Автор: Г. П. Васильев, М.И. Попов
Источник: Всильев Г.П. Анализ препятствий на пути повышения энергоэффективности жилого фонда . // Энергосбережение.- №2- 2010
Г. П. Васильев, М.И. Попов - Эффективность использования первичной энергии при энергоснабжении жилого фонда города и влияние на нее изменения энергетической эффективности зданий, в том числе за счет применения теплонасосных систем теплоснабжения (ТСТ) Анализ годового потребления электроэнергии квартирами исследуемых домов.
<Одним из серьезных недостатков действующей сегодня нормативно-технической базы энергосбережения является оценка энергетической эффективности зданий и оборудования по расходу конечной энергии у потребителя. Такой подход не позволяет оценить действительную энергетическую эффективность зданий и оборудования, поскольку не дает информации о количестве первичной энергии, потребляемой энергосистемой города. Гипотетически можно представить ситуацию, при которой мы за счет энергосберегающих мероприятий существенно сократили, или снизили до нуля потребление зданием тепловой энергии. Однако в этом случае мы будем вынуждены «сбрасывать» в градирни тепловую энергию, сопровождающую выработку электрической энергии, необходимой для бытовых нужд, освещения города, транспорта, промышленности и пр. В итоге, несмотря на значительное сокращение потребления тепловой энергии зданиями, расход первичной энергии в энергосистеме города может практически не измениться и значительные капвложения будут фактически выброшены «на ветер». Таким образом, эффективность использования первичной энергии является единственным объективным критерием оценки энергетической эффективности. В России нормирование удельного суммарного расхода зданием первичной энергии впервые вводится с 1 января 2013 года постановлением Правительства России №18 от 25 января 2011 года «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов».
Эффективность использования первичной энергии при энергоснабжении жилого фонда города и влияние на нее различных энергосберегающих мероприятий. Для этого, прежде всего, нужно знать объемы и структуру фактического потребления жилыми домами конечной энергии.
На данный момент среднее по городу удельное энергопотребление жилого фонда города на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение составляет около 300 кВтч/кв.м в год и электрической энергии около 40 кВтч на кв. м в год, данных по фактической структуре энергопотребления жилого фонда города сегодня нет. Для решения этой задачи и определения структуры фактического энергопотребления жилого фонда были проведены экспериментальные исследования структуры энергопотребления эксплуатируемых жилых домов типовой серии 111-355. МО. Исследуемые дома расположены в городе Балашиха, в мкр. Гагарина, дома №№ 19,21,24. Выбор этих домов в качестве объектов исследований обусловлен близостью их энергопотребления к средним значениям по жилому фонду г. Москвы. Дома – 16 этажные, панельные, многосекционные, оборудованы электроплитами, средняя плотность заселенности составляет 19,2 м2/чел. Исследования проводились в период с 1.05.09 по 26.04.11 г.г..
Для измерения объемов потребления электрической энергии использовались стационарные электросчетчики коммерческого учета. Регистрация потребляемой электроэнергии производилась с 1.05.09 по 30.11.10 раздельно для общедомовых (лифтовое хозяйство и общедомовое освещение) и бытовых приборов -квартир.
На рисунке 1 представлен график изменения в течение годаза сутки удельного потребления электрической энергии бытовыми приборами в квартирах. Из графика видно, что в зимний период превышение удельного электропотребления квартир над среднегодовым достигает 23%, а в летний период, наоборот, существенно меньше среднегодового (до 21%). В итоге, фактическое удельное годовое потребление электрической энергии квартирами за период измерений составило 47,67 кВтчас/м2 год. Эта цифра в согласуется с нормируемыми значениями удельного электропотребления..
Некоторое повышение потребления электроэнергии в квартирах наблюдалось в выходные и праздничные дни, а также в периоды отключения горячего водоснабжения и задержки начала отопительного сезона.
