Об эффективности способа экономии энергии за счет периодического снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях c различной тепловой инерцией

Об эффективности способа экономии энергии за счет периодического снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях c различной тепловой инерцией

С помощью компьютерного моделирования показано, что эффективность способа экономии тепловой энергии за счет снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях с различными характеристиками тепловой инерции (0,62…2,56) и термическим сопротивлением наружных ограждений (0,373…0,699) примерно одинак...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Промышленная теплотехника
Datum:2009
Hauptverfasser: Круковский, П.Г., Тадля, О.Ю., Метель, М.А.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут технічної теплофізики НАН України 2009
Schlagworte:
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60696
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:Об эффективности способа экономии энергии за счет периодического снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях c различной тепловой инерцией / П.Г. Круковский, О.Ю. Тадля, М.А. Метель // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 1. — С. 57-61. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60696
record_format dspace
spelling Круковский, П.Г.
Тадля, О.Ю.
Метель, М.А.
2014-04-19T07:13:08Z
2014-04-19T07:13:08Z
2009
Об эффективности способа экономии энергии за счет периодического снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях c различной тепловой инерцией / П.Г. Круковский, О.Ю. Тадля, М.А. Метель // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 1. — С. 57-61. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
0204-3602
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60696
536.24:697.1
С помощью компьютерного моделирования показано, что эффективность способа экономии тепловой энергии за счет снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях с различными характеристиками тепловой инерции (0,62…2,56) и термическим сопротивлением наружных ограждений (0,373…0,699) примерно одинакова.
За допомогою комп’ютерного моделювання показано, що ефективність способу економії теплової енергії за рахунок зниження температури повітря в опалюваних приміщеннях з різними характеристиками теплової інерції (0,62…2,56) та термічним опором зовнішніх огороджень (0,373…0,699) приблизно однакова.
It is shown that the efficiency of thermal save energy method by means of periodical air temperature decline for heated apartments with different thermal inertia (0,62…2,56) and an external building members thermal resistance (0,373…0,699) is approximately egual.
ru
Інститут технічної теплофізики НАН України
Промышленная теплотехника
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
Об эффективности способа экономии энергии за счет периодического снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях c различной тепловой инерцией
On the efficiency of thermal energy save method by means of periodical air temperature decline for heated apartments with different thermal inertia
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Об эффективности способа экономии энергии за счет периодического снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях c различной тепловой инерцией
spellingShingle Об эффективности способа экономии энергии за счет периодического снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях c различной тепловой инерцией
Круковский, П.Г.
Тадля, О.Ю.
Метель, М.А.
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
title_short Об эффективности способа экономии энергии за счет периодического снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях c различной тепловой инерцией
title_full Об эффективности способа экономии энергии за счет периодического снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях c различной тепловой инерцией
title_fullStr Об эффективности способа экономии энергии за счет периодического снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях c различной тепловой инерцией
title_full_unstemmed Об эффективности способа экономии энергии за счет периодического снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях c различной тепловой инерцией
title_sort об эффективности способа экономии энергии за счет периодического снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях c различной тепловой инерцией
author Круковский, П.Г.
Тадля, О.Ю.
Метель, М.А.
author_facet Круковский, П.Г.
Тадля, О.Ю.
Метель, М.А.
topic Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
topic_facet Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
publishDate 2009
language Russian
container_title Промышленная теплотехника
publisher Інститут технічної теплофізики НАН України
format Article
title_alt On the efficiency of thermal energy save method by means of periodical air temperature decline for heated apartments with different thermal inertia
description С помощью компьютерного моделирования показано, что эффективность способа экономии тепловой энергии за счет снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях с различными характеристиками тепловой инерции (0,62…2,56) и термическим сопротивлением наружных ограждений (0,373…0,699) примерно одинакова. За допомогою комп’ютерного моделювання показано, що ефективність способу економії теплової енергії за рахунок зниження температури повітря в опалюваних приміщеннях з різними характеристиками теплової інерції (0,62…2,56) та термічним опором зовнішніх огороджень (0,373…0,699) приблизно однакова. It is shown that the efficiency of thermal save energy method by means of periodical air temperature decline for heated apartments with different thermal inertia (0,62…2,56) and an external building members thermal resistance (0,373…0,699) is approximately egual.
