Расчет энергопотребления квартиры и основные рекомендации по энергосбережению

метки: Энергоаудит, Потребление, Расход, Оплата, Эффект, Электрический, Квартира, Отопление

«Не все знают, но в середине ХIХ века Россия была одной из самых энергоэффективных стран мира. Несмотря на не очень-то благоприятный климат, эффективность использования энергии у нас была в 3,5 раза выше, чем в США и Западной Европе. А русская печь в деревянном доме оставалась лучшей системой отопления в мире. Картина изменилась после Октябрьской революции. За 90 лет Россия вышла на 10 место по энергорасточительной, пропустив вперед только «теплые» и «очень теплые» Азербайджан, Украину, Казахстан, Туркмению, Узбекистан, Северную Корею, Танзанию, Нигерию и Эфиопию. Наша высокая энергоемкость — не проклятие холодного климата, а наследство индустриализации и плановой экономики. И от него нам еще только предстоит избавляться.

У России огромный потенциал энергосбережения — 45%. Иначе говоря, без малого половина выработанной в стране энергии попросту пропадает. В Мурманске на берегу Кольского залива стоят «дома с подогревом». Отопительные трубы проложены внутри стен, и холодный арктический ветер обдувает теплые фасады зданий. По сути, коммунальное тепло уходит на обогрев атмосферы. Этот пример очень показателен. Вообще жилой сектор — «черная дыра» в энергетике. Низкая энергоэффективность становится тормозом для всей экономики страны. А ведь если бы полностью реализовать потенциал энергосбережения только в жилых зданиях, снижение потребности в энергии по всей цепочке — от скважины до радиатора отопления или лампочки — составило бы величину, равную одной шестой всей добычи нефти в стране!

Есть две стратегии решения проблемы национальной энергетической безопасности. Первая — наращивание добычи нефти и газа, строительство новых источников энергии. Куда менее капиталоемкая стратегия — повышение эффективности использования энергии в промышленности, ЖКХ, сфере услуг и т.д.»

23 ноября 2009 г. Президент Российской Федерации Д.А. Медведев подписал Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

Энергосбережение — реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии.

Энергосбережение — важная задача по сохранению природных ресурсов.

Энергетические ресурсы украины

... нефтегазодобывающей промышленности Украины позволяет при ее эффективном использовании стабилизировать, а в перспективе повысить добычу нефти и ... бассейна (66%) – это газовый уголь (високолетучий, энергетический уголь), другие запасы – переходный уголь от газового ... – Восточном, Западном и Южном. Начальные потенциальные ресурсы углеводородов Украины в перерасчете на условное топливо составляют 8417,8 ...

В настоящее время наиболее насущным является бытовое энергосбережение (энергосбережение в быту), а также энергосбережение в сфере ЖКХ. Препятствием к его осуществлению является сдерживание роста тарифов для населения на отдельные виды ресурсов (электроэнергия, газ), отсутствие средств у предприятий ЖКХ на реализацию энергосберегающих программ, а также отсутствие массовой бытовой культуры энергосбережения.

Эффекты от мероприятий энергосбережения можно разделить на несколько групп:

• экономические эффекты у потребителей (снижение стоимости приобретаемых энергоресурсов);
• эффекты повышения конкурентоспособности (снижение потребления энергоресурсов на единицу

производимой продукции, энергоэффективность производимой продукции при ее использовании);

• эффекты для электрической, тепловой, газовой сети (снижение пиковых нагрузок, минимизация

инвестиций в расширение сети);

• экологические эффекты;
• связанные эффекты (внимание к проблемам энергосбережения приводит к повышению озабоченности

проблемами общей эффективности системы — технологии, организации, логистики на производстве,

системы взаимоотношений, платежей и ответственности в ЖКХ, отношения к домашнему бюджету у

граждан).

Обычно началу реализации мероприятий по энергосбережению предшествует проведение энергоаудита.

Энергоаудит — это комплекс мероприятий по обоснованию необходимости внедрения, внедрению и последующему контролю за работоспособностью энергосберегающих технологий. Энергоаудит предполагает проведение экономических расчетов, обосновывающих выгодность энергосберегающих мероприятий.

