Что такое энергетическая эффективность оборудования. Энергетическая эффективность. Основные принципы экономии энергоресурсов

Что такое энергоэффективность зданий? Это показатель того, как эффективно жилой дом пользуется любыми видами энергии в ходе эксплуатации – электрической, тепловой, ГВС, вентиляции, и т.д. Чтобы обозначить класс энергоэффективности, следует сравнить практические или расчетные параметры среднегодового расходования энергоресурсов (система отопления и вентиляционная система, горячее и холодное снабжение водой, расходы электроэнергии), и нормативные параметры этого же среднегодового значения. При выявлении энергоэффективности зданий и сооружения, а также других строительных объектов необходимо учитывать климат в регионе, уровень оборудования жилья инженерными коммуникациями и график их работы, принимать во внимание тип строительного объекта, свойства стройматериалов и множество других параметров.

Классификация

Потребление электроэнергии контролируется домовыми учетными приборами (счетчиками), и корректируется в соответствии с нормативными требованиями. Корректировка расчета включает в себя показатели реальных погодных условий, количество проживающих в доме, и другие факторы. Такой подход к контролю расхода энергии заставляет жильцов активнее пользоваться приборами учета и контроля любых видов энергии для получения более точных данных о расходе базовых видов энергии. Кроме того, в многоквартирных домах устанавливаются общедомовые приборы учета и контроля, дополнительно помогающие определить класс энергетической эффективности здания.

Определение классов энергосбережения общественных строений и зданий жилого фонда происходит согласно СП 50.13330.2012 (старое обозначение – СНиП 23-02-2003). Классификацию оценки энергосбережения и энергоэффективности отражает таблица ниже – в ней учитываются процентные отклонения все расчетные и фактические характеристики расхода всех требуемых видов бытовой энергии от нормативных значений:

Класс	Обозначение	Погрешность расчетных параметров по расходу на отопительную и вентиляционную системы строения в % от нормативного	Рекомендации
При разработке проекта в вводе в эксплуатацию новых и отремонтированных объектов
А ++	Очень высокий класс	≤ -60	Финансирование мероприятий
А +		-50/-60
А		-40/-50
В +	Высокий класс	-30/-40	Финансирование мероприятий
В		-15/-30	Финансирование мероприятий
С +	Нормальный класс	-5/-15
С		+5/-5	Без финансового стимулирования
С –		+15/+5	Без финансового стимулирования
При эксплуатации строения
D	Средний класс	+15,1/+50	Переоборудование на основе экономического обоснования
Е	Низкий класс	≥ +50
F	Низкий класс	≥ +60	Переоборудование на основе экономического обоснования или снос объекта
G	Самый низкий класс	≥ +80	Снос объекта

Среднегодовой расход энергоресурсов

Основные показатели удельного среднегодового энергорасхода представлены в таблице выше в качестве примера, и имеют два основополагающих показателя: этажность и значения отопительного сезона в градусо-сутках. Это стандартное отражение расхода на отопление и затрат на вентиляцию, ГВС и расходы электроэнергии в общественных местах. Затраты на вентилирование и отопление должны определяться для каждого объекта по регионам. Если сравнить определяющие значения затрат энергоресурсов в нормативных параметрах, с базовыми показателями, то легко узнать и позволяет определить классы энергетической эффективности зданий, которые обозначаются на латинице символами от А ++ до G. Такое разделение по классам происходит в соответствии с правилами, разработанными по евростандартам EN 15217. Этот свод правил имеет собственную градацию по классам энергоэффективности.

По вопросам энергопотребления при электрическом отоплении дома и эксплуатации мультисплит-систем соответствующая нормативная документация и свод нормирующих правил еще не отрегулирован окончательно, поэтому при определении энергоэффективности жилого или производственного здания с такими характеристиками могут возникнуть определенные сложности. Все расходы электроэнергии, проходящие в обход общедомовых счетчиков, считаются индивидуальными затратами, но как их правильно перераспределять и учитывать, до конца не определено. Такие затраты энергии не учитываются при необходимости выяснить классы энергоэффективности здания с преобладающим электропотреблением.