issn 0204-3602
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60696
citation_txt Об эффективности способа экономии энергии за счет периодического снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях c различной тепловой инерцией / П.Г. Круковский, О.Ю. Тадля, М.А. Метель // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 1. — С. 57-61. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT krukovskiipg obéffektivnostisposobaékonomiiénergiizasčetperiodičeskogosniženiâtemperaturyvozduhavotaplivaemyhpomeŝeniâhcrazličnoiteplovoiinerciei
AT tadlâoû obéffektivnostisposobaékonomiiénergiizasčetperiodičeskogosniženiâtemperaturyvozduhavotaplivaemyhpomeŝeniâhcrazličnoiteplovoiinerciei
AT metelʹma obéffektivnostisposobaékonomiiénergiizasčetperiodičeskogosniženiâtemperaturyvozduhavotaplivaemyhpomeŝeniâhcrazličnoiteplovoiinerciei
AT krukovskiipg ontheefficiencyofthermalenergysavemethodbymeansofperiodicalairtemperaturedeclineforheatedapartmentswithdifferentthermalinertia
AT tadlâoû ontheefficiencyofthermalenergysavemethodbymeansofperiodicalairtemperaturedeclineforheatedapartmentswithdifferentthermalinertia
AT metelʹma ontheefficiencyofthermalenergysavemethodbymeansofperiodicalairtemperaturedeclineforheatedapartmentswithdifferentthermalinertia
first_indexed 2025-11-25T22:19:18Z
last_indexed 2025-11-25T22:19:18Z
_version_ 1850562361501417472
fulltext В настоящее время вопрос энергоэффектив; ности жилых, общественных и производствен; ных помещений для Украины является весьма актуальным. В частности, в [1] указывается, что среди существующих способов снижения энер; гозатрат на отопление помещений способ регу; лирования энергопотребления здания является одним из самых важных. Там же отмечается, что снижение температуры воздуха в офисных поме; щениях в ночное время, в выходные и празднич; ные дни дает 15…20 % экономии энергии за ото; пительный период. Цифры приводятся со ссылкой на международный опыт. Потенциал снижения энергозатрат хорошо из; вестен для стационарного режима, когда сниже; ние температуры воздуха в помещении на 1 оС (на уровне 20 оС) позволяет снизить теплопотери на 2…5 %. Потенциал снижения относительных энергозатрат (теплопотерь) при более значитель; ном снижении температуры воздуха в помещени; ях для разных температур окружающей среды по; казан на рис. 1. Под снижением относительных энергозатрат (экономией энергии) подразумева; ется отношение разности между теплопотерями при 20 оС и сниженной температуре воздуха в по; мещении к теплопотерям при 20 оС. Такая харак; теристика снижения относительных энергозат; рат удобна тем, что она одинакова для различных типов и размеров помещений. Для нестационарного режима помещений ис; пользование такого способа для экономии теп; ловой энергии также основано на снижении теп; ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 1 57 КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА За допомогою комп’ютерного моде: лювання показано, що ефективність спо: собу економії теплової енергії за рахунок зниження температури повітря в опалю: ваних приміщеннях з різними характе: ристиками теплової інерції (0,62…2,56) та термічним опором зовнішніх огород: жень (0,373…0,699) приблизно однакова. С помощью компьютерного моделиро: вания показано, что эффективность спо: соба экономии тепловой энергии за счет снижения температуры воздуха в отапли: ваемых помещениях с различными харак: теристиками тепловой инерции (0,62…2,56) и термическим сопротивле: нием наружных ограждений (0,373…0,699) примерно одинакова. It is shown that the efficiency of thermal save energy method by means of periodical air temperature decline for heated apart: ments with different thermal inertia (0,62…2,56) and an external building mem: bers thermal resistance (0,373…0,699) is approximately egual. УДК 536.24:697.1 КРУКОВСКИЙ П.Г., ТАДЛЯ О.Ю., МЕТЕЛЬ М.