Комплексный энергоаудит крупных объектов

Энергоаудит объекта есть взаимосвязанный комплекс технических, организационных, экономических и иных мероприятий, направленный на выявление возможности экономически эффективной оптимизации потребления объектом энергетических ресурсов. Включает энергомониторинг, то есть отслеживание установленных и фактических параметров энергопотребления, кроме того, замеры, то есть определение с помощью специальных приборов параметров в контрольных точках, опросы и анкетирование участников процесса производства или потребления энергоресурса, изучение сопутствующей нормативной базы, руководящих документов и инструкций на предприятии, расчеты экономической эффективности внедрения тех или иных организационных предложений, либо инвестиций в энергосберегающие технологии и устройства, а также составление отчета, содержащего результаты проведенного энергоаудита и рекомендации по дальнейшей эксплуатации объекта.

Результатом энергоаудита может являться заключение о качестве получаемых энергоресурсов, особенно электроэнергии, рекомендации по внедрению мероприятий и технологий энергосбережения, рекомендации по проведению мероприятий, в том числе изменений в технологии, направленных на повышение энергоэффективности выпускаемой продукции, рекомендации по замене потребляемых энергоресурсов иными видами ресурсов.

При проведении энергоаудита в здании большой площади необходимо ознакомиться с его особенностями. Например, оценка состояния центральных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также систем управления ими может вызвать вопросы даже у опытных инженеров. В высотных зданиях образуются непредсказуемые и неконтролируемые воздушные потоки, возникающие из-за взаимодействия тяги, вытяжных вентиляторов и воздухораспределительных систем повышенного давления. Большие площади зданий обуславливают тот факт, что специалистам, проводящим энергоаудит, приходится работать с огромными объемами информации. Бывает так, что, вернувшись с объекта в офис для проведения анализа, они путаются в собранных данных. Кроме того, владельцы зданий стараются сэкономить на стоимости проведения энергоаудита.

Иногда технически более интересные и сложные инженерные задачи, например использование энергии солнечной радиации, привлекают особое внимание специалистов по энергоаудиту, и они не уделяют должного внимания проведению таких необходимых мероприятий, как анализ состояния ограждающих конструкций здания, освещения и правильности технического обслуживания. Все это делает анализ поверхностным и ведет к снижению эффективности проверки, в результате предлагаемые энергосберегающие мероприятия оказываются минимальными.

Сегодня энергоаудит условно подразделяют на поверхностный и комплексный. Однако требования, предъявляемые к каждому уровню, недостаточно подробно сформулированы и между ними нет жестких границ. Поэтому специалисту, осуществляющему энергоаудит, приходится решать самому, какие данные собирать и какие мероприятия рассматривать. Отсутствие подробной информации при выполнении энергоаудита приводит к нечетким рекомендациям и отчетам, на основании которых проводятся мероприятия по экономии расхода энергии.

Несмотря на трудности проведения энергоаудита в общественных зданиях большой площади, в таких объектах заложено немало возможностей повышения энергоэффективности. Повторение типов помещений на разных этажах и в разных зданиях, например, коридоров, лестничных клеток, туалетов, конференц- залов, упрощает проведение энергоаудита. Большой потенциал по части экономии энергии содержит оборудование, работающее с большими нагрузками, например, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, мощные электродвигатели воздухораспределяющих установок и насосов. Кроме того, повысить энергоэффективность позволяет отладка настройки неправильно работающих систем. Немалые энергосберегающие возможности содержат компьютеры и периферийное оборудование, оборудование мини-кухонь, освещение и светопрозрачные конструкции.

Для реализации энергосберегающих возможностей в общественных зданиях большой площади и снижения рисков рекомендуется использовать комплексный подход, который рассматривает все энергопотребляющее оборудование, предлагает максимальную экономию и наиболее широкий выбор мероприятий. Методический сбор данных существенно упрощает анализ и позволяет найти оптимальные легко реализуемые на практике решения.

Комплексное моделирование и анализ помогают выявить нестандартные потери энергии. В процессе расчетов акцент следует делать на баланс между расчетными и фактическими значениями расхода энергии инженерными системами здания. До начала оценки возможных мероприятий необходимо ввести поправку на особенности наружного климата. Кроме того, нужно учесть взаимодействие энергосберегающих мероприятий, поскольку их простое суммирование может вместо экономии привести к увеличению расхода энергии.

