Методы энергоаудита в зданиях

     К тепловым процессам относятся процессы, расходующие тепло различных  потенциалов. Они могут быть разделены на высокотемпературные, среднетемпературные, низкотемпературные и криогенные процессы.

     Высокотемпературные процессы, осуществляемые при температурах выше 773 К, включают:

     а) термические (термообработка, нагрев под  прокатку, ковку, штамповку, плавление металлов);

     б) термохимические (производство стали, ферросплавов; выплавка чугуна, никеля; производство стекла, цемента и т.п.).

     Среднетемпературные процессы, осуществляемые при температурах от 423 до 773 К. К ним относятся процессы сушки, варки, выпаривания,  

     нагрева, мойки.

     Низкотемпературные  процессы, осуществляемые при температурах от 120 до 423 К (отопление, горячее водоснабжение, кондиционирование воздуха и др.).

     Криогенные  процессы, осуществляемые при температурах ниже 120К (разделение воздуха на составляющие, снижение и замораживание газов и др.).

     Электрохимические и электрофизические процессы осуществляются при использовании электрической  энергии. К ним относятся электролиз металлов и растворов, электрофорез, электроннолучевая и светолучевая обработка металлов, плазменная и ультразвуковая обработка металлов и т.д.

     Большинство энергетических процессов на предприятиях может быть осуществлено за счет различных  энергоносителей (табл.2.1).

     Таблица 1.1

     Системы электроснабжения. В системы электроснабжения входят понижающие трансформаторы и электрические сети напряжением 0,4 кВ и 6 или 10 кВ. Первым шагом исследования является составление схемы электроснабжения предприятия (если на предприятии такой нет). Схема составляет от точки раздела с энергосистемой до электроприемников. На схеме электроснабжения намечаются точки, в которых нужно проводить инструментальное исследование. Для понижающих трансформаторов записываются показания счетчиков активной и реактивной энергии, через каждый час в течении суток и показатели качества напряжения (отклонения, колебания, несимметрию и несинусоидальность) в течении суток. Для сетей до и выше 1000 В определяются их параметры (тип, сечение, длина, способ прокладки) и записываются графики тока в период максимума нагрузки в течение часа.

     Системы топливоснабжения. Составляются схемы топливоснабжения предприятия отдельно по каждому виду топлива (газ, продукты нефтепереработки и т.д.). Схемы составляются от источника топлива (газоснабжающая система, топливоснабжающая система и т.д.) до энергоприемников. На схемах намечаются точки, где можно проводить инструментальное исследование. В процессе инструментального исследования необходимо определение суточных расходов всех видов топлива давления, температуры и режимов работы систем топливоснабжения. Определяются потери энергоресурсов и режим работы систем в течение года. Составляются энергобалансы по каждому виду топлива.[1]

     Энергоприемники. Силовые процессы на предприятиях в основном осуществляется электроприводами. Для данных энергоприемников необходимо определить их паспортные данные (тип, номинальное напряжение и номинальную мощность, КПД, коэффициент мощности, режим работы). Измерения производятся для определения фактических показателей

     режимов работы (коэффициентов загрузки, коэффициента включения и коэффициента мощности). Измерения можно проводить путем  записи графиков тока или показаний  счетчиков активной и реактивной энергии в режиме максимальной нагрузки. Интервал записи 1 час. Необходимо также определить время холостого хода в течение суток. Допускается коэффициент загрузки определять путем замеры тока энергоприемника токоизмерительными клещами. На каждом энергоприемнике делается от 10 до 20 замеров тока.

     Тепловые  процессы. Для тепловых процессов на предприятиях большое распространение получили различные типы электрических и газовых печей.

     Для газовых печей измеряются режимные параметры (расхода газа, производительность, марка металла, температуру нагрева или расплавления и т.д.), а также состав дымовых газов, давление в топке и тракте печи. Анализируется избыток воздуха, КПД, состояние изоляции, температура наружных поверхностей, потери и ряд других параметров, необходимых для составления фактического энергетического баланса печи.

     Для электрических печей измеряются графики нагрузки за 5 - 10 циклов работы и показатели качества напряжения. Измеряются масса загрузки, теплоемкость изделий, производительность, температура наружных поверхностей печи, температура нагрева или плавки металла, время работы и простоев в течение суток, потери электрической и тепловой энергии, расход и температура охлаждающей воды на входе и выходе, атмосферные выбросы, характеристики насосов, дымососов и другого электрооборудования печи и ряда других параметров, необходимых для составления фактического энергетического баланса печи.

     Электрохимические процессы. Основными электроприемниками являются выпрямительные агрегаты, насосы и вентиляторы. Эффективность ведения электрохимических процессов зависит от выхода по току В_т и энергии В_э которые обычно нормируются. Выход по току зависит от ряда

     факторов: температуры электролита, плотности  тока, расстояния между электродами, состава электролита. Поэтому для определения фактических значений выхода по току необходимы замеры вышеуказанных факторов.

     Освещение. Для всех обследуемых помещений необходимо определить виды системы освещения и разряды зрительных работ: тип и количество осветительных приборов, их состояние и соответствие классу данного освещения, правильность расположения светильников, высоту свеса и подвеса над рабочей поверхностью, состояние окон и окраски стен и потолка помещения, систему управления светильниками и наличие регуляторов напряжения.