А. Институт технической теплофизики НАН Украины ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ СПОСОБА ЭКОНОМИИ ЭНЕРГИИ ЗА СЧЕТ ПЕРИОДИЧЕСКОГО СНИЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА В ОТАПЛИВАЕМЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ С РАЗЛИЧНОЙ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИЕЙ С – теплоемкость; D – тепловая инерция ограждения/помещения; F – площадь ограждения; Q – мощность отопительного прибора; R – сопротивление теплопередаче; S – коэффициент теплоусвоения ограждения; Z – расчетный период времени; δ – толщина ограждения; λ – коэффициент теплопроводности материала; ρ – плотность; τ – время. Индексы: П – параметр, относится к помещению; Σ – суммарная величина; I – индекс относит величину к i;тому ограждению; ср – среднеинтегральное значение. лопотерь помещения через ограждающие конструкции и воздухообменом с наружной сре; дой из;за снижения температуры воздуха в поме; щении, но выполняется это периодически, когда люди отсутствуют. Отсутствие людей позволяет снижать температуру в помещении в такие пери; оды (продолжительностью от 8 до 15 часов в сут; ки) настолько низко, насколько это позволяют накопленная в стенах теплота и сохранность обо; рудования и предметов в помещениях. В работе [2] был рассмотрен этот способ эконо; мии энергии для жилого помещения днем, когда люди находятся на работе. Компьютерное моде; лирование теплового состояния помещения поз; волило провести сравнительный анализ вариан; тов уменьшения энергозатрат в рабочие дни недели (в течение 5 суток) путем снижения тем; пературы воздуха жилого помещения (эконом; ный режим отопления) в периоды отсутствия лю; дей при работе отопительного прибора в прерывистом режиме. Были рассмотрены различ; ные комбинации режимов комфортной, эконом; ной и ночной температур в жилом помещении. Результаты показали, что для рассматриваемого жилого помещения ежесуточное использование экономного режима в течение 5;и рабочих дней недели позволяет уменьшить энергозатраты на отопление до 15% по сравнению с режимом под; держания постоянной комфортной температуры 20 оС. Очевидно, что для офисных помещений при; менение такого способа уменьшения энергозат; рат будет более эффективным, поскольку недель; ная протяженность экономного режима в офисных помещениях по сравнению с жилыми, рассмотренная, например, в [2], может быть до двух раз выше (примерно 120 часов вместо 60). В рабочие дни днем с 9 до 19 часов в офисных поме; щениях должна поддерживаться комфортная температура около 20 оС, а в остальное время тем; пературу в помещении можно снижать, но не ни; же заданной экономной температуры (мы выбра; ли температуру 10 оС, см. рис.2), что и позволяет снижать энергозатраты на отопление помещений. Представляет научный и особенно практичес; кий интерес вопрос об эффективности рассмат; риваемого способа экономии тепловой энергии (его можно назвать комфортно;экономным) для отапливаемых помещениях с различными харак; теристиками тепловой инерции и термическим сопротивлением ограждений этих помещений. Другими словами, насколько эффективен этот способ для помещений с “толстыми” и “тонки; ми” наружными и внутренними ограждениями? Ответ на такой вопрос не очевиден, и на первый взгляд может показаться, что в помещениях с большой тепловой инерцией (“толстыми” стена; ми) эффективность должна быть выше. Анализ литературы показал отсутствие ответа на такой вопрос, а в упомянутой выше работе [1] 58 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 1 КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА Рис. 1. Зависимость экономии энергии на отопление от температуры воздуха в помещении при различных температурах окружающей среды. 