Классы энергоэффективности новых и эксплуатирующихся строительных объектов

Новые многоэтажные и многоквартирные дома, а также отдельные их помещения, получают свой класс энергоэффективности в обязательном порядке, а уже работающим объектам классы энергоэффективности здания присваиваются по желанию владельца недвижимости, согласно федерального закона № 261 ФЗ РФ. При этом Минстрой РФ может рекомендовать региональным инспекциям определять класс после фиксации всех показаний счетчиков, но это могут делать и органы местного управления по собственной инициативе и по ускоренной методике.

Новый строительный объект отличается от уже эксплуатирующегося по энергопотреблению тем, что некоторое время происходит усадка здания, усушка бетона, дом может быть заселен не полностью, и поэтому текущее потребление энергии следует периодически подтверждать показаниями счетчиков, а точнее – в течение пяти лет согласно приказу № 261. В течение этого времени сохраняется гарантийная ответственность строительной компании на срок гарантии для объекта. Но подтвердить существующий класс энергетической эффективности здания необходимо до окончания гарантии застройщика. При обнаружении в течение этого срока отклонений от проекта собственники жилья могут потребовать от гаранта исправить ошибки и недоделки.

Функционал объекта	Внутренняя температура отопительного сезон a 0 jw , °С	Внутренняя температура летнего сезона	Площадь на одного жителя А 0 , м 2 /чел	Тепло, выделяемое людьми д 0 , Вт/ч	Тепловыделения внутренних источников g v , Вт/м 2	Среднее за месяц суточное пребывание в помещении t, ч	Годовое потребление электроэнергии у Е, кВт ч/(м 2 год)	Часть здания, где потребляется электроэнергия,	Расход наружного воздуха на вентиляцию v c , м 3 /(ч м 2)	Годовой расход энергии на горячее водоснабжение % w , кВт ч/(м 2 год)
Одно- и двухквартирные жилые дома	20	24	60	70	1,2	12	20	0,7	0,7	10
Многоквартирные жилые дома	20	24	40	70	1,8	12	30	0,7	0,7	20
Административные здания	20	24	20	80	4	6	20	0,9	0,7	10
Учебные здания	20	24	10	70	7	4	10	0,9	0,7	10
Лечебные здания	22	24	30	80	2,7	16	30	0,7	1	30
Здания общественного питания	20	24	5	100	20	3	30	0,7	1,2	60
Торговые здания	20	24	10	90	9	4	30	0,8	0,7	10
Здания спортивного назначения, исключая бассейны	18	24	20	100	5	6	10	0,9	0,7	80
Бассейны	28	28	20	60	3	4	60	0,7	0,7	80
Здания культуры	20	24	5	80	16	3	20	0,8	1	10
Промышленные здания и гаражи	18	24	20	100	5	6	20	0,9	0,7	10
Складские здания	18	24	100	100	1	6	6	0,9	0,3	1,4
Гостиницы	20	24	40	70	1,8	12	30	0,7	0,7	20
Здания бытового обслуживания	20	24	20	80	4	6	20	0,9	0,7	10
Здания транспортного назначения	20	24	20	80	4	6	20	0,9	0,7	10
Здания отдыха	18	24	20	100	5	6	10	0,9	0,7	80
Здания специального назначения	20	24	40	70	1,8	12	30	0,7	0,7	20

В законопроекте № 261 ФЗ РФ обозначено, что при высоком классе энергетической эффективности здания (классы «В», «А», «А +», «А ++») время стабильности параметров энергопотребления должно составлять не менее 10 лет.

Как присваивается класс энергоэффективности

Для только что построенного здания класс энергоэффективности должен определять Госстройнадзор согласно поданной декларации о расходах энергоресурсов. После подачи декларации вместе с другой, установленной нормативами, документацией, Госстройнадзор присваивает зданию соответствующий класс и выдает об этом выдает заключение с присваиванием класса энергетической эффективности. Правильность заполнения декларации также контролируется Госстройнадзором. Строительные объекты, подлежащие классификации – это промышленные и жилые объекты.

Определение присвоения класса упрощается, если здание уже какое-то время эксплуатируется: собственник жилья или управляющая компания подают заявку в Госжилинспекцию, а также доносят декларацию, в которой должны быть указаны показания счетчиков за текущий год. Это делается для возможности контроля правильности показаний приборов учета.

