Енергетичний аудит спеціалізованої школи І-ІІІ ступенів

Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

кафедра електропостачання


КУРСОВА РОБОТА

з курсу: Енергетичний аудит

Тема: Енергетичний аудит спеціалізованої школи І-ІІІ ступенів


Виконав:

Студент 5 курсу

група ОЕ-41 м

залікова книжка

№ ОЕ-41м-11

Степанель Я.І.

Перевірив: Закладний О.О.


ЗМІСТ


ВСТУП

ЗАГАЛЬНИЙ ОПИС ОБЄКТУ ДОСЛІДЖЕННЯ

.1 Загальні відомості про обєкт дослідження

.2 Річне споживання енергоносіїв

.3 Існуючі тарифи на енергоносії

.4 Попередні заходи з енергозбереження

ОБСТЕЖЕННЯ ПОТОЧНОГО СТАНУ ЕНЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМ ОБЄКТУ

.1 Огороджуючі конструкції

.2 Система електропостачання

.3 Система теплопостачання

.4 Система водопостачання

.5 Система вентиляції і кондиціювання

.6. Система газопостачання

РОЗРАХУНОК ЗАХОДІВ З ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ

.1 Впровадження енергоменеджменту (ЗЕЗ №1)

.2 Реконструкція системи освітлення (ЗЕЗ №2)

.3 Встановлення датчиків руху в коридорах школи (ЗЕЗ №3)

.4 Утеплення зовнішніх стін будівлі теплоізоляційним матеріалом (ЗЕЗ №4)

.5 Заміна вікон на енергозберігаючі (ЗЕЗ №5)

.6 Теплоізоляція даху (ЗЕЗ №6)

.7 Автоматичне регулювання теплової потужності системи опалення (ЗЕЗ №7)

.8 Встановлення аераторів на водопровідні крани (ЗЕЗ №8)

ВПЛИВ ЗАХОДІВ НА СТАН ЗОВНІШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

ВИСНОВОК

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАННИХ ДЖЕРЕЛ


ВСТУП


Енергетичний аудит - це обстеження підприємств та окремих виробництв за їх ініціативою з точки зору їх енергоспоживання з метою визначення можливостей економії енергії та допомоги підприємству у економії на практиці шляхом впровадження механізмів енергетичної ефективності, а також з метою впровадження на підприємстві системи енергетичного менеджменту.

Енергетика - одна з провідних галузей народного господарства України. Вона є своєрідним базисом, фундаментом, який закладено в основу функціонування економіки країни. Підготовці фахівців-енергетиків у вищих учбових закладах надана особлива увага, яка сама по co6i несе велику відповідальність. Знання i практичні навички, що отримують спеціалісти в Україні більш глибокі, ніж у їx колег в країнах Європи.

Задача енергоаудиту - виявлення джерел нераціональних витрат тепло-, електроенергії i невиправданих втрат водо-, газоспоживання. Кінцева ціль енергоаудиту - розробити на основні техніко-економічного аналізу рекомендації щодо економії енергоресурсів i раціонального використання вcix видів eнepгiї, вказати черговість ix виконання i надати розрахунки та інформацію щодо обсягів інвестицій i строків окупності.

При системному підході до проведення робіт з енергетичного аудиту можна виділити наступні основні етапи:

вивчення і аналіз об'єкта енергоаудиту;

побудова енергобалансу;

аналіз ефективності використання енергії;

вироблення потенціальних можливостей енергозбереження;

економічний аналіз ефективності упровадження заходів з енергозбереження (ЗЕЗ) на даному об'єкті.

1 ЗАГАЛЬНИЙ ОПИС ОБЄКТУ ДОСЛІДЖЕННЯ


.1 Загальні відомості про обєкт дослідження

аератор освітлення енергетичний аудит

Обєктом енергетичного аудиту є спеціалізована школа І-ІІІ ступенів №202 (рисунок 1.1), що розташована у Деснянському районі міста Києва за адресою: просп. Лісовий 22А.


Рисунок 1.1 - Спеціалізована школа І-ІІІ ступенів №202


Тип будівлі - середня школа. Школа була збудована у 1970 році. Має 3 поверхи, горище та підвал. Це цегляна будівля, що зовні вкрита шубою і має плоский дах, вкритий шифером.

Площа забудови складає 7588,5 м2, загальна площа 6593м2.Загальна опалювальна площа 3040м2. Площа оскління 1020 м2, що складає близько 30% від загальної площі огороджуючої конструкції.

Школа працює з 8,30 до 17 години з понеділка по суботу. Уроки проводяться з 8,30 до 15,45. У школі навчається 548 дітей з 1 по 11 клас. Робочий персонал 93 осіб. Тобто у будівлі щодня знаходиться 641 людина. У неділю присутній лише один охоронець. Максимальна розрахункова кількість присутніх приблизно 700 чоловік.

Головним завданням школи є :

· цілеспрямований відбір учнів, що виявили нахил до вивчення фізики, математики та інших профільних предметів;

· створення оптимальних можливостей для реалізації індивідуальних творчих запитів, всебічний розвиток особистості, забезпечення допрофесійної підготовки для вступу до вищих навчальний закладів;

· надання максимально сприятливих умов для морального, естетичного та фізичного розвитку особистості учня;

· розробка та впровадження нових технологій навчально-виховного процесу з обдарованими дітьми на рівні світових стандартів.


1.2 Річне споживання енергоносіїв


Споживаються такі енергоносії: електрична енергія, теплова енергія та вода. Школа відноситься до бюджетної організації і розраховується за електроенергію за відповідними тарифами. Тариф на електроенергію змінюється щомісяця. Найменший тариф на електроенергію влітку, найбільший - взимку.

Споживання електричної, теплової енергії і води за останні три роки (2011, 2012 та 2013) зобразимо у таблицях 1.1, 1.2 та 1.3.


Таблиця 1.1 - Споживання електричної енергій 2011-2013 рр

201120122013МісяцьК-сть, кВт*годЦіна, грнСума, грнК-сть, кВт*годЦіна, грнСума, грнК-сть, кВт*годЦіна, грнСума, грнСічень5487,980,8644741,616480,011,0756966,01143401,14716447,98Лютий49800,9084521,8460001,0756450150001,14717205Березень5019,960,92934665,044559,931,1165088,88110401,1913137,6Квітень5179,980,95144928,234979,971,125577,56114001,1913566Травень6079,990,98846009,4675001,12840042001,21465101,32Червень3065,011,0033074,206067,731,1366892,9451001,21466194,46Липень631,971,003633,86741,061,136841,8419801,21462404,91Серпень1261,041,0031264,822580,011,1362930,8925801,23893196,36Вересень3591,003360,0760001,136681640801,23895054,71Жовтень5250,31,0035266,05121201,13613768,3298351,238912184,58Листопад7829,011,0498212,6392401,13610496,64112371,238913921,52Грудень7319,961,05147696,20136801,13615540,48148501,238918397,67Всього:52464,251374,0679948,7189769,58105642126812,1

Таблиця 1.2 - Споживання теплової енергій 2011-2013 рр

201120122013МісяцьК-сть, ГкалЦіна, грнСума, грнК-сть, ГкалЦіна, грнСума, грнК-сть, ГкалЦіна, грнСума, грнсічень77638,2549145,25155,68826,6128685,0981,8110890634,40лютий72,3638,2546145,4897,74826,680791,881051108116340,00березень76,3638,2548698,4858,83826,648628,881091108120772,00квітень39,6638,2525274,7043,58826,636023,2366,7110873903,60травень9,1638,255808,086,6826,65455,56511085540,00червень1,1638,25702,082,79826,62306,215,80111086427,51липень0638,250,000826,60,00011080,00серпень0638,250,000826,60,00011080,00вересень23,87638,2515235,0319,36826,616002,989,5110810526,00жовтень61,56638,2539290,6741,6826,634386,5632,5110836010,00листопад101,9638,2565037,68126,8826,6104812,881181108130744,00грудень129,9638,2582908,68161,74826,6133694,281371108151796,00всього592,63378246,10714,72590787,55670,301742693,51

Таблиця 1.3 - Споживання води 2011-2013 рр

201120122013№МісяцьК-сть, м3Ціна, грнСума, грнК-сть, м3Ціна, грнСума, грнК-сть, м3Ціна, грнСума, грн1Січень4036,222506,662596,221610,982746,221704,282Лютий2916,221810,022586,221604,763196,221984,183Березень2876,221785,142236,221387,062506,2215554Квітень3146,221953,083076,221909,542846,221766,485Травень2656,221648,31896,221175,582606,221617,26Червень2276,221411,94806,22497,61566,22970,327Липень1716,221063,621406,22870,81496,22926,788Серпень1706,221057,41516,22939,222996,221859,789Вересень2536,221573,661676,221038,741586,22982,7610Жовтень2606,221617,23266,222027,722546,221579,8811Листопад2996,221859,783606,222239,22136,221324,8612Грудень2726,221691,843146,221953,081796,221113,38Всього:321219978,64277417254,28279517384,9

Зобразимо порівняльні лінійні діаграми споживання енергоносіїв на рисунках 1.1, 1.2, 1.3.