     Сделать люксметром замеры уровней освещенности на рабочих местах, проходах и метах  общего пользования. Выполнить записи уровней напряжения в течение  суток на вводах щитов питания  освещения.

     Системы отопления и горячего водоснабжения. По виду источников тепловой энергии обследуемые предприятия могут быть двух типов:

     с собственной котельной;

     с питанием тепловой энергии со стороны.

     Подвод  тепловой энергии для предприятий  второго типа производится на тепловые пункты (абонентские вводы) на тепловых пунктах обычно устанавливается следующая аппаратура: теплообменники, насосы (подкачивающие, подмешивающие, рециркуляционные), системы управления и регулирования, системы учета и измерения параметров. Тепловые пункты могут быть индивидуальными (ИТП), обслуживающими одно здание, и центральными (ЦТП), обслуживающими группу зданий. При наличии ЦТП в зданиях должны предусматриваться узлы смешения, в которых устанавливаются смесители устройства - элеваторы или насосы смешения.

     Эффективность водяных систем теплоснабжения во многом определяется схемой присоединения абонентов к тепловой сети. Схемы

     присоединения бывают зависимые и независимые. В зависимых схемах - теплоноситель  непосредственно поступает в  приборы местных систем из тепловой сети. В независимых схемах - теплоноситель из тепловой сети поступает в подогреватель, в котором его теплота используется для нагревания вторичного теплоносителя (водородной воды), который поступает в приборы отопления.

     Большое количество жилых и общественных зданий оборудуется системами отопления и горячего водоснабжения. Совместное присоединение на одном абонентском вводе обоих систем производится по параллельной. Смешанной или последовательной схемам. Основные тепловые нагрузки (отопление, горячее водоснабжение) имеют различные суточные и сезонные графики и требуют тепло разного потенциала. Поэтому основным назначением теплового пункта является обеспечение указанных теплопотребляющих систем теплоносителем с требуемыми параметрами (расходом и температурой) без перерасхода тепла по сравнению с расчетными. Основными расчетными параметрами служат расходы тепла сетевой воды и температура обратной сетевой воды. Задачей энергообследования является определение фактических значений основных параметров с помощью измерительных приборов и сопоставление их с расчетными значениями.

     Определение расчетных тепловых нагрузок. Расчетную нагрузку отопления определяют либо из договора с теплоснабжающей организацией, либо непосредственно из проекта здания или теплового пункта.

     Расчетную нагрузку горячего водоснабжения определяют также из проекта здания или теплового пункта. При отсутствии таких данных расчетную нагрузку горячего водоснабжения можно определить по расходу в литрах в сутки горячей воды с температурой 65⁰ С на одного человека или одного работающего[2]. Нагрузка горячего водоснабжения характеризуется коэффициентами неравномерности, представляющими собой отношение  

     максимальной  нагрузки к средней за определенные периоды.

     Определение расчетных расходов теплоносителя на тепловых пунктах  и температурах обратной сетевой воды. Для оценки эффективности использования тепла на нужды отопления и горячего водоснабжения следует определить требуемый для данных условий расход теплоносителя. Обеспечивающий известные тепловые нагрузки.[2]

     Определение фактических показателей теплопотребляющих установок. Определение фактических параметров производятся с помощью приборов.  Для измерения могут быть использованы имеющиеся на тепловом пункте измерительные приборы или приборы, проводящие обследование. Все приборы должны быть проверены и иметь аттестацию органов Госстандарта. Погрешность измерения параметров должна составлять:

     по  расходам - не более 2,5%;

     по  давлениям - не более 0,1 кгс/см²;

     по  температурам - не более 0,1⁰ С.

     Измерение расходов. В качестве расходомерных устройств могут быть использованы установленные в теплопунктах стационарные приборы, в том числе входящие в состав теплосчетчиков, позволяющее определить мгновенные значения расходов воды: измерительные диафрагмы, приборы турбинного или крыльчатого типа, а также электромагнитные, вихревые и ультразвуковые расходомеры. При отсутствии стационарных расходомеров могут быть использованы переносные измерительные приборы: переносные ультразвуковые расходомеры с накладными датчиками отечественного или зарубежного производства.

     Измерение давления. В качестве измерительных приборов могут быть использованы образцовые пружинные манометры. При организации автоматизированной системы в качестве датчиков давления или перепада давления могут использоваться датчики МТ-100 или преобразователи давления «САПФИР» завода «Манометр», датчики давления Концерна

     «Метран», а также аппаратура аналогичного типа зарубежного производства.

     Измерения температуры. Для измерения могут быть использованы ртутные термометры ценой 0,1° С, устанавливаемые в имеющихся на трубопроводах термометрических гильзах, или термометры, входящие в состав теплосчетчиков учета при наличии вторичной показывающей аппаратуры. Для измерения температуры при отсутствии измерительной аппаратуры на теплопунктах следует использовать стандартные термоэлектрические преобразователи и термометры сопротивления с вторичными показывающими и регистрирующими приборами. При отсутствии в точках измерения термометрических гильз измерения могут быть проведены с использованием датчиков (термоэлектрических преобразователей и термометров сопротивления) поверхностного типа. При этом необходимо обеспечить плотный контакт датчика с очищенной от краски и ржавчины поверхностью трубопровода и достаточную тепловую изоляцию участка трубопровода в месте поверхностного датчика.