Так как на данный момент происходит пересмотр стандартов с целью перехода на европейские нормы, то классы энергоэффективности, присвоенные объектам ранее, буду пересмотрены, и им будет присвоен класс согласно модели евростандарта EN 15217. Для примера: Там нормальный класс энергетической эффективности здания согласно EN 15217 – D, нормальный уровень энергоэффективности – среднее арифметическое для половины жилого фонда строений.

Указатели класса и энергосберегающие технологии

На фасадах многоквартирных домов должны быть закреплены таблички с указанием класса энергетической эффективности здания. Кроме того, согласно закона № 261 ФЗ, в подъезде жилого дома должна на специальном стенде присутствовать дополнительная информация о классификации и ее показателях.

Также информация на табличке, кроме символов класса, должна содержать значение удельного расхода энергии на один квадратный метр площади, прописанное крупным, легко читаемым шрифтом. Рядом с этими цифрами должны быть указаны нормативные показатели этих значений.

Одно из пожеланий Минэнерго России – внести в Приказ некоторые требования по энергоэффективности, помимо показателей и методик. Здесь существуют разные подходы: некоторые эксперты с этим не согласны.

В дальнейшем Минэнерго предусматривает новые регламенты по использованию в жилищном и промышленном строительстве некоторых эффективных и дешевых энергосберегающих технологий. Эти регламенты будут обязывать к присвоению наивысшего класса зданию, построенному с применением таких технологий.

На сегодня представляющими интерес являются две технологии, которые могут соответствовать наивысшему классу: освещение здания пир помощи светодиодных светильников, и оборудование индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) с автоматическим погодным и даже пофасадным регулированием. Эти технологии снижают энергопотребление дома в десятки раз, одновременно обеспечивая комфортное проживание. Северные и южные фасады дома должны работать в разных тепловых режимах, что можно реализовать при помощи ИТП.

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.

Жизни цивилизованного общества. Это и забота о здоровье, и экономия денег, и комфорт проживания. Но одна из самых главных (глобальных) характеристик энергосбережения - это защита окружающей среды от негативных воздействий.

Понятие энергосбережения

Само понятие "энергосбережение" стали использовать в России очень давно, еще в советский период. На сегодняшний день энергосбережение характеризуется понятийным аппаратом, приведенным в главном Федеральном законе "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" № 261-ФЗ от 23.11.2009.

В основу энергосбережения положен энергетический ресурс как носитель энергии, которую можно использовать в какой-либо деятельности.

ФЗ об энергосбережении также вводит понятие который представляет собой энергетический ресурс, полученный в результате осуществления какого-либо технологического процесса, не нацеленного на выработку энергии.

Энергосбережение - это любая активность, направленная на уменьшение объема использования энергетических ресурсов без ущерба для основной функции их применения.

Несмотря на предельную точность определений, очень часто происходит путаница в понятиях "энергосбережение" и "энергетическая эффективность". В связи с этим в данном разделе приводится определение последней.

Энергетическая эффективность - определенный набор характеристик, отражающих отношение эффекта от использования энергоресурсов к затратам на сами энергоресурсы. Эффективность энергосбережения характеризуется в том числе эффективности, который отражает степень полезности того или иного продукта с точки зрения экономии энергии. Для определения энергоэффективности проводят специальные энергетические обследования.

Основные принципы экономии энергоресурсов

Теперь, определившись с основными понятиями в этой области, стоит отразить основные принципы энергосбережения:

Использование альтернативных источников энергии.
Использование вторичных энергетических ресурсов.
Применение неэнергоемких технологий и оборудования.
Принятие мер по рациональному использованию имеющихся энергоресурсов.
Проведение оценки экономической целесообразности применения любых энергосберегающих технологий и решений.

Данный список может быть отнесен как к принципам государственного регулирования энергосбережения, так и к основным подходам к утеплению частного дома. Главное, что нужно помнить: энергосбережение предполагает не только дополнительные пути получения энергии, но и деятельность по экономии имеющейся и ее рациональному расходованию.

