Энергосбережение в системах горячего водоснабжения

Общие технические меры по энергосбережению в системах отопления (О), горячего водоснабжения (ГВС), вентиляции (В) и кондиционирования (КВ) можно сформулировать следующим образом:

1. Эффективная теплоизоляция трубопроводов, надежно и долговечно работающая при условиях эксплуатации.

2. Малое гидравлическое сопротивление трубопровода для транспортировки теплоносителя, что обеспечит малую мощность на прокачку теплоносителя.

3. Снижение тепловой нагрузки на системы О, В и КВ.

4. Выбор рационального вида систем О, В и КВ.

5. Осуществление экономичных режимов работы систем О, В и КВ.

6. Использование дополнительных источников энергии для систем О, В и КВ.

1. Эффективная теплоизоляция трубопроводов

Энергосбережение при транспортировке тепловой энергии в первую очередь зависит от качества тепловой изоляции. Она должна иметь не только низкую теплопроводность, воздухо- и водопроницаемость, а так же низкую электропроводность, что уменьшает электрохимическую коррозию материала трубы. Наличие влаги в теплоизоляции снижает эффективность её работы, способствует разрушению труб. Поэтому сами трубы имеют антикоррозионное покрытие, например, в виде силикатных эмалей, изола и др., а сверху тепловой изоляции укладывают специальные профилированные футляры (например, асбоцементные) или покрывают ее слоем обмазочной, либо оклеечной гидроизоляции. Такая гидроизоляция препятствует поступлению влаги из воздуха и грунта.

2. Малое гидравлическое сопротивление трубопровода

Известно, что потери давления и мощность затрачиваемая на прокачку теплоносителя зависит прежде всего от скорости, и следовательно от диаметра трубопровода. Необходимо отметить, что увеличение диаметра хотя и уменьшает мощность на прокачку теплоносителя, но при этом увеличивается металлоемкость конструкции и энергозатраты на производство и монтаж трубопровода и т.д. Поэтому увеличивая диаметр и уменьшая мощность, затрачиваемую на прокачку теплоносителя, вместо ожидаемой экономии энергозатрат можно получить их увеличение. Обычно скорости движения теплоносителей при их транспортировке по трубам в различных отраслях техники зависят от условий работы и рабочих параметров.

Энергосбережение за счет уменьшения мощности, затрачиваемой на прокачку теплоносителя, можно получить при использовании вместо стальных труб пластиковых (например, полипропиленовых) для которых коэффициент гидравлического трения составляет в среднем 0,007, что существенно ниже, чем для стальных труб.

3. Снижение тепловой нагрузки на системы отопления, вентиляции и кондиционирования

Архитектурно-планировочные меры. Форма здания влияет на величину теплопотерь. Наиболее выгодной является форма, при которой отношение площади наружной поверхности к объёму минимально. Такими являются здания в форме куба или шара.

Важной является высота здания. При сохранении объема здания увеличение его высоты в 4 раза (например, с 15 до 60 м.) приводит к двукратному увеличению годового расхода теплоты на отопление. На величину энергопотребления здания также влияет его ориентация (для зданий с вытянутыми фасадами). Ориентированные на южную половину горизонта фасады получают достаточно большие поступления солнечной радиации, которые особенно ощутимы в начале и в конце отопительного периода.

Теплозащита зданий. Задача выбора теплозащиты стен и перекрытий – технико-экономическая. Усиление теплозащиты стен достигается увеличением толщины теплоизоляционного слоя в её конструкции (для современных многослойных конструкций) или самой конструкции (для однослойных). При увеличении толщины стены возрастает её стоимость, но сокращается тепловая нагрузка на систему отопления и стоимость потребления тепловой энергии.

Совмещение функций ограждений и систем. Наиболее простым способом снижения тепловой нагрузки на системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в жилых зданиях является остекление лоджий. Эффективным способом снижения тепловой нагрузки в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в промышленных и общественных зданиях служит удаление вытяжного воздуха через межстекольное пространство окон.

4. Осуществление экономичных режимов работы систем отопления, вентиляции и кондиционирования

Дежурное отопление (снижение температуры воздуха в помещении в нерабочие часы. Пригодно только для производственных и общественных зданий. Для жилых помещений оно не применимо, так как люди в них могут находятся постоянно, а снижение температуры ниже +18 0С недопустимо)

Снижение расхода воздуха с учётом санитарных норм. (Использование периодической вентиляции.) Принцип действия периодической вентиляции основан на том, что при вентилировании помещения свежим воздухом концентрация вредности (например, углекислого газа в общественном помещении) убывает быстро (по экспоненциальному закону), а при бездействии вентиляции повышение концентрации вредности в воздухе помещения протекает медленнее (по линейному закону).

5. Использование дополнительных источников энергии для систем отопления, вентиляции и кондиционирования

Применение тепловых насосов. Энергосбережение достигается за счет утилизации низкотемпературной сбросной или природной теплоты.

Утилизация теплоты сбросного воздуха. Для утилизации теплоты выбросного воздуха используются утилизаторы различных видов, имеющих разную эффективность. Наиболее высокой эффективностью обладают регенеративные теплообменники с вращающейся насадкой. Энергосбережение достигается за счет передачи теплоты от вытяжного воздуха к приточному.

6. Использование теплоты солнечной радиации

Прямое использование солнечной радиации сулит существенные выгоды. Солнечная радиация обладает экологической чистотой, доступностью. Однако прямое использование тепла солнца затруднено из-за относительной сложности поглощения и трансформации, а также из-за несовпадения во времени прихода и потребления энергии.

7. Применение инфракрасных излучателей

Для обогрева постоянных и непостоянных рабочих мест в производственных и вспомогательных помещениях; помещений и площадок гражданского назначения; помещений и конструкций в процессе строительства зданий и сооружений; систем снеготаяния на открытых и полуоткрытых площадках, на кровлях зданий и сооружений возможно применение инфракрасных излучателей (газовых или электрических). Энергосбережение достигается за счет уменьшения отапливаемого объема помещения, отсутствия перегрева верхней зоны помещения, малой тепловой инерции и гибкости управления.