Энергетическая эффективность зданий при использовании комбинированных систем теплоснабжения на основе газопотребляющих котлов и электрических систем прямого действия

Приведены результаты оценки энергетической эффективности зданий при условии применения комбинированных систем теплоснабжения с традиционным водяным отоплением и электрическим отоплением прямого действия. Определены оптимальные величины доли тепловых потерь зданий, которая компенсируется за счет элек...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2015
1. Verfasser:	Прокопов, В.Г.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут технічної теплофізики НАН України 2015
Schriftenreihe:	Промышленная теплотехника
Schlagworte:	Энергоэффективность зданий. Строительная теплофизика
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142158
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Энергетическая эффективность зданий при использовании комбинированных систем теплоснабжения на основе газопотребляющих котлов и электрических систем прямого действия / В.Г. Прокопов // Промышленная теплотехника. — 2015. — Т. 37, № 1. — С. 63-68. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-142158
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1421582025-02-23T18:34:27Z Энергетическая эффективность зданий при использовании комбинированных систем теплоснабжения на основе газопотребляющих котлов и электрических систем прямого действия Energy efficiency in buildings with combined heating systems based on gas consuming boilers and electrical systems of direct action Прокопов, В.Г. Энергоэффективность зданий. Строительная теплофизика Приведены результаты оценки энергетической эффективности зданий при условии применения комбинированных систем теплоснабжения с традиционным водяным отоплением и электрическим отоплением прямого действия. Определены оптимальные величины доли тепловых потерь зданий, которая компенсируется за счет электронагрева. Наведено результати оцінки енергетичної ефективності будівель за умови застосування комбінованих систем теплозабезпечення з традиційним водяним опаленням та електричним опаленням прямої дії. Визначено оптимальні величини частки теплових втрат будівель, яка компенсується за рахунок електронагріву. The evaluation results of the energy efficiency of buildings, provided the use of combined heating systems with traditional water heating and direct action electric heating are submitted. Optimal quantities of heat loss share of buildings, which is compensated by electrical heating, are determined. 2015 Article Энергетическая эффективность зданий при использовании комбинированных систем теплоснабжения на основе газопотребляющих котлов и электрических систем прямого действия / В.Г. Прокопов // Промышленная теплотехника. — 2015. — Т. 37, № 1. — С. 63-68. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0204-3602 DOI: https://doi.org/10.31472/ihe.1.2015.08 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142158 662.61:621 ru Промышленная теплотехника application/pdf Інститут технічної теплофізики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Энергоэффективность зданий. Строительная теплофизика Энергоэффективность зданий. Строительная теплофизика
spellingShingle	Энергоэффективность зданий. Строительная теплофизика Энергоэффективность зданий. Строительная теплофизика Прокопов, В.Г. Энергетическая эффективность зданий при использовании комбинированных систем теплоснабжения на основе газопотребляющих котлов и электрических систем прямого действия Промышленная теплотехника
description	Приведены результаты оценки энергетической эффективности зданий при условии применения комбинированных систем теплоснабжения с традиционным водяным отоплением и электрическим отоплением прямого действия. Определены оптимальные величины доли тепловых потерь зданий, которая компенсируется за счет электронагрева.
format	Article
author	Прокопов, В.Г.
author_facet	Прокопов, В.Г.
author_sort	Прокопов, В.Г.