Альтернативные источники энергии

Сегодня очень много говорится об альтернативных источниках энергии. Как правило, имеются в виду возобновляемые энергоресурсы. Что же возобновляется бесконечно на планете Земля? Безусловно, это вода, Солнце, ветер, земная кора. Конечно, если вдаваться в детали, то и солнечная активность меняется с течением времени, и поверхность земной коры истончается, но все это в масштабах Вселенной. Мы же говорим о возобновлении в рамках нашей цивилизации - в ближайшие столетия, полагаем, Солнце не померкнет и Земля не слетит с орбиты.

Таким образом, альтернативными нефти, газу, углю и древесине сегодня принято считать следующие источники энергии:

Энергия Солнца. Для использования такого источника применяют солнечные батареи и коллекторы. Первые представляют собой фотоэлементы, которые напрямую преобразуют энергию солнца в электрический ток. не преобразуют энергию в электрический ток, а нагревают теплоноситель для последующего его использования (например, для подогрева воды в частном доме).
Энергия ветра. Ветряки, производящие электроэнергию при помощи лопастей, вращаемых силой ветра, очень популярны в Европе. Например, Германия уже треть своей электроэнергии получает, используя именно этот возобновляемый источник энергии.
Энергия воды. Речь идет не только о гидроэлектростанциях. На сегодняшний день существуют тепловые насосы, преобразующие теплоту воды в озере или бассейне в стабильный нагрев воды для отопления дома и снабжения его горячей водой.
Энергия Земли. Описанные выше тепловые насосы также могут использовать тепло от грунтовых вод или верхнего слоя земной коры для коммунальных нужд. Такие установки очень популярны, так как не требуют наличия источника воды или ветра рядом: теплоноситель можно располагать в специальных трубках под газоном, например, или в скважинах на садовом участке.

Вторичные энергетические ресурсы

Использование энергии повторно - один из основных принципов, обеспечивающих качественное энергосбережение. Повышение эффективности используемой в здании системы вентиляции и кондиционирования возможно только при вторичном использовании теплоты вытяжного воздуха. Этот процесс возвращения части уходящего из здания тепла (воздух нагревается в помещении от работающей техники, находящихся в помещении людей) называется рекуперацией. В данном аспекте энергосбережение - это деятельность по сохранению имеющейся в помещении энергии.

Принцип работы рекуператора очень прост - через определенные платины, хорошо проводящие тепло, воздух, вытягиваемый из помещения, подогревает входящие с улицы холодные потоки, не смешиваясь с ним. В итоге в дом поступает не ледяной, а на 2-3 градуса подогретый воздух, что способствует более комфортному микроклимату в помещении, а также позволяет экономить на отоплении, ввиду повышения температуры в помещении за счет теплых потоков.

Рекуператоры бывают пластинчатыми, как описано выше, роторными (с вращающимся элементом внутри) и с промежуточным теплоносителем. Большой выбор производителей рекуператоров позволяет подобрать аппарат для разных помещений и заказчиков.

Как рационально использовать коммунальные энергоресурсы?

Рациональное использование имеющихся ресурсов включает не только установку и эксплуатацию энергоэффективного оборудования, но и соблюдение определенного режима. Режим энергосбережения - порядок жизни, при котором обеспечивается экономия энергии на бытовом уровне. Если поставить цель - сэкономить на коммунальных платежах, то необходимо сначала установить оборудование, которое при помощи автоматизации подачи и учета энергии позволит не тратить зря киловатты.

Его следует подбирать, исходя из маркировки, подтверждающей, что данный прибор или аппарат обеспечивает энергосбережение. Повышение энергетической оптимизации использования ресурсов возможно только при рациональной эксплуатации всего оборудования. Своевременное выключение света в комнатах, где нет людей, внимательное отношение к трате горячей воды и правильная настройка автоматических приборов учета и расхода тепловой и электрической энергии в доме позволит достигнуть существенных результатов в экономии энергии и личных денежных средств.

Что такое пассивный дом?