Энергоаудит проводят по отношению к существующим объектам. В число мероприятий в рамках энергетического аудита входит обмер наружных поверхностей отапливаемой части здания, расчёт площади оконных проёмов, а также определение состава ограждающих конструкций. В случае если стены имеют многослойную конструкцию, учитывается толщина и коэффициент теплопроводности каждого слоя. Для ограждающих конструкций проводится расчёт приведённого сопротивления теплопередаче. Особое внимание уделяется системе отопления: устанавливается её тип, схема подключения к тепловым сетям, а также используемые средства автоматического регулирования. Аудиту подвергается и система горячего водоснабжения, в частности схема её подключения и степень изоляции.

Если проведение сразу всех мероприятий по сохранению энергии слишком дорого, то необходимо начать работу с самых выгодных с точки зрения прибыльности мероприятий.

1. Исходные данные и план квартиры

Двухкомнатная квартира, расположенная в городе Кондопога, на третьем этаже пятиэтажного дома (общей площадью 42 м ² ).

Квартира имеет две уличные стороны без балкона. Наружные стены — блочные (общей площадью А_cm = 23,31 м² ), материал перекрытия — железобетонные плиты. Окна с двойным остеклением в спаренных деревянных рамах (общей площадью A_ок = 10,08 м² ).

Высота потолков h = 2,49 м. Квартира оборудована газовой плитой и газовой колонкой.

В период с 2006г по 2008г в квартире были установлены: счетчик учета расхода газа, счетчик учета расхода холодной воды, газовая колонка заменена на водонагреватель (80 л).

Установка водонагревателя была обусловлена, еще и тем, что давление воды не всегда позволяло включить в работу газовую колонку. В квартире проживает семья из трех человек.

В курсовом проекте произведен сравнительный анализ экономической и практической выгоды от проведенных энергосберегающих мероприятий в период с 2006г по 2008г.

В соответствии с постановлением Государственного комитета Республики Карелия по энергетике и регулированию тарифов № 205 от 12.12.2009г. с 01 января 2010 года вводятся новые тарифы на оплату потребленной электрической энергии.

тепловой баланс помещение энергосбережение

На все потребление электрической энергии	Одно ставочный тариф	Тариф, дифференцированный по зонам суток (для двух тарифных счетчиков)
В домах, не оборудованных электроплитами	1,84	Дневная зона	Ночная зона
		2,59	0,34
В домах, оборудованных в установленном порядке электроплитами	1,29	Дневная зона	Ночная зона
		1,81	0,24

Тарифы на оплату за потребленную электроэнергию для населения составляют:

Постановлением ГК РК по энергетике и регулированию тарифов № 208 от 09.12.2009г. с 01 января 2010 года установлены:

• розничная цена за 1 кг сжиженного газа, реализуемого населению (без учета расходов на оплату услуг по техническому и аварийно-диспетчерскому обслуживанию внутридомового газового оборудования) через групповые установки — 19,74 руб. ^* за 1 кг;

• реализация сжиженного газа в баллонах с мета промежуточного хранения (склада) без доставки до потребителя — 19,72 руб. ^* за 1 кг;

• реализация сжиженного газа в баллонах с доставкой до потребителя — 25,84 руб. ^* за 1кг;

• стоимость одного бытового баллона со сжиженным газом (21,0 кг) с учетом транспортных расходов — 542,64 руб. ^*

— розничная цена за 1 м ³ сжиженного газа, реализуемого населению через групповые подземные установки, при наличии прибора индивидуального учета расхода газа (без учета расхода на оплату услуг по техническому и аварийно-диспетчерскому обслуживанию внутридомового газового оборудования) в размере 43,29 руб.^* за 1 м³ . * — включая НДС.

	ОСНАЩЕННОСТЬ
	При пользовании газовой плитой	При пользовании газовой плитой и проточным газовым водонагревателем	При пользовании проточным газовым водонагревателем в домах с электроплитами
	В домах с центральным отоплением и централизованным горячим водоснабжением; В квартирах с центральным отоплением и индивидуальным электронагревателем	В домах с центральным отоплением без централизованного горячего водоснабжения; С печным отоплением; С центральным отоплением и дровяной колонкой
Норма потребления на 1 человека в месяц	7,2 кг	14,4 кг	29 кг	21,8 кг
Размер оплаты на 1 человека в месяц	142,13 руб.	284,26 руб.	572,46 руб.	430,33 руб.