1 – температура окружающей среды 0 оС, 2 – –10 оС, 3 – –20 оС. Рис. 2. Типичное суточное изменение температуры воздуха в помещении при использовании способа экономии тепловой энергии за счет снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях. приводится цифра экономии без ее теоретичес; кого или экспериментального подтверждения, поэтому целью данной работы и является иссле; дование эффективности способа экономии энергии за счет периодического снижения тем; пературы воздуха в отапливаемом офисном по; мещении с различной тепловой инерцией и тер; мическим сопротивлением ограждений. Введем некоторые определения, используемые в работе. Понятия комфортный и экономный ре; жимы, показанные на рис. 2, приведены в [2]. Под эффективностью рассматриваемого способа эко; номии тепловой энергии будем подразумевать то количество энергии, которое можно сэкономить с помощью периодического снижения температу; ры воздуха в помещении в периоды отсутствия в нем людей по сравнению с режимом поддержа; ния постоянной комфортной температуры. Для однородной стены (ограждения) тепловая инерция есть произведение термического сопро; тивления этой стены на коэффициент теп; лоусвоения [3], где – коэффи; циент теплоусвоения материала ограждающей конструкции, который характеризует способ; ность материала ограждения воспринимать или отдавать теплоту при колебании температуры на его поверхности. Обычно в литературе (например, [4]) это по; нятие применяется только для наружных ограж; дений помещений. В настоящей статье предлага; ется расширить понятие тепловой инерции отдельного ограждения на все ограждения поме; щения, включающие в себя наружные и внутрен; ние стены, окна, а также пол и потолок, посколь; ку нестационарное изменение теплового состояния помещения зависит от емкостных свойств всех ограждений этого помещения. Тогда тепловая инерция всех ограждений помещения (всего помещения) может быть рассчитана как средняя по всей площади помещения величина тепловых инерций отдельных ограждений . Сравнение эффективности рассматриваемого способа экономии энергии для помещений с раз; личной тепловой инерцией проводилось с по; мощью моделирования (вычислительного экспе; римента), в ходе которого анализировались нестационарные тепловые режимы (прерывис; тый режим отопления) двух помещений с боль; шим и малым значениями тепловой инерции и термическим сопротивлением наружной стены (табл. 1). Примером помещения с большой теп; ловой инерцией и термическим сопротивлением ограждений может быть старое здание с массив; ными наружными стенами и перекрытиями, а с п i iD F D F∑ = ∑ 2 c S Z πλ ρ =D RS= R δ = λ ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 1 59 КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА Та б л . 1 . Геометрические и теплофизические характеристики помещений 1 и 2 малой – легкие тонкостенные конструкции, нап; ример торговые сооружения и др. Моделируемые помещения имеют одинаковую планировку, раз; меры (5,0×5,6×2,5 м) и площадь окна (5,1 м2), а различие в тепловой инерции и термических соп; ротивлениях ограждений достигается за счет раз; личия в их толщинах и теплофизических свой; ствах (табл.1). Нестационарный тепловой режим помещений моделировался c учетом раздельных радиацион; ной и конвективной составляющих теплообмена внутри помещений. Теплообмен с окружающей средой учитывался посредством граничного ус; ловия третьего рода, эффективно учитывающего радиационную составляющую, теплообмен с со; седними помещениями отсутствовал, кратность воздухообмена принималась равной 1. Темпера; тура окружающей среды принималась –15 oС. Математическая и компьютерная модели этих помещений подобны помещению, описанному в 2. Моделировался недельный период теплового режима помещений, состоящий из 5;и рабочих дней и 2;х выходных, являющийся типичным для офисных помещений. В рабочие дни с 9 до 19 ча; сов поддерживалась комфортная температура 20 oС, в остальное время и в выходные дни – эко; номная 10 oС (см. рис. 2). Температура воздуха в комфортном и экономном режимах поддержива; лась в диапазоне 0,5 oС от заданной величины с помощью радиатора, установленного под окном. Время начала перехода от экономного к комфорт; ному режиму (τ* на рис. 2) вычислялось с по; мощью специального алгоритма так, чтобы ком; фортный режим (комфортная температура) на; ступал к заданному моменту времени суток – 9 часам утра. Теплопотери в стационарном комфортном ре; жиме составляли для помещения 1–1,7 кВт, для помещения 2 – 2,0 кВт. Мощность