Рисунок. Изменение среднего за сутки удельного потребления электрической энергии бытовыми приборами в квартирах исследуемых домов
Анализ годового потребления электроэнергии квартирами исследуемых домов показал, что для летних, каникулярных месяцев характерно более равномерное потребление электроэнергии в течение суток и фактическое отсутствие утреннего пика потребления, а также менее выражен вечерний пик электропотребления. С окончанием сезона отпусков, с сентября месяца происходит перераспределение потребления электроэнергии, появляется утренний пик потребления. Дневное потребление достаточно равномерно, потребление объемов электроэнергии в вечерние часы возрастает с уменьшением продолжительности пика. В ноябре утреннее потребление существенно не меняется, а дневное потребление плавно возрастает с 9:00 до 17:00.Это связано с уменьшением продолжительности светлого времени суток, в вечернее время увеличивается продолжительность вечернего пика потребления. В ночные часы выявлен рост потребления до 40% в зимние месяцы относительно летних месяцев. Возможно, это связано с использованием электроотопительных приборов.
Исследования выявили существенную зависимость электропотребления квартир в зависимости от дней недели. В будние дни расход электроэнергии имеет четко выраженный характер потребления в зависимости от времени суток. В выходные и праздничные дни в потребление электроэнергии более равномерно, но суммарный расход электроэнергии увеличивается.
Учитывая, тот факт, что удельное электропотребление общедомового электрооборудования с 2011 года по московским нормам входит в состав нормируемого суммарного удельного энергопотребления жилых зданий остановимся подробнее на результатах исследований, касающихся общедомового электропотребления.
Исследования электропотребления общедомовых потребителей проводились в период с 27.04.09 г. по 27.04.10 г.. Регистрация потребления электроэнергии осуществлялась стационарными электросчетчиками коммерческого учета с интервалом записи значений фактического электропотребления в 1 час. Исследования показали, что годовое изменение электропотребления общедомовыми потребителями имеет тенденцию изменения аналогичную электропотреблению квартир, но сравнению с потреблением электроэнергии бытовыми потребителями, изменение электропотребления общедомовыми потребителями по месяцам незначительны.
Удельное потребление электроэнергии общедомовыми потребителями исследуемых зданий за время исследований составило 9,7 кВт*час/м2 площади квартир в год. При этом потребление электроэнергии общедомовыми потребителями в утренний пик- с 7 до 10 часов составило 17%, а в вечерний пик с 17 - 21 часов- 23% от общего потребления в течение суток.
Представленные результаты моделирования энергетического баланса жилого фонда Москвы в зависимости от экономии энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение показывают, что снижение затрат первичной энергии в системе энергоснабжения города является весьма сложной задачей и их зависимость (затрат п.э.) от экономии энергии в зданиях не является очевидной и требует обязательного учета при разработке политики энергосбережения в городе. Здесь необходимо отметить, что в расчетах не учитывались потери первичной энергии, связанные с работой электрогенерирующего оборудования на «холостом» ходу в период ночных провалов электрической нагрузки города, а также сброс избытков тепловой энергии через градирни в переходные и летний периоды года. Расчеты показали, что темпы снижения затрат первичной энергии в энергосистеме города существенно отстают от темпов экономии конечной энергии в зданиях. В связи с этим серьезные преимущества получают новые энергоэффективные технологии, обеспечивающие экономию первичной энергии за счет вовлечения в энергобаланс города нетрадиционных источников энергии и вторичных энергетических ресурсов- низкопотенциального тепла грунта, вентиляционных выбросов и т.д. При этом, как показывают расчеты, очень важное значение приобретает технология когенерации тепловой и электрической энергии на ТЭЦ города.
1. Постановление Правительства России №18 от 25 января 2011 года «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений и требований к правилам определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов».
2. Всильев Г.П. Анализ препятствий на пути повышения энергоэффективности жилого фонда . // Энергосбережение.- №2- 2010