Энергоэффективность и энергосбережение неразрывно связывают с понятием пассивного домостроения. Оно объединяет в себе набор энергосберегающих мероприятий, которые в комплексе обеспечивают низкий уровень энергопотребления. Свою историю технология начинает в городе Дармштадте, где была впервые разработана физиком Файстом. Расчет энергобаланса дома натолкнул его на мысль о создании здания, которое не надо было бы подключать к отоплению даже зимой, - пассивного дома. Тогда в Германии дома потребляли около 200 кВт. ч/м² в год. Пассивному же дому понабилось всего 10 кВт. ч/м² в год, чтобы оставаться пригодным и даже комфортным для круглогодичного проживания.

Базовым критерием пассивного дома является создание замкнутой оболочки здания с повышенной теплоизоляцией и низкой теплопроводностью. Это достигается при помощи применения энергосберегающих теплоизоляционных материалов, исключения так называемых мостиков холода (мест в ограждающих конструкциях здания, по которым холод проникает в здание: крепления фасадов, оконные рамы).

Оценка эффективности применения энергосберегающих технологий

Для того чтобы приблизить уровень энергопотребления в здании к стандарту пассивного дома, необходимо применять материалы с высокой теплоустойчивостью, современное инженерное оборудование, возобновляемые и вторичные источники энергии, одним словом, мероприятия, обеспечивающие энергосбережение. Энергетическая эффективность при этом рассчитывается, исходя из расходов, потраченных на то или иное нововведение в доме, и эффекта, который принесет такое решение владельцу.

Степень экономии ресурсов (разность ресурсов, использованных энергоэффективным и традиционным оборудованием, за расчетный период при выработке одинакового количества энергии).
Эффект от выработки энергии (разность или отношение объемов выработанной за определенный период энергии сравниваемыми вариантами оборудования при использовании одинакового объема ресурсов).

Эти показатели дадут нам представление о необходимости переходить к расчету экономического эффекта. Он рассчитывается путем сравнения затрат, потраченных на покупку нового (и, возможно, демонтаж старого) оборудования, и дохода от экономии энергии при замене расточительного аппарата на более современный (за определенный временной период). Эта разница и будет эффектом, который владелец получит спустя конкретный период времени после применения энергоэффективного решения. Обычно установка рекуператоров или солнечных батарей окупается за 3-5 лет.

История программ энергосбережения в России

Как и другие стратегически важные для страны задачи, энергосбережение в России осуществляется при помощи широко используемого уже многие годы программно-целевого метода управления. Программа энергосбережения представляет собой комплекс мероприятий по достижению конкретных целей и решению определенных задач.

Первая программа "Энергоэффективная экономика на 2002-2005 гг. и на перспективу до 2010 г." была утверждена 17.11.2001 Постановлением Правительства РФ № 796. В результате реализации программы в топливно-энергетическом комплексе Российской Федерации произошли положительные сдвиги, однако из-за сбоев в системе финансирования программы в 2006 году ее результативность существенно снизилась, и она была закрыта Распоряжением Правительства РФ №1446-р.

Вторая государственная программа «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» действовала всего 2,5 года и была отменена Постановлением Правительства РФ N 479 в 2013 году.

Вместо нее была введена в действие другая программа энергосбережения «Энергоэффективность и развитие энергетики», которая просуществовала меньше года и в 2014 году Постановлением Правительства РФ от 15.04.2014 N 321 была закрыта.

На сегодняшний день действует новая программа «Энергоэффективность и развитие энергетики" от 2014 года (утв. Постановлением Правительства РФ от 15.04.2014 N 321). Ее эффективность покажет время, однако уже сейчас можно оценить масштабы ожидаемых результатов: к 2020 году энергоемкость ВВП должна упасть более, чем на 9% по сравнению с уровнем 2007 года. В рамках этой программы также планируется развивать добычу угля, нефти, газа, использование альтернативных источников энергии в промышленности.

Энергосбережение в жилых и социальных зданиях г. Москвы

С появлением первой программы по энергосбережению подход к строительству зданий в России кардинально изменился. Были введены специальные нормативные требования к теплозащите ограждающих конструкций зданий и их энергопотреблению. Проектировщики неукоснительно следовали требованиям нормативных документов, однако исследования показали, что жилые дома в Москве, которые были построены после 2000 года, почти в 2 раза превышают установленный норматив. В среднем за они потребляли до 160 кВт·ч на один м 2 жилой площади, при норме 95 кВт·ч на 1 м 2 . В связи с этим были введены изменения, которые привели не только к регулированию расхода энергии, но и к применению конкретных энергоэффективных решений в проектах жилых и общественных зданий.