Рисунок 1.1 - Споживання електричної енергії

Рисунок 1.2 - Споживання теплової енергії


Рисунок 1.3 - Споживання води


Аналіз інформації

. Споживання електричної енергії:

-найбільше споживання електроенергії бачимо у зимовий період - зменшується тривалість світлового дня і використовуються електричні обігріваючі прилади;

-найменше споживання енергії бачимо в літку - більша тривалість світлого дня та період літніх канікул;

-у 2013 році з січня по квітень в корпусі молодших класів проводився ремонт, це чітко видно на графіку, через збільшення споживання електроенергії.

. Споживання теплової енергії:

-найбільше споживання бачимо взимку - бо це найхолодніший період у році і теплова енергія витрачається на опалення приміщень;

-з квітня по вересень теплова енергія не потрібна для опалення приміщень, тому бачимо на рисунку 1.2 провал споживання;

-починаючи з вересня бачимо поступове збільшення споживання - теплова енергія починає використовуватися для опалення приміщень;

-і знову бачимо пік споживання теплової енергії у листопаді та грудні;

-у 2012 році спостерігається ріст споживання тепла, це повязано з відносно холодною зимою, і як наслідок велике теплове навантаження школи, як і видно по графікам.

. Споживання води:

-найменше споживання води бачимо на період літніх канікул;

-напротязі року, якщо не брати до уваги літні періоди, видно що найбільше споживається води з квітня по червень (цей період найтепліший з усього часу, коли проходить навчальний процес), а в інші періоди майже не змінне;

-якщо розглядати по роках, то бачимо, що найбільше споживання в 2011 році, в 2012 та 2013 роках суттєво не відрізняється.

Загальний вигляд графіків та дані таблиць говорять про відповідність споживання енергії режиму роботи школи.

Добовий графік споживання теплової енергії

Своєї власної котельні школа не має. Теплопостачання забезпечується від центральної місцевої теплопостачальної компанії, тому споживання теплоенергії є постійним на протязі усього опалювального періоду. Розрахунок за теплову енергію школа з теплопостачальною компанією веде за відповідним тарифом, згідно отриманого рахунку (квитанції).

Добовий графік електричної енергії

Розглянемо добове споживання електричної енергії у зимовий та літній періоди. На рисунку 2.4 наведено добовий графік електричного навантаження школи за 09.12.13 року. На рисунку 2.5 наведено добовий графік електричного навантаження школи за 17.06.13 року.

Рисунок 1.4 - Добовий графік електричного навантаження 9.12.2013 року


Рисунок 1.5 - Добовий графік електричного навантаження 17.06.2013 року


Аналіз інформації

На графіках спостерігається характерний для навчального процесу школи режим електричногого навантаження, а саме: найнижче споживання у нічні години та поступовий ріст навантаження починаючи з 7 години ранку та поступове зменшення споживання починаючи з 17 години й до 20 години.

Дані добові коливання можна пояснити:

-залежністю від рівня освітленості робочих приміщень (зранку та починаючи з другої половини доби природного освітлення не достатньо для забезбечення комфортних умов роботи персоналу, тому необхідно вмикати штучне освітлення);

-режимом роботи школи - основний навчальний процес триває з 8.30 до 16.00, що зумовлює додаткове споживання електроенергії лабораторним обладнанням та офісною технікою.

Починаючи з 8 години і до обіду, можна спостерігати значне зростання споживання електричної енергії, що обумовлене використанням на кухні енергоємного електричного устаткування.

Після 11 години бачимо значне споживання енергії, за рахунок роботи компютерів, деякого лабораторного обладнання, обігрівачів (узимку). Причому обігрівачі вмикаються зранку та ввечері, в обід вони не використовуються.

Споживання енергії припиняється починаючи з 20 години, коли вже весь персонал залишив приміщення. Вночі бачимо споживання енергії на аварійне освітлення.

Добовий графік споживання води

Добовий графік споживання води за 19.03.2013 показаний на рисунку 1.6.


Рисунок 1.6 - Добовий графік споживання води за 19.03.2013 року


Аналіз інформації

Аналізуючи графік можемо сказати:

-найменше споживання води у нічний період (в школі відсутній персонал і учні), незначне споживання зумовлено втратами через несправну сантехніку;

-початок споживання води починається о 7 годині ранку, коли починається санітарне прибирання класів та кабінетів;

-основна доля споживання зумовлена приготуванням їжі, що починається з 8 ранку і триває до 12 години.

-з 17 до 19 години в школі проходить санітарне прибирання.

Профіль використання енергії

Електричної енергії:

)Освітлення. У літній період довший день, і необхідність в освітленні мінімальна. Отже, в зимній період збільшується споживання електричної енергії, так як раніше темніє.

)Електрообладнання їдальні (електропечі, мясорубка, водонагрівач і т.д.). Працює в робочі дні. Необхідне для приготування їжі.

)Холодильне обладнання. Також використовується в їдальні для охолодження та збереження продуктів харчування.

)Силове навчально-електричне обладнання. Встановлені в майстерні, працюють на уроках трудового навчання.

)Персональні компютери. В школі є компютерний клас в цілях навчального процесу. А також декілька компютерів, сканер, принтер, що встановлені в адміністрації.

Теплова енергія:

Теплова енергія, яка підводиться до школи, від центральної місцевої теплопостачальної компанії використовується на опалення приміщень та гаряче водопостачання.

Водопостачання:

Холодне водопостачання забезпечує роботу санвузлів та протипожежних стояків.


Зобразимо структуру споживання теплової і електричної енергій за 2011, 2012 та 2013 роки на рисунках 1.7, 1.8 та 1.9.


Рисунок 1.7 - Структура споживання електричної і теплової енергій у відсотку їх споживання у 2011 році


Рисунок 1.8 - Структура споживання електричної і теплової енергій у відсотку їх споживання у 2012 році


Рисунок 1.9 - Структура споживання електричної і теплової енергій у відсотку їх споживання у 2013 році


Зобразимо споживання електричної, теплової енергії і води у відсотку від їх загальної вартості на рисунках 1.10, 1.11 та 1.12.


Рисунок 1.10 - Структура споживання електричної і теплової енергій та води у грошовому еквіваленті їх споживання у 2011 році


Рисунок 1.11 - Структура споживання електричної і теплової енергій та води у грошовому еквіваленті їх споживання у 2012 році


Рисунок 1.12 - Структура споживання електричної і теплової енергій та води у грошовому еквіваленті їх споживання у 2013 році


Аналіз інформації

Як видно з кругових діаграм частка електричної енергії в порівнянні з тепловою енергією незначна, хоча в грошовому еквіваленті електрична енергія відіграє значну роль.

Розглядаючи структуру споживання електричної і теплогої енергій у відсотку їх споживання бачимо, що споживання енергій у відсотку по роках майже постійне: теплова енергія в середньому 90 %, електрична енергія - 10 %.

Якщо розглядати структуру споживання електричної і теплової енергій та води у грошовому еквіваленті їх споживання, то бачимо, що в 2011 - 2013 роках найбільший відсоток припадає тепловій енергії, потім - електричній енергії і найменший - воді. Виплата коштів за споживання води з роками є майже постійним (2-3 % від загальних виплат за споживання енергоносіїв). Частка виплат, що припадає на теплову та електричну енергію також залишились майже не змінними, не дивлячись на різне споживання енергії у різні роки. Таке явище спричинене не пропорційним зростанням тарифів на той чи інший енергоносій.


.3 Існуючі тарифи на енергоносії


Згідно встановлених для бюджетних установ тарифів, станом на червень 2014 року, школа зобовязується сплачувати за:

Теплову енергію: 1108 грн/Гкал;

Електричну енергію: 1,02 грн/кВт.год;

Водопостачання: 7,44 грн/м3.

Аналіз інформації

Аназізуючи три роки бачимо, що тарифи зросли. Це можна пояснити такими факторами:

·зростання цін на енергоносії;

·з кожним роком зростає середня заробітна плата;

·зміна в опоподаткуванні (перехід з одного податку на інший).

·зростання курсу долару.


1.4 Попередні заходи з енергозбереження


В останні роки не впроваджувались глобальні заходи з енергозбереження.

Єдиним заходом, направленим на зменшення теплових втрат є утеплення вікон на зимовий період.

За наказом директора школи у кожному класі існує відповідальний за освітлення, у обовязки котрого входить своєчасне та лише в необхідному випадку вмикання та вимикання світла. Це дозволяє не витрачати електроенергію на зайву роботу освітлювальних приладів.


2 ОБСТЕЖЕННЯ ПОТОЧНОГО СТАНУ ЕНЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМ ОБЄКТУ


До енергетичних систем обєкта відносять системи електропостачання, теплопостачання, водопостачання і каналізації, вентиляції і кондиціювання, систему обліку енергоносіїв.

Оскільки енергосистеми проектувались давно, то є очевидним той факт, що вони не можуть відповідати сучасним вимогам енергозбереження та ефективного перерозподілу.


2.1 Огороджуючі конструкції


За довідковими таблицями для Київської області tзв = -20 оС, та для приміщень типу ПТУ tвн = 18 оС.

Будівля являє собою цегляний триповерховий будинок, орієнтований головним фасадом на Північ та Південь.


2.1.1 Зовнішні стіни

Стіни будівлі зроблені з цегли, а всередині вкриті шаром штукатурки. Сумарний термічний опір глухих стін :


,


де - товщина шару силікатної цегли, =0,50 м;

- теплопровідність цегли на цементно-пісчаному розчині, =1,0 ;

-товщина шару штукатурки, =0,005 м;

- теплопровідність штукатурки, =0,82 ;

- коефіцієнт тепловіддачі з внутрішньої сторони будівлі,


=8,7 ;


- коефіцієнт тепловіддачі з зовнішньої сторони будівлі,


=23.