Рутинному анализу повторяющихся нагрузок и оборудования должен сопутствовать подход к зданию как к уникальному, а не как к одному из множества аналогичных объектов. Это поможет найти аномалии в эксплуатации здания и выявить индивидуальные возможности экономии энергии именно для данного здания. Этому способствует сбор фактических данных. Например, если речь идет об отоплении, вентиляции и кондиционировании воздуха, важна информация об изменениях температуры, режиме эксплуатации оборудования и расходе энергии.

Комплексный энергоаудит включает анализ всех энергетических затрат и энергопотребления оборудования в здании. Учитываются состояние и режим эксплуатации систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, воздуховодов, ограждающих конструкций здания, освещения. Учитываются нагрузки на электросети от бытовой техники и компьютеров, а также влияние других мероприятий, например, усовершенствования процессов эксплуатации и технического обслуживания, обучения персонала. Следует сосредоточиться не только на повышении эффективности оборудования, но и на организации его оптимальной работы в соответствии с требуемой нагрузкой. Например, меняя отопительные котлы на более эффективные, нужно убедиться, что мощность новых не превышает необходимую.

Комплексный подход к энергоаудиту зародился более 10 лет назад при проведении проверки энергопотребления жилых зданий. В настоящее время в него обязательно входит измерение производительности установок климатических инженерных систем, например, испытание котлов на эффективность горения, которое становится все более популярным. Кроме того, осуществляется анализ распределительных систем, например, тестирование воздуховодов на утечки. Стала общепринятой оценка нагрузок бытовых приборов, подключенных к электрической сети.

Такие диагностические инструменты, как воздуходувные устройства blower door для измерения воздухонепроницаемости и приборы инфракрасной термографии, позволяют проводить расширенные исследования теплоизоляции ограждающих конструкций здания. Усовершенствованные технологии реконструкции теплоизоляции, например, использование напыляемой пены и уплотнение целлюлозой, широко применяются в жилом секторе, но пока не очень популярны при реконструкции общественных зданий.

Удачные методики проведения энергоаудита, примененные на практике, широко распространяются, и параллельно проводятся исследования, помогающие находить новые. В Америке приняты национальные стандарты по энергоаудиту. Оценка здания как единого целого стала негласным правилом в жилом секторе, но еще мало распространена при энрегоаудите крупных общественных объектов. Комплексный подход получил практически повсеместное признание и применение при проведении энергоаудита в жилых зданиях, а упрощенные методы все чаще вызывают неодобрение.

При индивидуальном энергоаудите офисных помещений, оценке интенсивности освещения и частоты использования осветительных приборов нужно рассматривать и проблемы, связанные с отоплением, например, неправильно установленные с помощью термостатов температуры, завышенную нагрузку на электророзетки. Таблицы для сбора данных должны быть составлены таким образом, чтобы ревизоры, находясь в помещении, могли просто отметить, какие точно мероприятия должны рассматриваться для данного помещения, что ускоряет процедуру оценки. Сэкономить время можно и при проведении анализа, если максимально его автоматизировать. Сбор данных по конкретным помещениям позволяет производить расчеты более точно и вместо предоставления общих рекомендаций разрабатывать уточненные подробные отчеты, предотвращающие дублирование работ.

В офисных помещениях предпочтительно устанавливать систему управления отоплением, вентиляцией и кондиционированием воздуха, учитывающую режим работы служащих и контролирующую качество внутреннего микроклимата. В офисных помещениях большой площади часто образуется центральная зона с высокой потребностью в охлаждении, тогда имеет смысл использовать экономайзеры, а также системы, отбирающие тепло и передающие его на периметр, например, тепловые насосы с водяными контурами. Другим вариантом представляется замена действующих климатических установок на более эффективные. Кроме того, существенной экономии можно добиться за счет правильной настройки существующей климатической системы.

Избыточное освещение часто не замечается, поэтому люксметр должен быть неотъемлемой частью комплекта инструментов специалиста по энергоаудиту. Согласно нормам расхода энергии, максимальная плотность мощности освещения в офисах должна составлять от 0,09 до 0,10 ватта на квадратный метр, но существующие здания часто потребляют намного больше. Сейчас легко добиться снижения мощности освещения до 0,07 ватта на квадратный метр или даже большего снижения, и это становится целью. Энергетические расходы можно снизить еще больше, используя дневное освещение и освещение, контролируемое датчиками движения.