В настоящее время в жилых домах и зданиях социального назначения (детские сады, школы и т. п.) применяются различные энергоэффективные решения:

Используются приборы автоматического учета расхода горячей воды и теплоносителя в системе отопления.
Применяются регуляторы на батареях, позволяющие каждому жильцу отрегулировать температуру в помещении по своему усмотрению.
Утеплены трубопроводы для снижения тепловых потерь.
Используются вентиляционные установки с системой рекуперации тепла.
Ограждающие конструкции зданий включают качественные утеплители и трехкамерные стеклопакеты.

Помимо нормирования проектов зданий, были разработаны определенные меры стимулирования энергоэффективного домостроения. Например, для собственников энергоэффективных зданий существуют налоговые льготы:

В налоговую базу не включается имущество с высоким классом энергетической эффективности в течение трех лет с момента постановки на учет (Федеральный закон от 7.06.2011 № 132-ФЗ).
Существует возможность удвоить амортизацию такого имущества (Федеральный закон от 23.11.2010 № 261-ФЗ).

Тарифное стимулирование также применяется в качестве метода мотивации рационального расходования энергоресурсов жителями г. Москвы.

Государственная информационная система по энергосбережению

Государственная информационная система (ГИС) "Энергоэффективность" представляет собой аккумуляционный центр всей информации об энергосбережении. Рассчитанной на население страны, юридических лиц, работников государственного аппарата. Помимо информирования о новых энергоэффективных решениях, достижениях современных инноваторов, помощи снижении энергопотребления предприятиям и владельцам частных домов, эта площадка также используется госслужбами для сбора информации об энергопотреблении бюджетных организаций.

Последняя функция реализуется через модуль "Информация об энергосбережении и повышении энергетической эффективности". Здесь бюджетные организации и муниципалитеты заполняют декларации о потреблении энергоресурсов в онлайн-режиме, пользуясь следующими данными:

Энергопаспорт.
Устав организации.
Штатное расписание организации.
Счета-фактуры за топливно-энергетические ресурсы.
Технический паспорт здания и данные из БТИ.

Такой модуль энергосбережения позволяет сэкономить ресурсы организаций, обязанных отчитываться в федеральные органы о расходах энергоресурсов, а также обеспечивает госорганы возможностью быстро и тщательно проводить анализ и делать выводы об изменении энергетической политики страны.

В заключение стоит отметить, что энергосбережение - это не просто экономия денег. В первую очередь это забота о завтрашнем дне, жить в котором предстоит нашим детям.

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

Энергоэффективность

(Energy Efficiency)

Энергоэффективность - эффективное, рациональное использование энергии.

Программа повышения энергоэффективности и энергосбережения. Энергоэффективность зданий.

Энергоэффективность - это, определение

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 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 издержек на топливо и необоснованных трат на строительство.

В отличие от экономии энергии (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 генсекам СССР Д. А. Медведевым на заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики Российской Федерации 18 июня.

Одна из важнейших стратегических задач страны, которую поставил 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 предприятий „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 IBRD и ВЭБ также реализуют свои проекты на территории Российской Федерации.

Энергоэффективность и энергосбережение входят в пять стратегических направлений приоритетного технологического развития Российской Федерации, названных президентом РФ, являются огромным резервом отечественной экономики. - общенациональная задача, в модернизации экономики Российской Федерации включены не только хозяйствующие субъекты, но и все общество в целом, общественные компании, политические партии, а вопросам экономии энергии и энергетической эффективности уделяется особое внимание.

В Российской Федерации 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 экономии энергии и энергетической эффективности существует три основополагающих базовых документа: “Энергетическая стратегия на до 2030 года”, Федеральный “об экономии энергии и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации” и “экономии энергии и повышения энергетической эффективности на период до 2020 года”.