title	Энергетическая эффективность зданий при использовании комбинированных систем теплоснабжения на основе газопотребляющих котлов и электрических систем прямого действия
title_short	Энергетическая эффективность зданий при использовании комбинированных систем теплоснабжения на основе газопотребляющих котлов и электрических систем прямого действия
title_full	Энергетическая эффективность зданий при использовании комбинированных систем теплоснабжения на основе газопотребляющих котлов и электрических систем прямого действия
title_fullStr	Энергетическая эффективность зданий при использовании комбинированных систем теплоснабжения на основе газопотребляющих котлов и электрических систем прямого действия
title_full_unstemmed	Энергетическая эффективность зданий при использовании комбинированных систем теплоснабжения на основе газопотребляющих котлов и электрических систем прямого действия
title_sort	энергетическая эффективность зданий при использовании комбинированных систем теплоснабжения на основе газопотребляющих котлов и электрических систем прямого действия
publisher	Інститут технічної теплофізики НАН України
publishDate	2015
topic_facet	Энергоэффективность зданий. Строительная теплофизика
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142158
citation_txt	Энергетическая эффективность зданий при использовании комбинированных систем теплоснабжения на основе газопотребляющих котлов и электрических систем прямого действия / В.Г. Прокопов // Промышленная теплотехника. — 2015. — Т. 37, № 1. — С. 63-68. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
series	Промышленная теплотехника
work_keys_str_mv	AT prokopovvg énergetičeskaâéffektivnostʹzdanijpriispolʹzovaniikombinirovannyhsistemteplosnabženiânaosnovegazopotreblâûŝihkotloviélektričeskihsistemprâmogodejstviâ AT prokopovvg energyefficiencyinbuildingswithcombinedheatingsystemsbasedongasconsumingboilersandelectricalsystemsofdirectaction
first_indexed	2025-11-24T11:03:04Z
last_indexed	2025-11-24T11:03:04Z
_version_	1849669383543062528
fulltext	ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №1 63 УДК 662.61:621 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗДАНИЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОМБИНИРОВАННЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ГАЗОПОТРЕБЛЯЮЩИХ КОТЛОВ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ Прокопов В.Г. Институт технической теплофизики НАН Украины, ул. Желябова, 2а, Киев, 03680, Украина Приведены результаты оценки энергетической эффективности зда- ний при условии применения ком- бинированных систем теплоснабже- ния с традиционным водяным отоп- лением и электрическим отопле- нием прямого действия. Определе- ны оптимальные величины доли тепловых потерь зданий, которая компенсируется за счет электронаг- рева. Наведено результати оцінки енергетичної ефективності буді- вель за умови застосування комбі- нованих систем теплозабезпечен- ня з традиційним водяним опален- ням та електричним опаленням прямої дії. Визначено оптимальні величини частки теплових втрат будівель, яка компенсується за ра- хунок електронагріву. The evaluation results of the energy efficiency of buildings, provided the use of combined heating systems with traditional water heating and direct action electric heating are submitted. Optimal quantities of heat loss share of buildings, which is compensated by electrical heating, are determined. F – отапливаемая площадь здания, м2; КТОП – коэффициент приведенных затрат энергии топлива; qЭО – среднегодовые удельные затраты тепловой энергии для систем теплоснабжения, получен- ной преобразованием электрической энергии, кВт·ч/(м2год); Одним из перспективных направлений по- вышения энергетической эффективности зданий является широкое применение комбинирован- ных систем теплоснабжения, базирующихся на совместном использовании традиционных энер- горесурсов и электроэнергии [1-3]. Настоящая работа посвящена исследованию энергетичес- кой эффективности зданий в условиях приме- нения комбинированных систем теплоснабже- ния, в которых наряду с традиционным водяным отоплением используется электрическое отоп- ление прямого действия. При этом особое вни- мание уделяется сопоставлению эффективности таких систем при различной доле теплопотерь β, компенсируемых электронагревом. Прово- дится сравнительный анализ энергетической эф- фективности указанных инженерных систем и водяной системы теплоснабжения с газопотре- бляющим и электрическим котлами. Приводят- ся также результаты исследований по опреде- лению оптимального значения β для рассмат- риваемой