Підставляємо значення у формулу та отримуємо:

.

Коефіцієнт теплопередачі стіни:



Підставивши значення в формулу отримаю


2.1.2 Вікна

Вікна у будівлі звичайні з подвійним заскленням в деревяних спарених переплетіннях.

Відстань між рамами =0,06 м.

За проектними даними опір теплопередачі вікон Rв=0,40

Тоді коефіцієнт теплопередачі вікна:



.1.3 Вхідні двері

Вхідні двері дерев'яні з глухим полотном і мають розміри 3 х 2,5 = 7,5 м².

Термічний опір:


,


де - товщина дверей;

- теплопровідність дерева.

Підставляємо значення в формулу:

.

Коефіцієнт теплопередачі дверей:



2.1.4 Підлога

Кпідл приймаємо по довідниковій таблиці зі довідника "Опалення" И.Г. Староверов, Кпідл. = 0,75.


2.1.5 Стеля

залізобетонні блоки з ?=1,7 товщиною ?=0,5 м;

бетон з заповненням з керамзиту з ?=0,9 товщиною ?=0,3 м;

гідроізоляція (з 2 слоїв руберойду) з ?=0,18 товщиною ?=0,05 м;

вапняно-піщана стяжка з ?=0,82 товщиною ?=0,003 м;

Опір теплопередачі :


,


Підставляємо значення в формулу:

Коефіцієнт теплопередачі стелі:



Всі розрахунки зведемо в таблицю (таблицю 2.1):


Таблиця 2.1 - Результати розрахунків

№НайменуванняПозначенняОдиниця виміруЗначення1Коеф. теплопередачі зв. стінКстВт/(м2?С)1,4792Коеф. теплопередачі віконКвВт/(м2?С)2,53Коеф. теплопередачі зв. дверейКдвВт/(м2?С)5,924Коеф. теплопередачі підлогиКпідлВт/(м2?С)0,755Коеф. теплопередачі стеліКстеліВт/(м2?С)0,9536Площа зовнішніх стінFстм225387Площа віконFвм210208Площа зв. дверейFдвм27,5×2=159Площа підлогиFпідлм2120510Площа стеліFстелім2120511Загальна площа будівліFбудм2659312Опалювальний об'єм будівліVопалм32637213Висота будівліНм3; 6; 1214Кількість людейРчол.64115Розрахункова температура опалювальних приміщеньtвноС-2116Температура зовнішнього повітряtзовноС18

2.2 Система електропостачання


2.2.1 Загальний опис СЕП

Однолінійна схема електропостачання школ изображена на рисунку 2.1.

Живлення школи проводиться кабелем АВВГ 4*185 L=20м від ТП 492 кабель приходить до вводної шафи. Через запобіжник ПН-400 підключається до розподільчих шаф. В кожній розподільчій шафі є 8 фідерів,на кожному фідері для захисту від перевантажень і к.з. є запобіжник ПН-250. З фідерів проводами 4 АППВ 1*5 живляться ЩО та СЩ. В даній будівлі застосовуються щити освітлювальні ЩО - 6 (для 6 автоматичних вимикачів) і ЩО - 12 ( для 12 автоматичних вимикачів). На кожному поверсі знаходиться по 3 ЩО - вони укомплектовані автоматичними вимикачами типу А- 3734Б з Ін автомата 16 А і 25 А і напругу 220 В. 2 щитка типу ЩО - 6 знаходяться в підвалі, 1 живить зовнішнє освітлення, другий чергове освітлення стояків, вони також укомплектовані в автоматами типу А - 3734Б з Ін автомата 16 А і 25 А і напругу 220 В. СЩ укомплектовані автоматами типу КП - 60 з Ін автомата 35 А.

Рисунок 2.1 - Однолінійна схема електропостачання школи

1 - зовнішнє освітлення

-освітлення маленького коридору І поверху

- освітлення великого коридору І поверху

- освітлення спортзалу

- освітлення коридору 2 поверху

- освітлення класів

- майстерня

- освітлення підвалу

- освітлення коридору 3 поверху

- освітлення столової

- підвал

- трифазна розетка

- пекарськи шафи

- освітлення класів

- майстерня

- не працює

- освітлення коридору 4 поверху

- електричні плити столової

- комп`ютерний клас

- освітлення класів

Енергоспоживання обладнання школи за червень і грудень місяці наведено у таблицях 2.2 і 2.3.


Таблиця 2.2 - Енергоспоживання обладнання школи за грудень 2013 року

Найменування енергоспоживаючого обладнанняВстановлена потужність одиниці обладнання,Кількість одиниць обладнання, шт.Загальна встановлена потужність обладнання,Коефіцієнт використання встановленої потужностіСередня потужність обладнання, кВтТривалість роботи за місяць, годМісячне електро споживання, кВт.год1.Система освітленняСистема освітлення 1-го пов.Світильники з лампами накалювання (4 лампи)0,1660,9610,96192184,32Світильники з люмінісцентними лампами (2 лампи)0,08524,1614,16*1,15192918,528Світильники з люмінісцентними лампами (4 лампи)0,1640,6410,64*1,15192141,312Світильники з люмінісцентними лампами (6 ламп)0,24102,412,4*1,15192529,92Світильники з люмінісцентними лампами (2 лампи)0,12151,811,8*1,15192397,44Світильники з люмінісцентними0,2420,4810,48*1,15192105,984лампами (4 лампи)Люмінісцентні лампи0,0430,1210,12*1,1519226,496Люмінісцентні лампи0,0660,3610,36*1,1519279,488Лампи накалювання0,170,710,79667,2Система освітлення 2-го пов.Світильники з лампами накалювання (4 лампи)0,16182,8812,88192552,96Світильники з люмінісцентними лампами (2 лампи)0,08362,8812,88*1,15192635,904Світильники з люмінісцентними лампами (4 лампи)0,16365,7615,76*1,151921271,808Світильники з люмінісцентними лампами (2 лампи)0,1260,7210,72*1,15192158,976Світильники з люмінісцентними лампами (4 лампи)0,2461,4411,44*1,15192317,952Люмінісцентні лампи0,0690,5410,54*1,15192119,232Лампи накалювання0,160,610,6192115,2Система освітлення 3-го пов.Світильники з лампами нак. (4 лампи)0,16528,3218,321921597,44Світильники з люмінісцентними лампами (2 лампи)0,08201,611,6*1,15192353,28Світильники з люмінісцентними лампами (4 лампи)0,16365,7615,76*1,151921271,808Світильники з люмінісцентними лампами (4 лампи)0,2420,4810,48*1,15192105,984Люмінісцентні лампи0,06251,511,5*1,15192331,2Лампи накалювання0,110,110,119219,2Система освітлення 4-го пов.Світильники з лампами накалювання (4 лампи)0,16142,2412,24192430,08Світильники з люмінісцентними лампами (2 лампи)0,08231,8411,84*1,15192406,272Світильники з люмінісцентними лампами (4 лампи)0,16325,1215,12*1,151921130,496Люмінісцентні лампи0,0480,3210,32*1,1519270,656Люмінісцентні лампи0,06211,2611,26*1,15192278,208Лампи накалювання0,110,110,1484,8Система освітлення підвалуЛампи накалювання0,140,410,4249,655,4811631,442. Інші споживачіЇдальняПекарська шафа ШПЕ-31222412440960Електрична плита ПЭ-0,51М1222412440960Холодильник Атлант "Мінськ 131"1,211,20,80,96232222,72Холодильник "NORD"1,211,20,80,96232222,72Торгівельна холодильна шафа ШХ-0,563130,82,4232556,8Інші споживачіТелевізори "LG"0,1270,840,80,6724832,256Комп'ютери0,2540100,881441152Холодильники "NORD"1,222,40,81,92232445,44Головний циркуляційний насос0,5510,550,750,4125696287,1Аварійний циркуляційний насос0,5510,550,750,412500Дренажний насос0,4610,460,750,345696240,12Насос системи ГВП0,6710,670,750,5025696349,7468,8764,58455428,896124,35116,930115330,451