Снижение расхода энергии на освещение влечет за собой уменьшение потребности в кондиционировании воздуха в центральной части здания. Использование подвесных светильников в помещениях с высокими потолками также позволяет уменьшить плотность освещения и зачастую способствует улучшению внешнего вида помещения. В коридорах и на лестницах, поскольку они обычно используются круглосуточно, в целях экономии стоит уменьшить интенсивность освещения до 54–108 люкс и также установить датчики движения и фотодатчики для контроля работы светильников, расположенных вблизи окон.

Кроме того, такое подключенное к электросети оборудование, как компьютеры и холодильники, существенно увеличивает расход электроэнергии. Возможна замена этих приборов на более энергоэффективные, но можно и существующие устройства использовать в более экономичном режиме, например, настроить компьютеры так, чтобы мониторы отключались, когда не используются. Для снижения этих нагрузок требуется разъяснительная работа среди пользователей.

Также нужно обращать внимание на ограждающие конструкции высотных общественных зданий. Для снижения потерь энергии от тяги или инфильтрации воздуха можно уплотнить стыки оконных рам с проемами, герметизировать лестничные двери. Такие мероприятия могут существенно уменьшить дискомфорт, вызываемый движением потоков наружного воздуха на нижних этажах здания. Замена окон и использование зимнего оконного переплета может зимой как минимум вдвое снизить теплопотери, летом же соответственно уменьшить перегрев помещений. Наружные или внутренние шторы еще более снизят нагрузки и защитят офис от теплопоступления солнечной радиации.

Существует множество алгоритмов, упрощающих проведение энергоаудита в общественных зданиях большой площади. Например, до посещения объекта необходимо провести анализ расчетов за коммунальные услуги. Разделить счета по периодам года, по виду топлива, типу зданий и применяемым измерительным приборам. На основании этой работы выявляются аномалии в расходе энергии, что в дальнейшем помогает обнаружить чрезмерные нагрузки и возможности экономии.

Выявляются неоптимально работающие климатические системы, неточности установки уровней температур воды и воздуха, нечеткость или отсутствие графиков включения вентиляции. Подготовив план сбора данных, включающий соответствующие таблицы, энергоаудитор выделяет достаточно времени для посещения объекта. Как правило, одного дня оказывается мало для эффективного осмотра общественного здания большой площади. Комплект необходимых инструментов должен включать инфракрасный термометр, измеритель концентрации углекислого газа, измерительную рулетку, планы здания, люксметр, устройство для проверки дросселей. Персонал здания опрашивается о графиках работы, средствах управления и возможных источниках неэффективного расхода энергии и способах ее экономии.

Сразу после осмотра объекта составляются описание здания и перечень возможных энергосберегающих мероприятий, подлежащих анализу. Это начало заключительного отчета, и это помогает руководству или коллегам заметить упущенные возможности точного аудита на самой начальной его стадии. Если в самом начале отмечены и учтены все возможности, требующие анализа, его не приходится повторять позже, когда отчет уже готов, что значительно облегчает работу. До того, как сформулированы возможные энергоэффективные мероприятия, сопоставляют энергетические модели со счетами за коммунальные услуги.

При моделировании необходимо учитывать взаимодействие различных мероприятий. Необходимо описать все возможные воздействия, кроме экономических, каждого энергосберегающего мероприятия на здоровье служащих и их безопасность, влияние мероприятий на уровень комфорта, отметить особенности эксплуатации и технического обслуживания здания. Необходимо использовать и экономические расчеты, такие, как отношение экономии к величине инвестиций с учетом текущей стоимости, фактора дисконтирования, а также ожидаемой инфляции стоимости энергоносителей.

При поверхностном энергоаудите существует риск, что полученная экономия энергии окажется незначительной. Более высокая стоимость комплексного энергоаудита оправдывается тем, что позволяет сразу получить большую экономию энергии, избежать дублирования энергосберегающих мероприятий. Комплексный подход с использованием структурных методов упрощает работу и создает основу для достижения значительной экономии энергии.

Всеволод САВЕЛЬЕВ