системы комбинированного тепло- снабжения. В работе оценка энергетической эффектив- ности систем теплоснабжения проводится на основе методики, изложенной в [4]. В данной методике в качестве критерия энергетической эффективности зданий применяется коэффици- ент приведенных затрат энергии топлива КТОП. При этом указанный коэффициент определяется с учетом следующих факторов: во-первых, диф- ференциации цен на природный газ в зависи- мости от объемов его годового потребления и, во-вторых, двух- и трехзонных тарифов на элек- ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗДАНИЙ. СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛООФИЗИКА Библ. 7, рис. 4. Ключевые слова: комбинированные системы теплоснабжения зданий, тепловые потери, эффектив- ность. VГ – объем годового потребления природного газа, м3/год; β – доля теплопотерь здания, компенсируемых электронагревом. Индекс: опт – оптимальный. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №164 ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗДАНИЙ. СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА троэнергию, дифференцированных по времени суток [5,6]. Следует особо отметить, что в со- отношении для определения КТОП цены на при- родный газ и электроэнергию вообще не фи- гурируют. В нем принимаются во внимание лишь так называемые зонные коэффициенты, при умножении которых на установленный ры- ночный тариф определяется соответствующая ставка тарифа на электроэнергию и природный газ. Это позволяет интерпретировать наличие указанной дифференциации цен на электроэнер- гию и природный газ как изменение расхода пер- вичной энергии, отвечающее различным тариф- ным ставкам. Характерные результаты, выполненные на основе указанной методики исследований, пред- ставлены на рис. 1-4. Рис. 1 иллюстрирует за- висимость КТОП = f(F) при различных значе- ниях параметра β для рассматриваемой комби- нированной системы с газопотребляющим кот- лом и электроотоплением прямого действия при- менительно ко второй (высокотемпературной) зоне Украины [7]. Согласно приведенным дан- ным, с ростом β уменьшается число скачкооб- разных изменений функции КТОП. Так, их коли- чество равно трем при β = 0,25, двум – при β = 0,5 и одному – при β = 0,75. Причем при увеличении β местоположение указанных скач- кообразных изменений смещается в область больших значений F. Отмеченное смещение обусловлено уменьшением общего годового рас- хода газа ввиду увеличения электрической со- ставляющей в комбинированной системе теп- лоснабжения, так что граничные значения рас- хода газа, отвечающие его различным тарифам, достигаются при больших величинах отапли- ваемой площади. Как свидетельствуют приведенные на рис. 1 данные, в условиях относительно малых пло- щадей здания наиболее эффективным является применение водяных систем отопления с газо- потребляющими котлами, а также рассматри- ваемой комбинированной системы при неболь- ших величинах β. По мере возрастания отап- ливаемой площади для обеспечения высокой энергетической эффективности здания необхо- димо соответствующее увеличение параметра β, т.е. повышение доли электрической состав- ляющей в комбинированной системе тепло- снабжения. Сопоставление зависимостей КТОП = f(F) для рассматриваемой комбинированной инженер- ной системы и системы с газопотребляющим и электрическим котлами свидетельствует о сле- дующем. Характер указанных зависимостей для двух сравниваемых комбинированных систем теплоснабжения оказывается весьма сходным. При этом, однако, имеют место некоторые ко- личественные расхождения в значениях КТОП. А именно, в случае комбинированной инже- нерной системы с прямым элетронагревом ве- личины КТОП являются несколько меньшими во Рис. 1. Зависимость коэффициента приведенных затрат энергии топлива КТОП от величины отапливаемой площади F зданий, расположенных во второй температурной зоне Украины, для комбинированной системы отопления – водяной с газопотребляющим котлом и электрической прямого действия при различной доле теплопотерь β, покрываемых за счет электроэнергии: 1 – β = 0; 2 – 0,25; 3 – 0,5; 4 – 0,75; 5 – 1. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №1 65 ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗДАНИЙ. СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА всем рассматриваемом диапазоне изменения от- апливаемой площади F, что обусловлено сле- дующими обстоятельствами. Как уже отмеча- лось, в случае систем прямого действия, во- первых, удельные затраты qЭО оказываются меньшими, чем при использовании электрокот- ла, главным образом, ввиду отсутствия трубо- проводов, являющихся одним из факторов теп- лопотерь. И во-вторых, системы прямого дей- ствия характеризуются более высокой эффек- тивностью регулирования температуры поме- щений и соответственно пониженными энерге- тическими затратами на данное регулирование. Оптимальные значения параметра βОПТ оп- ределялись из полученных расчетных зави- симостей КТОП = f(β) при фиксированных ве- личинах отапливаемой площади (рис. 2). Эти значения β отвечают наименьшему значению КТОП, т.е. наибольшей энергетической эффек- тивности здания. Найденные оптимальные значения βОПТ и соответствующие им значе- ния КТОП для различных величин отапливаемой площади F иллюстрируют данные на рис. 3. Как видно, с ростом F доля электронаг- рева β в компенсации теплопотерь здания уве- личивается от 0,225 при F = 150 м2 до 0,92 при F = 750 м2. Далее наблюдается резкое паде- ние величины βОПТ, обусловленное изменени- ем годового объема потребления природного газа с VГ = 2500 м3/год на VГ = 6000 м3/год. При этом параметр βОПТ принимает значение 0,63 и с дальнейшим увеличением отапливаемой площади растет до βОПТ = 0,75 при F = 1000 м2. Что касается оптимальных значений КТОП, то как следует из данных на рис. 3, величина КТОП монотонно возрастает от 1,85 до 2,44 с изменением отапливаемой площади от 150 до 1000 м2. То есть в целом энергетическая эф- фективность рассматриваемой комбинирован- ной системы падает по мере увеличения от- апливаемой площади здания. Остановимся вкратце на сопоставлении данных, отвечающих разным температурным зонам Украины. Из сравнения результатов рас- четных исследований следует, что в случае первой (низкотемпературной) зоны положения скачков функции КТОП = f(F) смещаются в об- ласть меньших значений отапливаемой пло- щади. При этом уровень величины КТОП на сходственных отрезках монотонного измене- ния функции оказывается несколько ниже. Для разных температурных зон Украины зависимости βОПТ = f(F) хотя и являются ка- чественно сходными, существенно отличают- ся в количественном отношении. Так, в слу- чае низкотемпературной зоны на участке, от- вечающем относительно небольшим отапли- ваемым площадям до скачкообразного изме- нения β, значения βОПТ заметно превышают соответствующие значения для высокотем- пературной зоны. Например, при F = 200 м2 βОПТ = 0,42 и 0,6 соответственно для высоко ОПТ Рис. 2. Зависимость коэффициента приведенных затрат энергии топлива КТОП от доли теплопотерь β в компенсации теплопотерь зданий, расположенных во второй температурной зоне Украины, для комбинированной системы отопления – водяной с газопотребляющим котлом и электрической прямого действия при различных величинах отапливаемой площади F: 1 – F =100 м2; 2 – 150; 3 – 200; 4 – 300; 5 – 500; 6 – 750; 7 – 1000. ОПТ ОПТ ОПТ ОПТ ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №166 ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗДАНИЙ. СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА и низкотемпературной зоны Украины. Обра- щает на себя внимание также тот факт, что по- ложение скачка функции βОПТ = f(F) в условиях низкотемпературной зоны существенно сме- щается в область меньших значений отапли- ваемой площади. В рассматриваемой ситуа- ции положение указанного скачка смещается от F = 750 м2 для высокотемпературной зоны до F = 380 м2 для низкотемпературной зоны. Что же касается собственно величины скач- ка функции βОПТ = f(F), то она возрастает от 0,29 для высокотемпературной зоны до 0,37 для низкотемпературной зоны. Относительно значений КТОП, отвечающих оптимальной величине βОПТ, следует отметить, что согласно полученным данным эти значе- ния для низкотемпературной и высокотемпе- ратурной зоны Украины отличаются незначи- тельно. Причем в случае низкотемпературной коэффициент КТОП оказывается несколько выше. Выводы 1. Выполнена оценка энергетической эф- фективности зданий в условиях применения комбинированных систем теплоснабжения с традиционным водяным отоплением и элект- рическим отоплением прямого действия. Пред- ставлены данные об эффективности таких сис- тем при различной доле теплопотерь зданий, которые компенсируются электронагревом. 2. Для различных температурных зон Ук- раины определены оптимальные значения до- ли, компенсируемы электронагревом теплопо- терь здания, которые отвечают его наибольшей энергетической эффективности. ЛИТЕРАТУРА 1. Пырков В.