Таблиця 2.3 - Енергоспоживання обладнання школи за червень 2013 року

Найменування енергоспоживаючого обладнанняВстановлена потужність одиниці обладнання,Кількість одиниць обладнання, шт.Загальна встановлена потужність обладнання,Коефіцієнт використання встановленої потужностіСередня потужність обладнання, кВтТривалість роботи за місяць, годМісячне електро споживання, кВт.год1.Система освітленняСистема освітлення 1-го пов.Світильники з лампами накалювання (4 лампи)0,1660,9610,962423,04Світильники з люмінісцентними лампами (2 лампи)0,08524,1614,16*1,1524114,8Світильники з люмінісцентними0,1640,6410,64*1,152417,664лампами (4 лампи)Світильники з люмінісцентними0,24102,412,4*1,152466,24лампами (6 ламп)Світильники з люмінісцентними0,12151,811,8*1,152449,68лампами (2 лампи)Світильники з люмінісцентними0,2420,4810,48*1,152413,248лампами (4 лампи)Люмінісцентні лампи0,0430,1210,12*1,15243,312Люмінісцентні лампи0,0660,3610,36*1,15249,94Лампи накалювання0,170,710,72416,8Система освітлення 2-го пов.Світильники з лампами накалювання0,16182,8812,881851,84(4 лампи)Світильники з люмінісцентними0,08362,8812,88*1,151859,616лампами (2 лампи)Світильники з люмінісцентними0,16365,7615,76*1,1518119,23лампами (4 лампи)Світильники з люмінісцентними0,1260,7210,72*1,151814,904лампами (2 лампи)Світильники з люмінісцентними0,2461,4411,44*1,151829,8лампами (4 лампи)Люмінісцентні лампи0,0690,5410,54*1,151811,178Лампи накалювання0,160,610,61810,8Система освітлення 3-го пов.Світильники з лампами нак. (4 лампи)0,16528,3218,3218149,76Світильники з люмінісцентними лампами (2 лампи)0,08201,611,6*1,151833,12Світильники з люмінісцентними лампами (4 лампи)0,16365,7615,76*1,1518119,232Світильники з люмінісцентними лампами (4 лампи)0,2420,4810,48*1,15189,936Люмінісцентні лампи0,06251,511,5*1,151831,05Лампи накалювання0,110,110,1181,8Система освітлення 4-го пов.Світильники з лампами накалювання0,16142,2412,241840,32(4 лампи)Світильники з люмінісцентними0,08231,8411,84*1,151838,09лампами (2 лампи)Світильники з люмінісцентними0,16325,1215,12*1,1518106,6лампами (4 лампи)Люмінісцентні лампи0,0480,3210,32*1,15186,62Люмінісцентні лампи0,06211,2611,26*1,151826,082Лампи накалювання0,110,110,1121,2Система освітлення підвалуЛампи накалювання0,140,410,441,655,481177,52. Інші споживачіЇдальняПекарська шафа ШПЕ-31222412400Електрична плита ПЭ-0,51М1222412400Холодильник Атлант "Мінськ 131"1,211,20,80,9600Холодильник "NORD"1,211,20,80,9600Торгівельна холодильна шафа ШХ-0,563130,82,400Інші споживачіТелевізори "LG"0,1270,840,80,67253,36Комп'ютери0,2540100,881080Холодильники "NORD"1,222,40,81,9200Головний циркуляційний насос0,5510,550,750,412500Аварійний циркуляційний насос0,5510,550,750,412500Дренажний насос0,4610,460,750,34500Насос системи ГВП0,6710,670,750,50250068,8764,584583,36124,35125,951260,86

2.2.2 Складання балансу

Складемо енергетичний баланс, причому проведемо розділення на літній та зимній періоди щоб дослідити вплив пори року на споживання електроенергії.

Повірочний розрахунок навантаження школи

Сумарне активне навантаження знайдемо за формулою:


,


де - номінальна потужність одного електроприймача, кВт;

- кількість електроприймачів, шт.

Середня потужність групи електроприймачів знаходиться за формулою:


,


де - коефіцієнт використання встановленої потужності.

Розрахункова потужність групи електроприймачів знаходиться за формулою:


,


де - сумма середніх потужностей всіх груп електроприймачів, що приєднані до силового щита, кВт;

- коефіцієнт розрахункового навантаження, який визначається в залежності від ефективного числа електроприймачів.

Визначимо ефективне число електроприймачів :


,


де - найбільша потужність електроприймача, приєднаного до силового щита, кВт;

- найменша потужність електроприймача, приєднаного до силового шита, кВт.

Якщо , то , а якщо , то



Якщо ne>n, приймаємо ефективне число електроприймачів рівним n шт.

Всі розрахунки проводимо за допомогою програмного продукту MS Excel і отримані результати зводимо в таблиці 2.2 та 2.3 (відповідно для червня та грудня).

Загальне споживання електроенергії 14850 кВт·год в грудні та 1980 кВт·год в липні.

Система освітлення споживає 11631 кВт·год (в грудні) та 1177,5 кВт·год (в липні), що становить 78% та 93,5% від загального споживання електроенергії. Інша частина електроенергії витрачається на роботу електричних приладів та електроапаратури.

Втрати потужності в трансформаторі

Розрахуємо втрати в трансформаторі від якого живиться школа.

Паспортні дані трансформатора ТМ 630/10:


SН=400 кВА,Н1=10 кВ,Н2=0,4 кВ,

РХ.Х.=1,26 кВт,

РК.З.=5,4 кВт,

ІХ.Х.=1,5%,К.З.=5,5%


Втрати активної потужності в трансформаторі, кВт:


?Ртр = ?Ркз·?2+?Рхх,


де - втрати холостого ходу і короткого замикання трансформаторів, кВт;

- коефіцієнт завантаження трансформаторів;


,


де SСЕР - фактична потужність, кВ?А;Н - номінальна потужність трансформаторів , кВ?А;

Для грудня 2013 року:


,


Для червня 2013 року:



Втрати в кабельних лініях

Подача електроенергії в корпус здійснюється кабелем АВВГ 4´185 з наступними параметрами:=0,206 Ом/км, х0=0,596 Ом/км. Довжина кабелю від ТП до корпусу №2 L=0,02 км.

Втрати енергії в лініях розрахуємо за формулою:


,


де - кількість жил

- середнє значення струму мережі за розрахунковий період, А:


,


- число робочих годин за розрахунковий період ;

- середньозважений коефіціент потужності;

- лінійна напруга.

Кф - коефіцієнт форми графіка електричних навантажень приймаємо рівним 1,2.

- питомий опір алюмінію;

- середня площа перерізу, ;

- довжина проводу, ;

Т - термін підключення лінії.

Втрати у кабелі ААБ 3´150+1´70 за червень 2013р. :

Середньоквадратичний струм в лінії :

Втрати у кабелі АВВГ 4´185 за грудень 2013р.

Середньоквадратичний струм в лінії :

Споживання електричної енергії різними категоріями споживачів за грудень та червень 2013 року зобразимо на рисунок 2.2 та 2.3 відповідно.


Рисунок 2.2 - Діаграма балансу електроспоживання школою за грудень 2013 року

Рисунок 2.2 - Діаграма балансу електроспоживання школою за червень 2013 року


2.2.3 Аналіз інформації

Споживання електроенергії на протязі року нерівномірне. В робочий період спостерігається підвищення споживання. Це зумовлено:

) в цей період найбільше використовується робоче обладнання:

Øофісна техніка;

Øобладнання їдальні.

) в цей період на території школи знаходиться найбільша кількість людей.

В літній період споживання електроенергії значно нижче, це зумовлено більшим світловим днем та відсутністю навчального процесу на час канікул.

Зміну споживання енергії освітлення у грудні і у червні можна пояснити тим, що освітлення інтенсивніше викостивується взимку із-за меншої тривалості світлового дня, на відмінну влітку. Великий відсоток споживання електроенергії належить ще їдальні, оскільки школа до сих пір використовують старе енергоємне обладнання для приготування їжі.

Щодо втрат, то ми бачимо, що втрати в трансформаторі складають значний відсоток енергобалансу.


2.3 Система теплопостачання


2.3.1 Загальний опис

Теплопункт, розташований у підвальному приміщенні, призначений для розподілу теплової енергії між системами опалення та гарячого водопостачання будівлі.

Теплопостачання будівлі здійснюється шляхом подачі гарячого теплоносія від РТЦ за допомогою 2 труб діаметром 89 мм. Опалювальна система будівлі складається з 20 стояків. Розподіл теплової енергії у будівлі здійснюється за допомогою чавунно-секційних радіаторів типу МС-140.

Теплопункт обладнаний вузлом обліку тепла на базі теплолічильника - SA-94/1, який працює і відповідає паспортним даним теплолічильника та „Тимчасовим правилам обліку відпускання і споживання теплової енергії.


.3.2 Складання балансу

Загальні тепловтрати будинку через огороджувальну оболонку будинку, кВт.год, визначаються за формулою:


Qk = ?1×Kбуд×Dd×F?.,


де ?1 =0,024- розмірний коефіцієнт;буд - загальний коефіцієнт теплопередачі теплоізоляційної оболонки будинку, Вт/(м2.К),- кількість градусо-діб опалювального періоду, що визначається залежно від температурної зони експлуатації будинку. Для І температурної зони приймається Dd = 3750 0С . діб;? - внутрішня загальна площа огороджувальних конструкцій частини будинку, що опалюється з урахуванням покриття (перекриття) верхнього поверху й перекриття підлоги нижнього опалювального приміщення, м2;

Загальний коефіцієнт теплопередачі теплоізоляційної оболонки будинку визначається за формулою:


Kбуд = k?пр +kінф


де k?пр - приведений коефіцієнт теплопередачі теплоізоляційної оболонки будинку, Вт/(м2×К), що визначається за формулою:


k?пр = ? (Fнп/R?пр нп + Fс/R?пр сп +Fд/R?пр д + Fст/R?пр ст + Fп/R?пр п ) / F?