системы отоп; ления в нестационарном комфортно;экономном режиме должна быть и была выше теплопотерь стационарного комфортного режима и для обоих помещений выбиралась равной 4,0 кВт. На рис. 3 приведено изменение температуры воздуха в помещении 1 во времени в течение не; дели по часам от ее начала согласно заданному выше режиму отопления. Из рисунка хорошо видно, что время включения отопительного при; бора (радиатора) было разным и, как указыва; лось выше, вычислялось с помощью специально; го алгоритма. Значения эффективности рассматриваемого способа экономии тепловой энергии в соответ; ствии со сделанным выше определением рассчи; тывались как отношение разности энергозатрат (теплопотерь помещения) в постоянном комфо; ртном режиме (при 20 оС) и энергозатрат в не; дельном комфортно;экономном режиме к энер; гозатратам комфортного режима. В соответствии с [2] энергозатраты в недельном комфортно;эко; номном режиме определялись как среднеинтег; ральная мощность отопительного прибора Qcp, 60 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 1 КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА Рис. 3. Изменение температуры воздуха в помещении 1 при комфортном и экономном режимах работы системы отопления. рассчитываемая как сумма произведений мощ; ности отопительного прибора Qi на время его включения или выключения τi, деленное на сум; марное время включенного или выключенного состояния его работы Στi: Qcp = ΣQiτi / Στi. Результаты анализа эффективности рассмот; ренного способа экономии энергии для поме; щений с различной тепловой инерцией показы; вают (табл. 2), что величина тепловой инерции помещения практически не влияет на эффек; тивность рассмотренного способа экономии энергии. Т.е. в нашем случае изменение тепло; вой инерции помещения в 4 раза (с 0,62 до 2,56) не оказывает влияния на величину экономии энергозатрат помещения, из чего можно сделать важный вывод, что этот способ в равной степе; ни пригоден для помещений с разной тепловой инерцией. Результаты анализа эффективности рассмот; ренного способа экономии энергии для помеще; ний с различными термическими сопротивлени; ями наружных ограждений показывают незначительное преимущество (1,3%) для поме; щения 1 по сравнению с помещением 2, из чего можно сделать подобный вывод, что изменение термического сопротивления наружных ограж; дений помещения примерно в 2 раза (с 0,37 до 0,7) также не оказывает существенного влияния на величину экономии энергозатрат помещения. Из последнего заключения можно также сделать важный вывод, что этот способ пригоден для по; мещений с разным термическим сопротивлени; ем наружных ограждений. Выводы 1. Эффективность рассмотренного способа экономии тепловой энергии за счет снижения температуры воздуха в рассмотренных офисных помещениях и недельном цикле комфортно;эко; номного режима для рассмотренного помещения достигает 17…19%. 2. Рассмотренный способ экономии тепловой энергии одинаково эффективен для любых типов помещений с различной тепловой инерцией и термическими сопротивлениями наружных ог; раждений. ЛИТЕРАТУРА 1. Табунщиков Ю.А. Малозатратные опера; тивные мероприятия по экономии энергии // ЭКСО. – 2007. – № 8. – http://esco;ecosys. narod.ru/2007_8/art108.htm 2. Круковский П.Г., Тадля О.Ю., Метель М.А., Пархоменко Г.А. Анализ путей уменьшения энергозатрат за счет периодического снижения температуры воздуха отапливаемых помещений // Промышленная теплотехника. – 2008. – № 2. – С. 79–86. 3. Маляренко В.А., Редько А.Ф., Чайка Ю.И., Поволочко В.Б. Техническая теплофизика ограж; дающих конструкций зданий и сооружений. – Харьков: Рубикон, 2001. – 280 с. 4. СНиП II&3&79 Строительная теплотехника. – М.: Госстрой России, 1998. – 23 с. Получено 18.11.2008 г. ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 1 61 КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА Та б л . 2 . Эффективность исследуемого способа экономии энергии для помещений с различной тепловой инерцией и термическими сопротивлениями наружных ограждений, %

Ähnliche Einträge