В. Электрические кабельные системы отопления. Энергетическое сопостав- ление. – Киев: ООО «Медиа-Макс», 2004. – 88 с. Рис. 3. Оптимальные значения доли теплопотерь βОПТ , покрываемых за счет электроэнергии (1), и соответствующие значения КТОП (2) для различных величин отапливаемой площади F зданий, расположенных во второй температурной зоне Украины, при использовании комбинированной системы отопления – водяной с газопотребляющим котлом и электрической прямого действия. Рис. 4. Оптимальные значения доли теплопотерь βОПТ, покрываемых за счет электроэнергии (1), и соответствующие значения КТОП (2) для различных величин отапливаемой площади F зданий, расположенных в первой температурной зоне Украины, при использовании комбинированной системы отопления – водяной с газопотребляющим котлом и электрической прямого действия. ОПТ ОПТ ОПТ ОПТ ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №1 67 ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗДАНИЙ. СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА 2. Енергоощадна технологія електротеп- лоакумуляційного обігріву в житлово-комуналь- ному та аграрно-промисловому комплексах України / Під.ред. Д.Й. Розинського. – Київ: Видавництво Купріянова О.О., 2007. – 272 с. 3. Сучасний стан і основні напрямки за- стосування електричної енергії для теплопо- стачання в Україні / Під. ред. акад. НАНУ А.А. Долінського, к.т.н. Д.Й. Розинського. – Київ: Видавництво Купріянова О.О., 2009. – 252 с. 4. Фиалко Н.М. Энергетическая эффектив- ность комбинированных систем традиционно- го и электрического отопления зданий / Фиалко Н.М., Шеренковский Ю.В., Прокопов В.Г., Ме- ранова Н.О., Гнедой Н.В., Иваненко Г.В., Юр- чук В.Л., Гнедаш Г.А. // Промышленная теп- лотехника. – 2011, №5. – С. 49 – 59. 5. Постанова Національної комісії регу- лювання електроенергетики України про та- рифи, диференційовані за часом доби, № 529 від 19.07.2005. 6. Постанова Національної комісії регу- лювання електроенергетики України «Про затвердження Роздрібних цін на природний газ, що використовується для потреб насе- лення, Міжнародного дитячого центру «Ар- тек» і Українського дитячого центру «Молода гвардія» № 812 від 13.07.2010. 7. Зміна №1 ДБН В.2.6-31: 2006. ENERGY EFFICIENCY IN BUILDINGS WITH COMBINED HEATING SYSTEMS BASED ON GAS CONSUMING BOILERS AND ELECTRICAL SYSTEMS OF DIRECT ACTION Prokopov V.G. Institute of Engineering Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, vul. Zhelyabova, 2a, Kyiv, 03680, Ukraine The present work is devoted to investigation of the energy efficiency of buildings in the use of combined heating systems, which along with the traditional water heating using electric heating of direct action. Particular attention is paid to the comparison of the effectiveness of such systems at different share of heat loss, electrically compensated. A comparative analysis of the energy efficiency of these engineering systems and water heating system with gas consumption and electric boilers are submitted. The results of studies to determine of the optimal value of heat loss for the concerned system of combined heating are presented. References 7, Fig 4. Key words: combined heating systems of buil- dings, thermal losses, efficiency. 1. Pyrkov V.V. Electric cable heating system. Energy comparison. – Kiev: OOO «Media-Maks», 2004. – 88 p. (Rus.) 2. Energy-saving technology heat accumula- tive electric heating in housing and agro-indust- rial complex of Ukraine / Edited by D.I. Rozynsky. – Kyiv: Publishing Kupriyanov O.O., 2007. – 272 p. (Ukr.) 3. Current status and main directions using of electricity for heating in Ukraine / Edited by Acad. NAS of Ukraine A.A. Dolinsky and Ph.D. D.I. Rozynsky. – Kyiv: Publishing Kupriyanov O.O., 2009. – 252 p. (Ukr.) 4. Fialko N.M. The energy efficiency of the combined systems of traditional and electric heating of buildings Fialko N.M., Sherenkovsky ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №168 ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗДАНИЙ. СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА Ju.V., Prokopov V.G., Meranova N.O., Gnedoj N.V., Ivanenko G.V., Jurchuk V.L., Gnedash G.A. // Industrial heat engineering. – 2011, №5. – P. 49 – 59. (Rus.) 5. Resolution of the National Electricity Regulatory Commission of Ukraine on tariffs, differentiated by time of day, № 529, 19.07.2005. (Ukr.) 6. Resolution of the National Electricity Regulatory Commission of Ukraine "On Ap- proval retail prices for natural gas used for the needs of the population, International Children's Center" Artek " and Children's Center of Ukrai- nian "Young Guard ", № 812, 13.07.2010. (Ukr.) 7. Change № 1 to the state building codes V.2.6 – 31: 2006. (Ukr.) Получено 05.12.2014 Received 05.12.2014

Institution

Ähnliche Einträge