де ? - коефіцієнт, що враховує додаткові тепловтрати, пов'язані з орієнтацією огороджень по сторонах світу, наявністю кутових приміщень, надходженням холодного повітря через входи в будинок; для житлових будинків ? = 1,13, для інших будинків ? = 1,1;

Fнп, Fс, Fд, Fст, Fп - площа відповідно стін (непрозорих частин), світлопрозорих конструкцій (вікон, ліхтарів) зовнішніх дверей і воріт, стелі, огороджень по ґрунту (підлоги), м2 ;?пр нп, R?пр сп, R?пр д, R?пр ст, R?пр п - приведений опір теплопередачі відповідно стін, світлопрозорих конструкцій (вікон, ліхтарів), зовнішніх дверей і воріт, покриттів (горищних перекриттів), цокольних перекриттів, м2×oC/Вт; підлог по ґрунту - з урахуванням їх поділу на зони із значенням опору теплопередачі;

k?пр =1,1?(2538?1,479+2,5?1020+15?5,92+1205?0,953+1205?0,75)/5983=

=1,553 Вт/(м2×К)

kінф - умовний коефіцієнт теплопередачі огороджувальних конструкцій будинку, Вт/(м2?К), що враховує тепловтрати за рахунок інфільтрації та вентиляції, визначається за формулою:


kінф =( ?2×c×nоб×?v×Vh×?з × ? )/ F?


де ?2 =0,278 - розмірний коефіцієнт;- питома теплоємність повітря, приймається рівною 1 кДж/(кг?К);об - середня кратність повітрообміну будинку за опалювальний період, год-1, що визначається експериментально або приймається за нормами проектування будинків: за СНиП 2.09.04-87 для приміщень навчальних занять nоб = 1 год-1;

?v - коефіцієнт зниження обєму повітря у будинку, яким враховується наявність внутрішніх огороджувальних конструкцій. При відсутності точних даних приймається ?v = 0,85;

Vh - опалюваний обєм будинку, м3;

?- коефіцієнт обліку впливу зустрічного теплового потоку в огороджувальних конструкціях, що приймається рівним 0,7 - для стиків панелей стін, а також багатостулкових вікон, 0,8 - для двостулкових вікон і балконних дверей, 1,0 - для одностулкових вікон і балконних дверей; при цьому коефіцієнт ? приймається по найбільшому значенню єдиним для всього будинку. Приймаємо ? = 1.

?з - середня густина повітря, що поступає до приміщення за рахунок інфільтрації та вентиляції, кг/м3, визначається за формулою:

?з = 353 / [273 +0,5×(tв +tоп з )]

де tв - розрахункова температура внутрішнього повітря приміщень будинків, tв = 18 oC;оп з - середня температура зовнішнього повітря за опалювальний період, oC, що визначається за СНиП 2.01.01; tоп з = - 0,6 oC

?з = 353 / [273+0,5?(18-0,6)] = 1,253 кг/м3

kінф = (0,278?1?1?0,85?26372?1,253?1) / 5983 = 1,31 Вт/(м2?К)

Тодібуд = 1,553+1,31= 2,863 Вт/(м2?К)

Тоді загальні тепловтрати будинку через огороджувальну оболонку будинку:

Qk = ?1×Kбуд×Dd×F?. = 0,024?2,863?3750?5983= 1,542·106 кВт.год

Теплові надходження через світлопрозорі конструкції від сонячної радіації протягом опалювального періоду розраховуються за наступною формулою:


Qs=?в??в?(Fпн?Iпн +Fпд?Iпд +Fзх?Iзх +Fсх?Iсх )+?зл??зл?Fсп.л?Іг


де ?в, ?зл - коефіцієнти, що враховують затінення світлового прорізу (відповідно вікон) непрозорими елементами заповнення. За довідковими таблицями ?в,=0,75, ?зл=0,75;

?в, ?в - коефіцієнти відносного проникання сонячної радіації для світлопрозорих заповнень вікон. За довідковими таблицями ?в, ?в = 0,62;сп.л - площа світлових прорізів зенітних ліхтарів будинку, м2, в нашому випадку Fсп.л=0, тому останні доданок не враховуємо;- площа світлових прорізів фасадів будинку, відповідної орієнтації, м2 ;- середня величина сонячної радіації за опалювальний період, спрямована на вертикальну поверхню за умов хмарності, відповідної орієнтації, кВт?год/м2. За довідковими таблицями Iпн=165 кВт?год/м2, Iпд=379 кВт?год/м2, Iсх=236 кВт?год/м2, Iзх=242 кВт?год/м2= 0,75?0,62?(355,32?165+403,5?379+130,68?242+130,68?236)=

=12,7·104 кВт?год

Побутові теплонадходження протягом опалювального періоду, Qвн п , кВт·год, визначаються за формулою:


Qвн п= ?1×qвн п ×zоп×Fl ,


де ?1 = 0,024 - розмірний коефіцієнт;

qвн п - величина побутових теплонадходжень на 1 м2 розрахункової площі громадського будинку, Вт/м2. Визначається для громадських та адміністративних будинків за розрахунковою кількістю людей (90 Вт/чол), що знаходяться в будинку, освітленню (за встановленою потужністю) та офісної техніки (у разі відсутності точних даних приймається 10 Вт/м2) з урахуванням кількості робочих годин на тиждень;

Приймаємо:

qвн п = 10 Вт/м2

zоп - тривалість, діб, опалювального періоду, zоп = 191 діб;

Fl - для громадських будинків - розрахункова площа, м2.вн п= ?1×qвн п ×zоп×Fl = 0,024?10?191?6593= 3,02·105 кВт·год

Тоді розрахункові витрати теплової енергії Qрік визначимо за формулою:


Qрік = [Qk - (Qвн п + Qs)×n×?]× b ,


де n - коефіцієнт, що враховує здатність огороджувальних конструкцій приміщень будинків акумулювати або віддавати тепло при періодичному тепловому режимі. При відсутності точних даних слід приймати n = 0,8;

? - коефіцієнт авторегулювання подавання тепла в системах опалення; рекомендовані значення. ? = 0,85 - в однотрубній системі опалення з термостатами і без авторегулювання на ІТП;

bh - коефіцієнт, що враховує додаткове теплоспоживання системою опалення, пов'язане з дискретністю номінального теплового потоку номенклатурного ряду опалювальних приладів і додатковими тепловтратами через зарадіаторні ділянки огороджень, тепловтратами трубопроводів, що проходять через неопалювані приміщення. Для багатосекційних та інших протяжних будинків bh = 1,13.


Qрік = [Qk - (Qвн п + Qs)×n×?]× b =

=[1,542·106 - (3,02·105+12,7·104)?0,8?0,85]?1,13=14,13·105 кВт.год


Розрахункове значення питомих тепловитрат на опалення будинку за опалювальний період qбуд визначається за формулою:


qбуд = Qрік / Fhбуд = 14,13·105 / 6593 = 214,3 кВт?год/м2


Всі розрахунки зведемо до таблиці 2.4:

Таблиця 2.4 - Результати витрат тепла на опалення будівлі

№ п/пТепловтратиОдиниця виміруЗначення1Загальні тепловтрати будинку через огороджувальну оболонку будинку, QkМВт.год15422Теплові надходження через світлопрозорі конструкції від сонячної радіації протягом опалювального періоду, QsМВт?год1273Побутові теплонадходження протягом опалювального періоду, Qвн пМВт·год3024Розрахункові витрати теплової енергії, QрікМВт.год14135Розрахункове значення питомих тепловитрат на опалення будинку за опалювальний період, qбудМВт?год/м20,214

Питомі тепловитрати на опалення будинків повинні відповідати умові

буд ? Emax


де Emax - максимально допустиме значення питомих тепловитрат на опалення будинку за опалювальний період, кВт.год/м2 або кВт.год/м3 , що залежно від призначення будинку, його поверховості, та температурної зони експлуатації будинку. За ДБН В 2.6-31-2010 (правомірне тільки для новобудов, значення беремо в якості порівняльного показника) Емах= 94 кВт·год.

<94 - умова не виконується, споживається надмірна кількість теплової енергії.

Визначимо клас енергоефективності будівлі за формулою:

[(qбуд- Еmax)/ Еmax,].100%=[(214-94)/94]·100 %=127,6 %

Отже за класом енергетичної ефективності школа відповідає класу F.

2.3.3 Аналіз інформації

Щоб збільшити клас енергоефективності школи потрібно перш за все зменшити тепловтрати через огороджуючі конструкції. Цього можна досягти шляхом утеплення зовнішніх стін та за рахунок заміни вікон на енергоефективні.


2.4 Система водопостачання


Джерелом водопостачання є водопровід з пристроєм другої нитки вводу водопроводу, з гарантованим напором в точці підключення 3-3,5 атм.

Ввід водопроводу запроектован з труб 4НР діаметром 100 мм по ГОСТ з прокладкою відкритим способом. Зовнішнє пожежегасіння здійснюється від двох пожгідрантів.

Труби водопроводу :сталеві електрозваренні діаметром 14*4 мм (20 шт.), асбесто-цементові діаметром 300 мм, довжиною 10 м (2 шт.), 4НР діаметром 100 мм (29 шт.). Труби каналізації : ТЧК 100 (22 шт.), ЧНР-А Æ200 мм (58 шт.), керамічні Æ150 мм (12 шт.),керамічні Æ200 мм (57 шт.), залізобетонні безнапірні Æ400 мм РТЧ50 (58 шт.).

Передбачено 2 режими роботи насосів :автоматичний (основний), місцевий. Автоматичний режим: включення та відключення робочого циркуляційного насосу відбувається по температурі води у циркуляційному трубопроводі системи ГВП. Границі підтримання температури води у циркуляційному трубопроводі від 35 до 55 °С. Під час падіння тиску води у мережі ХВП нижче 0,5кгс/см2 відбувається автоматичне відключення працюючого насосу.