Водопотребление	В домах с центральным отоплением и централизованным горячим водоснабжением	При пользовании газовой плитой и проточным газовым водонагревателем; В квартирах с центральным отоплением и индивидуальным электронагревателем
	Норма потребления (м 3 чел мес.)	Тариф (руб.)	Норма потребления (м 3 чел мес.)	Тариф (руб.)
Горячая вода	3,381	77,34	—	—
Холодная вода	4,057	11,06	6,259	11,06
Стоки	7,438	12,22	6,259	12,22

2. Электропотребление

Для построения сравнительных графиков определим расчётный расход электроэнергии за сутки в будние и выходные дни:

Потребитель	Мощность, кВт	Будни	Выходные
		Время работы, ч	Потребл. энергия, кВт ч	Время работы, ч	Потребл. энергия, кВт ч
Стиральная машина	2,0	—	—	1,5	3
Электрический чайник	2,0	0,15	0,3	0,2	0,4
Микроволновая печь	1,4	0,2	0,28	0,3	0,42
Утюг	1,4	—	—	0,5	0,7
Пылесос	1,4	—	—	0,3	0,42
Освещение	0,48	6	2,88	6	2,88
Компьютер	0,25	8	2	12	3
Телевизор	0,063	2	0,126	4	0,252
Телевизор	0,055	4	0,22	6	0,33
Холодильник	0,05	24	1,2	24	1,2

У = 7,006 кВт

• ч У = 12,602 кВт
• ч

С учетом бойлера:

Бойлер	1,5	3	4,5	3	4,5

У = 11,506 кВт

• ч У = 17,102 кВт
• ч

Усредненный расчетный расход электроэнергии за месяц (31 день) ? 262 кВт

• ч.

Тариф за 1 кВт

• ч равен 1,84 руб.

Оплата без бойлера составляла бы — 482,08 руб. в месяц.

С учетом бойлера ? 400 кВт

• ч в месяц.

Оплата — 736 руб. в месяц.

Фактический расход электроэнергии за месяц за последние три года (по сохранившимся квитанциям) ни разу не превысил 400 кВт

• ч.

Расчетная разность расходов электроэнергии с использованием бойлера и без него составила — 138 кВт

• ч.

Расходы на оплату электроэнергии возросли на 253,92 руб. в месяц.

На приведенных ниже диаграммах отражено процентное распределение потребления энергии между различными приборами, где наглядно просматриваются направления для экономии электроэнергии.

Большие процентные показатели приходятся на освещение, бойлер и использование компьютера. Если компьютер сложно использовать более рационально, то на рациональном использовании освещения и нагреваемой воды можно и нужно экономить.

3. Газопотребление

Норма потребления газа в месяц на человека составляет — 29,0 кг.

На трех человек соответственно — 87,0 кг (39,67 м ³ см. ниже).

Тариф для квартир с газовой колонкой и газовой плитой равен — 572,46 руб. на человека.

Итого оплата за газ в месяц составляла бы — 1717,38 руб.

После демонтажа газовой колонки, и установки счетчика учета расхода газа потребление газа в месяц (усредненное) составляет — 7,4 м ³ .

Тариф для квартир, оборудованных газовыми счетчиками равен — 43,29 руб. за 1 м ³ газа.

Итого оплата за газ в месяц (усредненная) составляет — 320,35 руб.

Экономия в оплате — 1397,03 руб. в месяц.

Плотность пропан — бутановой смеси ? 2,193 кг/м ³ .

Тогда удельный объем пропан — бутановой смеси ? 0,45599.

Ниже на графике показано сравнение по месяцам фактического потребления газа и потребление газа по нормам «Карелгаза».

4. Водопотребление

Норма потребления холодной воды на человека, установленная ЖКХ, составляет (для квартир оборудованных газовыми колонками) — 6,259 м ³ в месяц.

На трех человек — 18,777 м ³ в месяц.

Тариф за 1 м ³ равен 11,06 руб.

Оплата за потребление холодной воды на трех человек по нормам составляла бы в месяц — 207,67 руб.

Тариф на стоки — 12,22 руб. за 1 м ³ .

Оплата за стоки — 229,45 руб. в месяц.

Итого: 437,12 руб. в месяц.

После установки счетчика учета расхода холодной воды средний ежемесячный расход потребляемой воды составил — 8,6 м ³ в месяц на трех человек.

Соответственно оплата в месяц (потребление воды плюс стоки) составляет — 200,21 руб.

Экономия в оплате — 236,91 руб. в месяц.