Федеральный закон “об экономии энергии и повышении энергетической эффективности” - базовый документ, определяющий государственную политику в области экономии энергии. Закон направлен на решение вопросов экономии энергии и повышения энергоэффективности в области ЖКХ.

Для фирмы 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 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 компанией сохраняются средства, сэкономленные благодаря проведению мероприятий по энергосбережению и энергоэффективности, а также возможность их перераспределения, в том числе и в фонд оплаты труда.

Следующий важный аспект - отношение между государством и бизнесом. Для стимулирования перехода бизнеса на энергоэффективную политику установлены экономические рычаги, в том числе предоставление льгот по налогам, а также возмещение процентов по займам на реализацию проектов в области экономии энергии и повышения энергоэффективности.

Большая роль в повышении энергоэффективности отводится субъектам России, которые уже сегодня наделены соответствующими полномочиями. В каждом регионе, в каждом муниципальном образовании должна быть своя программа экономии энергии 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 России, основными направлениями деятельности которого являются:

Повышение энергетической эффективности

Энергоэффективность экономики Российской Федерации значительно ниже уровня энергоэффективности развитых стран. 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 России. Министерства экономического развития Российской Федерации Министерству 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 России.

Тарифно-ценовая политика в отраслях естественных монополистов

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

Реструктуризация секторов естественных монополистов

Министерство экономического развития Российской Федерации совместно с отраслевыми Министерствами осуществляет преобразования в секторах естественных монополистов, 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 электричества: организация ежегодно использует более 40 млрд кВт-ч электричества , или порядка 4% общероссийского потребления. Основной объем уходит, конечно, на электрическую тягу поездов (более 35 млрд кВт-ч). Такой крупный приобретатель не мог остаться в стороне от федеральных мер по повышению энергоэффективности, закрепленных, в частности, в «Энергетической стратегии Российской Федерации 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 новаций и развития энергетики в интересах железнодорожного транспорта.

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 эффективности труда.

В 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%.

Прогнозируется, что экономия ТЭР ОАО «РЖД» в 2015 и 2030 гг. по отношению к 2010 году составит соответственно: электричества — 1,8 и 5,5 млрд кВт-ч; дизтоплива — 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 издержки 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 Евро союз 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 Евро союза по энергетическим показателям зданий, где определялись обязательные стандарты энергоэффективности зданий. Эти стандарты постоянно пересматриваются в сторону ужесточения, стимулируя разработку новых технологий (разработок) .

Энергосервисные организации Европейский союз 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.

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

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 Российской Федерации на быт тратится около 40-45% всей вырабатываемой энергии. на отопление в жилых зданиях на территории Российской Федерации составляют 350-380 кВт.ч/мІ в год (в 5-7 раз выше, чем в странах Евросоюз), а в некоторых типах зданий они достигают 680 кВт.ч/мІ 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 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.

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.

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, электричества 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.

Тепловой насос

Тепловой насос - это устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к приобретателю (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 %. технически развитых стран выпускает широкий парокомпрессионных тепловых насосов тепловой мощностью от 5 до 1000 кВт.

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 и начал прогонять горячую воду по спирали (через змеевик) и с помощью небольшого вентилятора распространять тепло по дому с целью его отопления.

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 энергии на отопление, но приводит к росту габаритов и стоимости оборудования.

В действительности приходится учитывать накладные на товар расходы по передаче, преобразованию и распределению электричества (то есть услуги электрических сетей). В результате[источник не указан 838 дней] отпускная электроэнергии в 3-5 раз превышает его , 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 (электричества), в то время как абсорбционные тепловые насосы могут также использовать тепло в качестве источника энергии (с помощью электричества 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.

б) открытого типа

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

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 , 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 мІ (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 расходов на работу циркуляционного насоса.

Энергоэффективный уличный фонарь

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.

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 (разработок), позволяет осуществлять комплексный централизованный 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 электричества 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 новации, чтобы помочь эффективно управлять температурой в зданиях.

Другая сторона нововведения 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.

- энергоэффективность … Орфографический словарь-справочник

энергоэффективность - сущ., кол во синонимов: 1 эффективность (14) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

энергоэффективность - энергетическая эффективность энерг.