Відведення стічних вод передбачено у дворову каналізацію діаметром 200 мм з подальшим підключенням до вуличної магістралі діаметром 200 мм.

2.5 Система вентиляції і кондиціювання


Система вентиляції природна, відбувається за рахунок коробів, прокладених у конструкції будівлі, через спеціальні канали, вікна, а також шляхом провітрювання (тимчасове).

У їдальні та у класі хімії здійснюється примусова витяжна вентиляція (локальна) для видалення повітря з приміщення. При цьому використовуються центробіжні вентилятори з автоматизованим приводом.


2.6. Система газопостачання


Газопостачання в училищі відсутнє. Для приготування їжі використовується електричне устаткування.


3 РОЗРАХУНОК ЗАХОДІВ З ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ


3.1 Впровадження енергоменеджменту (ЗЕЗ №1)


3.1.1 Поточний стан

В школі відсутній енергетичний менеджмент. Всі регулювання та управління виконує адміністрація учбового закладу.


.1.2 Опис заходу з енергозбереження

Основним інструментом скорочення споживання енергії та підвищення ефективності використання енергії в адміністративних установах є енергетичний менеджмент. Це процес керування всіма аспектами діяльності в галузі енергозбереження. Енергоменеджмент починається з призначення керівництвом школи особи, яка відповідатиме за впровадження енергетичного менеджменту, - енергетичного менеджера. Його головними обовязками є:

· збір даних по споживанню ПЕР з використанням лічильників та контрольно-вимірювальної апаратури;

· складання паливно-енергетичного балансу;

· складання плану встановлення додаткових лічильників та КВА;

· проведення аналізу споживання енергії з урахуванням оцінки заходів для економії енергоспоживання;

· визначення ефективності роботи споживачів енергії;

· проведення внутрішнього енергетичного аудиту;

· надавання консультації з питань нового обладнання і тарифної політики;

· створення систему обліку енергоспоживання, при необхідності автоматизувати її;

· вміння детально аналізувати потоки енергії;

· проведення розрахунків капіталовкладень і експлуатаційних витрат;

· підтримання власної інформованості щодо нововведень у галузі енергетики.

Необхідно запровадити систему менеджменту у повному обсязі. У цьому випадку зявиться можливість зменшити споживання енергоносіїв на 5%.


3.1.3 Розрахунок річної економії енергії

За даними 2013 року школа за рік споживає 105642,2 кВт·год електроенергії та 670,301 Гкал тепла на опалення та гаряче водопостачання. Світовий досвід та практика підтверджують, що при впровадженні енергетичного менеджменту гарантується зниження споживання енергоносіїв на 5%. Економія енергоносіїв становитиме:

електроенергія 105642,2?0,05=5282,11 кВт.год;

теплоенергія 670,301?0,05=33,515 Гкал.


.1.4 Розрахунок річної економії витрат

При ціні 102 коп. за 1кВт.год електроенергії економія становитиме:

ЕЕ=5282,11?1,02=5387,75 грн.

При ціні 1108 грн за 1 Гкал теплоти економія становитиме:

ЕТ=33,515?1108=37134,62 грн.


3.1.5 Витрати на введення в експлуатацію

Світова практика свідчить, що витрати на впровадження енергетичного менеджменту плануються та становлять 2-5% від вартості енергоносіїв. Сюди входять витрати на вдосконалення системи обліку енергоносіїв, заробітна плата енергоменеджера, витрати на залучення консалтингової фірми для надання послуг у галузі енергозбереження. До обовязків цієї фірми належать: складання обліку потоку енергії в установі, карти споживання енергії, балансу енергоспоживання, а також розроблення пропозицій з енергоефективності, впровадження системи енергетичного менеджменту, допомога в організації закупівель енергетично ефективного обладнання.

За річних витрат на енергоносії (за даними 2013 року) 869505,62 грн. сумарні витрати на впровадження енергетичного менеджменту становитимуть:

В=886890,52?0,035=31041,17 грн.


3.1.6 Економічна оцінка проекту

Витрати на впровадження проекту - 31041,17 грн, річна економія витрат - 5387,75+37134,62=42522,37 грн. Проста окупність проекту становитиме:

?= роки.


3.2 Реконструкція системи освітлення (ЗЕЗ №2)


3.2.1 Поточний стан

Як вже зазначалося система освітлення в школі споживає найбільше електроенергії. В школі встановлено 379 ламп розжарювання потужністю 40 Вт кожна та 908 люмінесцентних ламп (ЛБ-40) потужністю 40 Вт.

Лампи розжарювання мають низьку світловіддачу; в спектрі випромінювання домінує жовто-червона частина спектру; обмежений строк служби; з підвищенням напруги різко зменшується строк служби (при збільшені напруги на 20%, час життя лампи зменшується на 95%). Лампи розжарювання є найбільш неенергоефективними так як мають ККД близько 5-15%, більша частина енергії йде на нагрів.

Люмінесцентні лампи застарілі, деякі з них вже не працюють, а деякі потребують заміни через закінчення строку служби. Також вони мають пульсацію світлового потоку, викликано коливаннями змінного струму, що приводить до стомлення зору учнів школи.


3.2.2 Опис заходу з енергозбереження

Для оптимізації системи освітлення треба провести заміну ламп розжарювання на світодіодні лампи Maxus G45 3W (300lm) 3000К 220V E27 CR, що за світловим потоком близькі звичайній лампі розжарення потужністю 40 Вт (300 лм) з терміном свічення 40000 год, а світильники з лампами типу ЛБ-40 на світодіодні світильники Brille FLF-86/16W 160 pcs WW SMD3014 (два таких світильники забезпечують світловий потік наближений до потоку, що забезпечує одна лампа ЛБ-40).

В таблиці 3.1 представлені характеристики ламп.


Таблиця 3.1 - Характеристики ламп

Тип лампи (світильника)Потужність, ВтСвітловий потік, лмСтрок служби, годЦіна, грнЛБ-4040280012000-ЛН403001000-Maxus G45 3W33004000043Brille FLF-86/16W16144035000322

3.2.3 Розрахунок річної економії енергії

Заміна ламп розжарювання на світодіодні лампи Maxus G45 3W

Споживання електроенергії лампами розжарювання:

Споживання електроенергії світодіодними лампами Maxus:

Річна економія енергії:

Заміна світильників з люмінесцентними лампами на світодіодні світильники Brille FLF-86/16W

Споживання електроенергії світильниками з люмінесцентними лампами:

Споживання електроенергії світодіодними лампами Maxus (приймаємо на кожну лампу ЛБ-40 по 2 світильника, для забезпечення необхідного світлового потоку):

Річна економія енергії:


3.2.4 Розрахунок річної економії витрат

Річна економія витрат складе в грн.:

При використані ламп Maxus:

DЕmaxus(грн)=11779,32?1,02=12014,91 грн.

При використані світильників Brille:

DЕbrille(грн)=6101,76?1,02=6223,8 грн.


3.2.5 Витрати на введення в експлуатацію


K=N.Ц


де Ц - ціна лампи, N-кількість ламп.

Капітальні витрати для ламп Brille

Кbrille =908·322=292376 грн.

Капітальні витрати для світильників Maxus

Кmaxus =379·43=16297 грн.


.2.6 Економічна оцінка проекту

Розрахуємо простий термін окупності для енергозберігаючих ламп:



Підставивши відповідні значення у формулу отримаємо:

Зважаючи на довгий термін служби світодіодних ламп та світильників впровадження реконструкції системи освітлення є доцільним.


3.3 Встановлення датчиків руху в коридорах школи (ЗЕЗ №3)


.3.1 Поточний стан

Не зважаючи на те, що під час занять в коридорах школи відсутні люди, освітлення їх не припиняється в продовж всього дня.


3.3.2 Опис заходу з енергозбереження

Призначення датчиків руху або присутності:

для зниження витрат на освітлення: світильники включаються тільки при виявленні людини і, якщо природного світла, наприклад від вікон, недостатньо;

витрати на електроенергію після установки датчика руху (присутності) знижуються на 40-50 %.

Лампи ЛБ-40 використовуються для освітлення коридору впродовж робочого дня. Кількість встановлених ламп складає 300 потужністю 0,04 кВт. Вони знаходяться у ввімкненому стані приблизно 6 годин на день. Присутність людей у коридорах складає приблизно 2 годин на день (в основному на перервах між уроками).

Встановлення датчиків руху в коридорах (20 коридорів) дозволяє автоматично вимикати освітлення в приміщенні при відсутності людей. Використаємо датчики присутності фірми Alfa. Датчики зарекомендували себе надійними в експлуатації та енергоефективними. Використаємо 60 датчиків Alfa ASS-DD, що мають 15-20 метрову зону спрацювання.


.3.3 Розрахунок річної економії енергії

Економія електроенергії буде складати:

W=300?0,04? (6-2) ?300=14400 кВт?год/рік


.3.4 Розрахунок річної економії витрат

При тарифі на електроенергію 102 коп. за 1 кВт.год річна економія витрат складатиме:

Е (грн)=14400?1,02=14688 грн./рік.


3.3.5 Витрати на введення в експлуатацію

195 грн - ціна одного датчика руху. Оскільки в нашій школі 20 коридорів, то необхідно встановити 60 датчиків руху - по 3 датчики на кожен коридор;

грн - ціна встановлення одного датчика руху.