Ниже на графике показано сравнение по месяцам фактического потребления воды и потребление воды по нормам ЖКХ.

5. Тепловой баланс

1)Определение тепловых потерь.

Часовой расход теплоты на отопление помещения определяется по формуле:

где Q _Н.О. — потери тепла через наружные ограждения, кВт.

Q _инф. — потери тепла на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции, кВт.

Q _вн — тепловые выделения внутри помещения (сумма тепловыделения от людей и работающих приборов), кВт.

в — добавочные потери в долях от основных теплопотерь.

Расчет тепловых потерь производится в соответствии со СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника», СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети».

2)Потери тепла через наружные стены.

где А _{с m} — площадь стен, А_{с m} = 23,31 м² .

Т _р — расчетная температура воздуха внутри помещения, согласно СНиП, внутри жилых помещений Т_р = 20 ?C

Т _н — расчетная температура наружного воздуха — средняя температура наиболее холодной пятидневки в холодный период года, согласно СНиП, Т_р = — 29 ?C

n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения ограждающей поверхности к наружному воздуху, для стен жилых зданий n = 1.

R — сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций,

б _в — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, для наружной стены

;

Дt _n — разность температур между центром помещения и наружной поверхностью стены (для г. Кондопога Дt_n = 4,92^О С);

?в — добавочные теплопотери:

в ₁ — на ветер. При скорости ветра от 5 до 10 в₁ = 0,1.

в ₂ — на ориентацию ограждений относительно сторон света. Для южной стороны в₂ = 0. Для восточной в₂ = 0,1

в ₃ — для помещений имеющих две и более наружных стороны в₃ = 0,05

Потери тепловой энергии через наружные стены:

3)Потери тепла через окна

Потери суммарной теплоты через окна.

Суммарная площадь окон в квартире: А _ок = 10,08 м² .

Сопротивление теплопередаче R для окон с двойным остеклением 0,35

4)Потери тепловой энергии на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции:

Расход наружного воздуха, поступающего в помещение в результате инфильтрации в расчетных условиях, зависит от объемно-планировочного решения здания, а так же от плотности окон, балконных дверей, витражей. Задача инженерного расчета сводится к определению расхода инфильтрационного воздуха G , через отдельные ограждения каждого помещения. Инфильтрация через стены и покрытия невелика, поэтому ею обычно пренебрегают и рассчитывают только через заполнение световых проемов, а так же через закрытые двери и ворота, в том числе и те, которые при обычном режиме эксплуатации не открываются.

Расчет выявляет максимально возможную инфильтрацию, поэтому считается, что каждое окно или дверь находится на наветренной стороне здания.

Расход инфильтрационного воздуха через 1 м ² окна производится по формуле:

где R _инф.ок. — фактическое сопротивление воздухопроницанию окна (при Дp₀ = 10 Па) .

R _инф.ок. = 0,39 .

Дp — расчетная разность давлений для окна. Определяется при расчетных параметрах

наружного и внутреннего воздуха (температурах t _в и t_н , плотностях с_в и с_н , скорости ветра х) по формуле:

где Н — высота здания. H ? 15 м.

h — расстояние от земли до центра окна или двери. h = 9 м.

с _н и с_в — плотность воздуха . Определяется по эмпирической формуле:

g — ускорение свободного падения, g = 9,8 .

K _дин — коэффициент учета изменения скорости ветра в различных типах местности. K_дин = 0,75.

с _н и с_з — аэродинамические коэффициенты показывающие, какую долю от динамического давления

ветра составляет формируемое им статическое давление на каком-либо фасаде здания. Для большинства зданий с _н = 0,8, с_з = — 0,6.

х — скорость ветра. х = 5,9 м/с.

p _в — внутреннее давление. Обычно приближенно принимается по формуле:

Определим плотности воздуха:

Определим давление внутреннего воздуха:

Определим расчетную разность давлений:

Определим расход инфильтрационного воздуха:

Часовой расход теплоты на нагрев инфильтрационного воздуха определяется по формуле:

где с- удельная теплоемкость воздуха. При t _н = -30 с = 1,013.

А — площадь отдельных ограждений (м ² ).

k — коэффициент влияния встречного теплового потока.

Для окон со спаренными переплетами k = 0,9.

