют по формуле

I = Ефакт/ Естанд.

Этот индекс имеет решающее значение, в определении класса энергоэффективности .

Мнение

Без сомнения, посудомоечная машина – одно из величайших творений, для задач бытовых нужд. Но большая заслуга в эффективности работы посудомоечных машин, на мой взгляд, принадлежит химикам – которые придумали . Что же касается тонкостей выбора и использования посудомоечных машин – кое что полезное вы можете найти в . Что же касается наклейки энергоэффективности то, так же как и в случае со стиральными машинками – они полезны, но однозначно сказать переплачиваете вы за высокий класс или нет – нельзя.

Этикетки нового образца

Расход электроэнергии, расход воды, класс сушки, кол-во комплектов посуды и шумность

Так же как и в остальных случаях, расход электроэнергии теперь указывается за год, алгоритм учитывает потребление электроэнергии в неактивном состоянии и потреблением электроэнергии при использовании 280 циклов мытья посуды в год. На этот раз без вариаций по загрузке и режимов. Но, как и прежде, базовый режим для которого проводятся расчеты, выбирает сам производитель.

Духовые шкафы

Ну вот мы добрались до самого прожорливого бытового прибора – духового шкафа.

В нашей стране достаточно высокий уровень газификации домов, но электроплиты прочно входят в наши дома, особенно в новые многоэтажки, и вопрос экономичности и энергоэффективности данных приборов становится весьма остро.

Так же как и в случае с холодильником, класс энергетической эффективности духовых шкафов выводится на сравнительной основе. Причем для сравнения используется всего два параметра – объем шкафа и энергопотребление . Такая простота подсчета позволяет выбрать наиболее оптимальный, с точки зрения экономичности, вариант.

Но так как духовой шкаф работает, в отличие от холодильника, не круглые сутки, то просчитать окупаемость переплаты за более энергоэффективный аппарат очень тяжело.

Но на благо нам, современные технологии шагнули далеко и на сегодняшний день, электрические духовые шкафы класса А есть практически в любой ценовой категории. А перед покупателем, в основном, стоит вопрос эстетики внешнего вида и наличия дополнительных опций.

Этикетки нового образца

Класс, объем и расход электроэнергии в различных режимах работы

Основное отличие новой формулы – теперь учитывается все. Работа лампочки, различные режимы работы, потребление электровертела (если он есть) и т.д. Формула довольна запутанная и если вам не лень – можете , но в целом, показатель на этикетке довольно информативен.

Кондиционеры и сплит-системы

Кондиционеры уже давно вошли в повседневную жизнь и являются одними из основных потребителей электрической энергии в наших домах. Особенно летом… особенно на юге… Как же рассчитывается энергоэффективность кондиционеров?

Как известно, кондиционер может как охлаждать, так и нагревать воздух, исходя из этого есть два расчетных коэффициента описывающих энергоэффективность : EER и COP.

В отличии от большинства других показателей – эти параметры не сравнительные, а расчетные.

Коэффициент EER — коэффициент энергетической эффективности, который равен отношению производительности по холоду к полной потребляемой мощности при расчетных условиях работы:

EER = Q холод /N потр.

Коэффициент производительности СОР — представляет собой отношение между теплопроизводительностью и потребляемой электроэнергией для ее достижения и выражает количество энергии, необходимое кондиционеру для выработки тепла в режиме обогрева. Чем выше класс энергопотребления, тем меньше электроэнергии необходимо кондиционеру для выполнения функции обогрева.

EER = Q тепло /N потр.

Тут все просто и бесхитростно. Чем выше эти коэффициенты, тем более энергоэффективны данные устройства. Для современного инверторного кондиционера эти коэффициенты находятся в диапазоне 3 ~ 3,5. У самых технологически совершенных устройств, эти коэффициенты могут достигать: EER = 5,15, COP = 5,25 . Но такие кондиционеры весьма и весьма не дешевы.

Классы энергоэффективности в режиме охлаждения:

A			EER	>	3,2
B	3,2	>	EER	>	3,0
C	3,0	>	EER	>	2,8
D	2,8	>	EER	>	2,6
E	2,6	>	EER	>	2,4
F	2,4	>	EER	>	2,2
G	2,2	>	EER

Классы энергоэффективности в режиме нагрева:

A			КОЭФФИЦИЕНТ СОР	>	3,6
B	3,6	>	КОЭФФИЦИЕНТ СОР	>	3,4
C	3,4	>	КОЭФФИЦИЕНТ СОР	>	3,2
D	3,2	>	КОЭФФИЦИЕНТ СОР	>	2,8
E	2,8	>	КОЭФФИЦИЕНТ СОР	>	2,6
F	2,6	>	КОЭФФИЦИЕНТ СОР	>	2,4
G	2,4	>	КОЭФФИЦИЕНТ СОР

Этикетки нового образца

Стандартная этикетка — показывает расход электроэнергии в кВт⋅ч при постоянном охлаждении/нагреве, класс EER/COP, фактический расход электроэнергии при работе в течении часа, шумность внутреннего блока

Более продвинутый вариант этикетки, учитывающий местонахождение покупателя и шумность как внутреннего, так и наружного блока

Изменения в новой этикетки касаются, прежде всего, методов расчета расхода энергии. Этикеток теперь может быть несколько типов. В каждой климатической зоне должна быть своя этикетка, учитывающее количество дней, когда требуется обогрев, а когда работа на охлаждение. Подробности .
О том, на что стоит обратить внимание при выборе экономичного кондиционера, можно прочитать в . Здесь я не буду заострять на этом внимание.

Итого

За рамками этой статьи остались еще дома, автомобильные покрышки, лампочки, телевизоры и масса другой бытовой техники, на которую приклеили ярлыки энергоэффективности .

В целом, внедрение меток энергоэффективности положительно сказалось на продукции, производимой для Евросоюза, да и для всего мира. Если в 2004 году, количество бытовых приборов подпадавших под категорию А+ составляло не более 10% от рынка, то к 2014 году бытовые приборы с характеристикой А+ или лучше стали занимать 60-98% от рынка (), и это не смотря на постоянно ужесточавшиеся требования! Хороший пример не всегда заразителен, но в этот раз все получилось как надо, даже наши законотворцы поддержали введение маркировки.

Для обывателей энергоэффективности оказался хорошим помощником, хотя маркетологи и используют его для своих целей. Если проявить внимание, то пользуясь этой нехитрой наклейкой можно выбрать для себя действительно экономичную бытовую технику.