3.3.6 Економічна оцінка проекту

Розрахуємо простий термін окупності:


3.4 Утеплення зовнішніх стін будівлі теплоізоляційним матеріалом (ЗЕЗ №4)


3.4.1 Поточний стан

Стіни ліцею мають недостатній опір теплопередачі, тому крізь них втрачається значна частина теплової енергії, що надходить від системи опалення.


3.4.2 Опис заходу з енергозбереження

Пропонуємо накласти теплоізоляцію зовні, оскільки такий спосіб має ряд переваг:

Øутеплюється вся поверхня стіни, включаючи вузли прилягання перекриттів;

Øпопереджує передчасне руйнування стін, що може бути викликане коливаннями температур та атмосферною вологою;

Øпри накладенні ізоляції всередині виникає необхідність відсувати радіатори, які розміщені біля зовнішньої стіни;

Øроботи по утепленню не порушують режиму навчання;

Øне відбувається зменшення корисної площі будівлі.

При цьому мінімальна товщина ізоляції при зовнішньому утепленні має складати 10 - 12 см (для старих будівель в Києві). В якості теплової ізоляції рекомендуємо використати мінераловатні плити з коефіцієнтом теплопровідності ?=0,052 Вт/(м?К) товщиною ?=0,15 м. Мінеральна вата прикріплюється до площини стіни, на неї накладається металева сітка з метою подальшого закріплювання на ній шару штукатурки з коефіцієнтом теплопровідності ?=0,82 Вт/(м?К) товщиною ?=0,005м.

Сумарні втрати через огороджувальні конструкції складають (див. таблицю 2.4):

Qк1 =15,46·105 кВт·год.

При використанні теплоізоляції зміниться коефіцієнт теплопередачі, відповідно втрати через огороджувальні конструкції становитимуть (див. таблицю 3.2):

Qк2 =6,03·105 кВт·год.

З відношення видно, що досягається економія близько 61 %. Крім того підвищиться клас енергоефективності (див. табл.3.2)


Таблтиця 3.2 - Розрахунок витрат теплової енергії після утеплення

№ п/пПоказникОдиниця виміруЗначення1Коефіціент теплопередачі стін КстВт/(м2·К)0,2352Коефіціент теплопередачі, що враховує втрати через інфільтрацію (при n=0,7 год-1)Вт/(м2·К)1,313Загальний коефіціент теплопередачі будівліВт/(м2·К)1,5454Загальні тепловтрати будинку через огороджувальну оболонку будинку, QkМВт.год6035Теплові надходження через світлопрозорі конструкції від сонячної радіації протягом опалювального періоду, QsМВт?год1276Побутові теплонадходження протягом опалювального періоду, Qвн пМВт·год3027Розрахункові витрати теплової енергії, QрікМВт.год3528Розрахункове значення питомих тепловитрат на опалення будинку за опалювальний період, qбудМВт?год/м20,0539Клас енергоефективності будівліВ

3.4.3 Розрахунок річної економії енергії

Економія втрат теплової енергії для 2013 року з річним споживанням тепла 670,3 Гкал/рік:

,

Гкал/рік


.4.4 Розрахунок річної економії витрат

При тарифі 1108 грн/Гкал розрахуємо річну економію витрат:


,

грн/рік.


3.4.5 Витрати на введення в експлуатацію

Ціна 1м2 мінераловатної плити складає 36,7 грн, вартість арматурної сітки разом з штукатуркою на 1м2 становить 28,3 грн. Затрати на теплоізоляцію разом з вартістю робіт становитиме 87,75 грн/м2. Загальна площа стін Fстін=2538м2. Тоді загальні витрати по впровадженню заходу дорівнюють:


,

грн.


3.4.6 Економічна оцінка проекту

Термін окупності складає:


,

року.


Отже, даний ЗЕЗ є досить доцільний для даного обєкту .

3.5 Заміна вікон на енергозберігаючі (ЗЕЗ №5)


3.5.1 Поточний стан

Загальна площа оскління у школі становить 1020 м2. Загальний стан вікон задовільний, але виникають проблеми через наявність зазорів між рамами та стінами. Це призводить до значних додаткових теплових втрат.


3.5.2 Опис заходу з енергозбереження

Заміна вікон не лише дозволить зменшити тепловтрати через них, але й зменшить втрати за рахунок інфільтрації.

Пропонуємо замінити існуючі вікана з опором теплопередачі 0,4 (м2·оС)/Вт на енергозберігаючі однокамерні компанії Вікнова з опором теплопередачі 0,59 (м2·оС)/Вт..

Розрахунок втрат:

Сумарні втрати через огороджувальні конструкції складають (див. таблицю 2.4): Qк1 =15,46·105 кВт·год.

При встановленні нових вікон зміниться коефіцієнт теплопередачі, відповідно втрати через огороджувальні конструкції становитимуть (див. таблицю 3.3): Qк2 =12,4·105 кВт·год.


Таблиця 3.3 - Розрахунок витрат теплової енергії після заміни вікон

№ п/пПоказникОдиниця виміруЗначення1Коефіціент теплопередачі вікон КвВт/(м2·К)1,692Коефіціент теплопередачі, що враховує втрати через інфільтрацію (при n=0,7 год-1)Вт/(м2·К)0,913Загальний коефіціент теплопередачі будівліВт/(м2·К)2,314Загальні тепловтрати будинку через огороджувальну оболонку будинку, QkМВт.год12405Теплові надходження через світлопрозорі конструкції від сонячної радіації протягом опалювального періоду, QsМВт?год1346Побутові теплонадходження протягом опалювального періоду, Qвн пМВт·год3027Розрахункові витрати теплової енергії, QрікМВт.год10668Розрахункове значення питомих тепловитрат на опалення будинку за опалювальний період, qбудМВт?год/м20,1629Клас енергоефективності будівліЕ

Як видно з розрахунків, однієї лише заміни вікон на енергозберігаючі однокамерні не достатньо, потрібно додатково утеплювати зовнішні стіни, або замінювати вікна на енергозберігаючі з двокамерним склопакетом, та необхідно зазначити, що останній захід вийде значно дорожче.

Розрахуємо тепловтрати через вікна (старі ті нові) загалом (поправки не враховуємо) за формулою:


Qв=(Кв+Кін)?Fв?n?(tв-tз)?(1+b)


де b - коефіцієнт, що враховує поправки на вітер, орієнтацію та ін.в,ст =(2,5+1,31)?1020?1?(18-(-21))=151,6 кВтв,нов =(1,33+0,91)?1020?1?(18-(-21))=89,12 кВт

З відношення видно, що досягається економія 41 %.


3.5.3 Розрахунок річної економії енергії

Економія втрат теплової енергії для 2013 року з річним споживанням тепла 670,301 Гкал/рік:


,

Гкал/рік


3.5.4 Розрахунок річної економії витрат

При тарифі 1108 грн/Гкал розрахуємо річну економію витрат:


,

грн/рік.


3.5.5 Витрати на введення в експлуатацію

Ціна 1м2 нового вікна складає 548,8 грн. Загальна площа вікон Fв=1020 м2. Монтаж 1 м2 вікна коштуватиме 85грн. Тоді загальні витрати по впровадженню заходу дорівнюють:


,

грн.


3.5.6 Економічна оцінка проекту

Термін окупності:

роки.


3.6 Теплоізоляція даху (ЗЕЗ №6)


3.6.1 Поточний стан

Дах школи має недостатній опір теплопередачі, відсутні будь які заходи для збереження тепла, тому крізь нього втрачається значна частина теплової енергії, що надходить від системи опалення.


3.6.2 Опис заходу з енергозбереження

Тепле повітря піднімається вгору, тому теплоізоляція даху, яка його втримує, зберігає чверть тепла. Мета утеплення даху школи - створити замкнутий простір горища, який забезпечить буферну повітряну зону і не випускатиме тепло.

Пропонуємо накласти теплоізоляцію зсередини використовуючи пінополіуретан шаром завтовшки 10см (з коефіцієнтом теплопровідності ?=0,035).

Пінополіуретан - один з видів напиляємої полімерної покрівлі, що володіє достатньою жорсткістю і стійкістю до механічних навантажень, не вимагає додаткового кріплення (відмінно схоплюється з будь-якою поверхнею) і утворюють безшовний килим утеплювача (що виключає утворення містків холоду). Термін служби такого покриття - від 25 років.

Сумарні втрати через огороджувальні конструкції складають (див. таблицю 2.4):

Qк1 =15,46·105 кВт·год.

При використанні теплоізоляції зміниться коефіцієнт теплопередачі, відповідно втрати через огороджувальні конструкції становитимуть (див. таблицю 3.4):

Qк2 =11,2·105 кВт·год.

З відношення видно, що досягається економія близько 28 %.

Таблиця 3.4 - Розрахунок витрат теплової енергії після теплоізоляції даху

Одиниця виміруЗначенняКоефіціент теплопередачі даху КдахВт/(м2·К)1,52Коефіціент теплопередачі, що враховує втрати через інфільтрацію (при n=0,7 год-1)Вт/(м2·К)0,91Загальний коефіціент теплопередачі будівліВт/(м2·К)2,16Загальні тепловтрати будинку через огороджувальну оболонку будинку, QkМВт.год1150Теплові надходження через світлопрозорі конструкції від сонячної радіації протягом опалювального періоду, QsМВт?год134Побутові теплонадходження протягом опалювального періоду, Qвн пМВт·год302Розрахункові витрати теплової енергії, QрікМВт.год987Розрахункове значення питомих тепловитрат на опалення будинку за опалювальний період, qбудМВт?год/м20,156

3.6.3 Розрахунок річної економії енергії

Розрахуємо економію втрат тепла для 2013 року з річним споживанням тепла 670,301 Гкал/рік:


,

Гкал/рік


3.6.4 Розрахунок річної економії витрат

При тарифі 1108 грн/Гкал розрахуємо річну економію витрат:


,

грн/рік.