5)Общие потери через ограждающие поверхности

Часовые потери теплоты через ограждающие конструкции:

Q = Q _Н.О.СТ. + Q_Н.О.ОК. + Q_ИНФ = 1,25 + 1,76 + 0,13 = 3,14 кВт

6)Тепловыделение от радиаторов

Определим тепловыделение от радиаторов, установленных в квартире. Тепловыделение от горячих поверхностей находим по формуле:

где б — коэффициент теплоотдачи

F — площадь поверхности, отдающей теплоту

В квартире установлены четыре чугунных радиатора с двухканальными секциями:

• кухня — 4 секции
• маленькая комната — 6 секций
• большая комната — 6 секций, 8 секций

Площадь поверхности нагрева одной двухканальной секции чугунного радиатора F _с = 0,207 м² .

Следовательно F = 0,207

• 24 ? 5 м ² .

t _пов — температура поверхности, принимаем = 70 ?С;

t _в — температура окружающего радиатор воздуха, t_в = 20 ?С.

Коэффициент теплоотдачи б находим по формуле:

где щ — скорость движения окружающего воздуха, для жилых помещений щ = 1 м/с.

Теплота, получаемая от радиаторов превосходит потери через внешние конструкции, поэтому в квартире даже в самые холодные дни минимальная температура воздуха составляет 20 ^О C.

6. Определение удельной тепловой характеристики помещения

После подсчета суммарных потерь тепла зданием определим удельную тепловую характеристику по формуле:

где Q — общие теплопотери здания, (Вт).

V — наружный объем здания

(м ³ ).

б — коэффициент, учитывающий местные климатические условия

б = 1.

Дt — разность температур:

t _в — t_н = 49,0 ⁰ С.

7. Рекомендации по энергосбережению

1. Теплоснабжение

В жилых домах значительными являются потери теплоты на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха и на вентиляцию, поэтому необходимо максимально снизить поступление холодного воздуха в квартиру через щели и не плотности.

Возможные мероприятия:

• не требующие финансовых затрат:
• плотное закрытие окон и дверей (устранение сквозняков);
• проверка состояния угловых стыков и мест соединения панелей;
• требующие финансовых затрат:
• установка стеклопакетов

2 Электроснабжение

Замена ламп накаливания на современные энергосберегающие лампы. Компактная люминесцентная лампа напряжением 11 Вт заменяет лампу накаливания напряжением в 60 Вт.

3 Водоснабжение

Своевременное устранение утечек.

Без необходимости не использовать воду, и не оставлять её включённой, снижение расхода воды при проведении каких-либо операций.

Заключение

В ходе курсового проекта мы рассчитали расходы электрической и тепловой энергии, определили потери энергии. Потери электрической и тепловой энергии в квартире устранить достаточно просто, хотя некоторые из энергосберегающих мероприятий требуют денежных вложений. Экономическими расчётами можно доказать, что все вложенные средства через некоторое время окупятся. Но, например, при установке счётчика расхода воды необходимо убедиться, что действительный расход воды меньше нормативного. Поэтому очень важно правильно выбрать направление своих действий при снижении потребления воды, тепловой и электрической энергии. Если грамотно выбрать энергосберегающие мероприятия, то можно добиться значительного снижения расхода всех видов энергии и как следствие, снижения выплат за коммунальные услуги.

	Мероприятие	Оплата
		До	После
Электропотребление	Установка бойлера	482,08	736,00
Водопотребление	Установка счетчика	437,38	320,35
Газопотребление	Установка счетчика	1717,38	200,21
СУММА	—	2636,58	1256,56

Список примененных источников

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/energoaudit-doma/

1. Кауфман Б. Н. «Теплопроводность строительных материалов». М, Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, 1955 г.

2. Фокин К.Ф. «Строительная теплотехника ограждающих частей зданий». М,: Стройиздат, 1973 г.

3. Староверов И. Г., Шиллер Ю. И. «Внутренние санитарно-технические устройства: Ч 1. Отопление. Справочник проектировщика». М,: Стойиздат, 1976 г.

4. Малявина Е. Г. «Теплопотери здания. Справочное пособие». М,: «АВОК-ПРЕСС», 2007 г.

5. Михеев М. А., Михеева И. М. «Основы теплопередачи». М,: Энергия, 1973 г.

6. СНиП 23.02-2003 «Тепловая защита зданий». М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП

7. СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

8. СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника».

9. СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания».

10. СНиП 23.01-99 «Строительная климатология».