3.6.5 Витрати на введення в експлуатацію

Ціна напилення 1м2 пінополіоретану складає 180 грн (в вартість входить ціна матеріалу, та ціна роботи). Загальна площа даху Fстелі=1205м2. Тоді загальні витрати по впровадженню заходу дорівнюють:


,

грн.


3.6.6 Економічна оцінка проекту

Термін окупності:


,

роки.


3.7 Автоматичне регулювання теплової потужності системи опалення (ЗЕЗ №7)


3.7.1 Поточний стан

В школі відсутнє регулювання витрат теплоносія. Єдиний спосіб виконання даної операції залучення технічного персоналу до ручної зміни положення шарових кранів.


3.7.2 Опис заходу з енергозбереження

Енергозберігаючий ефект досягається при регулюванні та за рахунок зниженню витрати теплоносія і перерозподіленню навантаження системи опалення. Для цього встановимо в теплопункті школи німецький регулятор температури води Ari-Temptrol 771.

Застосування регулятора температури дозволить стабілізувати температуру ГВП у відповідності зі СНіПами, а також знизити витрату гріючого теплоносія від 10% до 30%. Буде подаватися та кількість теплоти, яка необхідна для нагрівання до необхідної температури і не більше того.

Переваги:

. Збільшення терміну служби трубної частини системи ГВП за рахунок стабілізації температурного режиму

. Поліпшення якості гарячої води. Приведення температури води у відповідність з СНіПами (60-65С)

. Автоматична автономна робота, відсутність необхідності живлення від джерела електроенергії

. Строк служби 20 років

. Межі налаштування: 0…+200 оС

Принцип дії: зі збільшенням температури відпрацьованого теплоносія, зменшується витрата теплоносія - гарячої води. Температура ГВП залишається постійною.


.7.3 Розрахунок річної економії енергії

Розрахуємо економію втрат тепла для 2013 року з річним споживанням тепла 670,301 Гкал/рік. Впровадження даного заходу обіцяє досягти економії теплової енергії до 15 %. Отже економія втрат тепла:

?Q = 670,301·0,15 =100,545 Гкал на рік.


3.7.4 Розрахунок річної економії витрат

При тарифі 1108 грн/Гкал розрахуємо річну економію витрат:


,

грн/рік.

3.7.5 Витрати на введення в експлуатацію

Витрати на встановлення 287532 грн. (включаючи вартість Ari-Temptrol 771). Отже витрати на введення в експлуатацію:

К=287532 грн


3.7.6 Економічна оцінка проекту

Термін окупності:

років.

Даний ЗЕЗ є ефективним для його реалізації.


3.8 Встановлення аераторів на водопровідні крани (ЗЕЗ №8)


3.8.1 Поточний стан

У школі знаходяться 57 водопровідних кранів. Аератори на даний момент не використовуються. Можливість встановлення аераторів є.


3.8.2 Опис заходу з енергозбереження

Пропонується встановити аератори. Для економії витрат води на кран встановлюється розпилювач-аератор, де вода змішується з повітрям, а на виході отримується шипуча суміш. При цьому без шкоди для користувача економиться до 30% води. Використаємо аератор типу М28 RR84. Для встановлення аераторів наріжемо на трубки кранів зовнішню різьбу.


3.8.3 Розрахунок річної економії енергії

За даними 2013 р. у школі було витрачено за рік 4252 м3 води. Отже, економія витрат води після встановлення аераторів за рік складе:

3.8.4 Розрахунок річної економії витрат

У грошовому еквіваленті при тарифі на воду 7,44 грн/м3 економія становитиме:


3.8.5 Витрати на введення в експлуатаціюс

Вартість одного аератора складає 89 грн. Витрати на введення в експлуатацію:


3.8.6 Економічна оцінка проекту

Період окупності заходу складатиме:



4 ВПЛИВ ЗАХОДІВ НА СТАН ЗОВНІШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА


Найбільш ефективним засобом зниження шкідливих викидів в атмосферу є зменшення використання палива та електроенергії, тому впровадження запропонованих рекомендацій по енергозбереженню є також актуальним з екологічної точки зору. У розділі 3 наведені розрахунки, що обґрунтовують можливість економії теплоенергії.

Економія теплоенергії від впровадження запропонованих заходів:


ЗЕЗ №4 - Q1= 403,883 Гкал/рік

ЗЕЗ №5 - Q5=274,82 Гкал/рік

ЗЕЗ №6 - Q6=187,684 Гкал/рік

ЗЕЗ №7 - Q7=100,545 Гкал/рік


Згідно з «Методикою оцінки скорочення викидів парникових газівпри санації будівлі» Національного агентства екологічних інвестицій України за схемою теплопостачання будівлі - від районної котельні або системи централізованого теплопостачання, джерелом теплової енергії в якій є ТЕЦ або котельня. Відповідно, викиди парникових газів за базовим сценарієм визначаються за окремою формулою:



де - споживання будівлею теплової енергії від котельні або системи централізованого теплопостачання за базовим сценарієм в році y, ГДж;

- коефіцієнт, який враховує додаткові втрати тепла в тепловій мережі при застосуванні стійкої системи автоматизації опалення, відн.од;

- коефіцієнт викидів СО2 при спалюванні палива s-го типу, т СО2/ГДж.



- середньозважений коефіцієнт корисної дії районної котельні або системи централізованого теплопостачання, відн.од.

Розрахунки зведемо до таблиці 4.1.


Таблиця 4.1 - Розрахунки викидів СО2

№ п/пЗЕЗСпоживана будівлею теплова енергія, ГДжВикиди парникових газів, т СО21Без змін2804,539188,03412ЗЕЗ №41114,69374,736083ЗЕЗ №51654,693110,94114ЗЕЗ №62019,27135,38465ЗЕЗ №72383,859159,829

Таким чином, впровадження запропонованих заходів значно скоротить викиди парникових газів в атмосферу, що позитивно вплине на екологічне становище у місті.

ВИСНОВОК


В процесі проведення енергетичного аудиту були виявлені можливості підвищення ефективності енерговикористання, як за рахунок заходів, що не потребують крупних витрат, так і за рахунок заходів, які потребують фінансових вкладень.

В подальшій діяльності вважаю доцільним продовжити роботи з енергозбереження та зосередитися більш докладно на реалізації та впровадженні, наприклад, таких пропозицій:

·провести контрольний аудит ;

·скласти графіки щотижневого та щомісячного споживання тепла;

·розробити графіки споживання тепла в класах;

·скласти перелік технічних та організаційних заходів споживання електричної енергії з техніко-економічним обґрунтуванням тощо.

Доцільним було б впровадження таких заходів з енергозбереження, як встановлення датчиків руху, заміну електричних плит в їдальні, впровадження системи енергоменеджменту, також заміну ламп розжарювання на енергозберігаючі люмінесцентні компактні лампи. Серед заходів з енергозбереження в системі теплопостачання слід відмітити утеплення стін за радіаторами опалення, теплоізоляцію вікон, а також встановлення теплової завіси. Впровадження усіх цих заходів призведе до значної економії енергоресурсів.

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАННИХ ДЖЕРЕЛ


1.Федоров А.А. Электроснабжение промышленных предприятий. [Текст] / А.А. Федоров Э. М. Ристхейн Э. М. - М.:1981

2.Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. [Текст] / Б. Ю. Липкин- М. :1981

.Кнорринг Г.М. Осветительные установки. [Текст] / Г.М Кнорринг- Л.:1981.

.Неклепаев Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования [Текст]/ Б. Н. Неклепаев., И. П Крючков., 4-е изд. -М.: Энергоатомиздат, 1989.

.Барыбина Ю.Г. Справочник по проектированию электроснабжения под редакцией [Текст] / Ю.Г. Барыбина - М.:1990

.Инструкция по проектированию силового и осветительного электрооборудования промышленных предприятий. - М.: Стройиздат,1977.

.Козлов, Билык. Справочник по проектированию электроснабжения промышленных предприятий. - М.:1981.

.Федоров А.А. Справочник по проектированию электроснабжения промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация. [Текст] / А.А. Федоров, Г.Б. Сербиновский- М.:1981;

.Козлов В.А. Справ очник по электроснабжению городов, 2-е издание, переработанное и дополненное [Текст] / В.А.КозловЛ.:1986.

.Щекин Р.В., Справочник по теплоснабжению и вентиляции, т.1 Теплоснабжение. [Текст] / Р.В. Щекин, С.М. Кореневский, Г.Е. Бем. 1976.

.Веников В.А. Регулирование напряжения в электроэнергетических системах [Текст] / В.А. Веников, В.И. Идельчик, М.С. Лисеев. - М. : Энергоатомиздат, 1985. - 209 с.


Теги: Енергетичний аудит спеціалізованої школи І-ІІІ ступенів  Курсовая работа (теория)  Физика
Просмотров: 27942
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Енергетичний аудит спеціалізованої школи І-ІІІ ступенів
Назад