eszközei

A nemzetközi tapasztalatok azt mutatják, hogy az energiafigyeléssel az energiafogyasztás 5–15% -a közötti energia- és vízmegtakarítás érhető el. Az energiatakarékossági projektekben bevett gyakorlat azt mutatja, hogy az épület energiafogyasztása jelentősen csökkenthető olyan technikai intézkedések révén, mint a kerületi szerkezetek hőszigetelése, nyílászárók cseréje, automatikus szabályozás és vezérlés telepítése stb.

Az energiafogyasztás szintje a redukció után egy ideig állandó lehet. A gyakorlati tapasztalatok azonban azt mutatják, hogy az energiafogyasztás néhány év múlva növekedhet, és csak 3-5 év után visszatérhet az energiatakarékossági intézkedések előtti szintre [1]. A fő oka annak, hogy az energiafogyasztás szintje a csökkentés után sokáig nem marad állandó, az épület energiafogyasztásának ellenőrzésére szolgáló rendszer hiánya. Az energiafigyelés az energiafogyasztás kívánt alacsony szintű monitorozásának és fenntartásának eszköze. Az energiafogyasztás és a releváns befolyásoló paraméterek (pl. Átlagos külső hőmérséklet) időszakos (rendszeres) rögzítésén alapul.

A megnövekedett energia- vagy vízfogyasztás észlelésén és az azt követő kármentesítésen túl az energiafigyelés lehetővé teszi:

  • a műszaki berendezések megfelelő működése,
  • az energiatakarékossági intézkedések eredményeinek dokumentálása,
  • a legnagyobb energiamegtakarítási potenciállal rendelkező épületek azonosítása,
  • gyors visszajelzés az üzemmód megváltoztatásakor,
  • a megtakarítási lehetőségek jobb ismerete,
  • az energia- és vízfogyasztási költségek jobb egyensúlya.

Az energiafigyelés, mint önálló energiatakarékossági intézkedés nemzetközi tapasztalata azt mutatja, hogy az elért energia- és víztakarékosság az energiafogyasztás 5–15% -a [1].

Az épületek energiafigyelésének módszerei

Az energiafigyelés forrása az épületben felhasznált összes energiahordozó energiamérőinek adatai és a mért éghajlati adatok. Az adatok olvasása és rögzítése történhet manuálisan vagy automatikusan.

Az épület energiafigyelésének folyamata három lépésből áll:

  1. az épület szükséges (cél) mutatóinak meghatározása,
  2. adatgyűjtés és az épület energiafogyasztásának figyelemmel kísérése,
  3. az energiafigyelés eredményeinek elemzése.

Az első lépés a jövőbeli energiafogyasztás szabályozásához szükséges célok kitűzése. A második lépés a mért fogyasztás figyelemmel kísérése és annak ellenőrzése, hogy az nem haladja-e meg az előírt (cél) szintet. A harmadik lépésben észlelt túlzott energiafogyasztás esetén (a célnál 5-10% -kal magasabb) meg kell határozni az okot és meg kell tenni a megfelelő intézkedéseket.

Specifikus fogyasztási módszer

Az épületek energiafogyasztásának ellenőrzésére az egyik leggyakrabban alkalmazott módszer a specifikus fogyasztási módszer. Ez a módszer összehasonlítja a fogyasztást az energiafogyasztás normatív értékeivel éghajlati adatok és hőtechnikai számítások segítségével. Ezek az értékek, a különféle típusú épületekre vonatkozóan, megtalálhatók a jogszabályokban is. A módszer abból áll, hogy az épület mért energiafogyasztása nem haladhatja meg a meghatározott normatív értéket. Ennek a módszernek az előnye az egyszerűség, mivel nincs szükség részletes adatok gyűjtésére az energiafogyasztásról és a befolyásoló tényezőkről. Az eredmények monitorozását és elemzését évente egyszer végzik.

Energia-hőmérséklet diagramon alapuló módszer

A lakó- és középületek energiafigyelésének másik általánosan alkalmazott módszere az energia-hőmérséklet (ET) diagramon alapuló módszer [2 - 6]. A fő eszköz egy diagram az energia-hőmérséklet görbével, egyedi az egyes épületeknél. Az ET görbe mutatja az energiafogyasztás szintjét különböző kültéri hőmérsékleti értékeknél, figyelembe véve az épület megfelelő működését. Az ET diagram bemeneti adatai az épület fűtött területének egységenkénti fajlagos energiafogyasztása hetente (kWh/(m 2. hét)) és az átlagos külső hőmérséklet (° C/hét). Az ET görbe felépíthető energia számításokkal szoftverrel [3, 5], vagy a mért energiafogyasztás és a külső hőmérséklet előzményeinek felhasználásával.

Az energiafigyelés ezen módszerének fő előnye, hogy minden típusú épületben alkalmazható. A módszer az energiafogyasztás értékelésén alapul, a kültéri hőmérséklet változásától függően. Hátrányai közé tartozik a viszonylag gyakori leolvasás az energia- és hőmérsékletmérőkből, a heti energiafogyasztási értékek kiszámítása, valamint a célfogyasztási értékek kiszámítása. A módszer alkalmazásakor azt is feltételezzük, hogy a belső hőmérséklet mindig megfelel a normatív követelményeknek, mivel az elemzés nem veszi figyelembe.

Módszer, figyelembe véve az épület üzemmódját

Az energiafigyelés során - különösen a középületek esetében - fontos figyelembe venni az épület üzemeltetésének módját, és egyúttal fel kell mérni az energiafogyasztást a munka közben, a szabadidőn kívül, valamint a hétvégén és az ünnepnapokon [7]. E módszer alkalmazásakor a napi épület energiafogyasztási adatait használják bemenetként. Az adatokat naponta kétszer, a munkaidő és a nem munkaidő kezdetén és végén számolják. A visszaszámlálás idejétől és a fogyasztási értékektől függően kiszámítják az óránkénti energiafogyasztás átlagos értékeit a munkaidő és a nem munkaidő után, majd annak célértékeit. A hétvégi és ünnepi célfogyasztás meghatározható egy fogyasztáscsökkentési tényezővel (0,8 × fogyasztás a munkanap alatt), vagy a hétvégék és ünnepek múltbeli adataival.

A célértékek az új adatok függvényében frissíthetők, ami azt jelenti, hogy azokat a monitorozás során is megkapják, nem csak a korábbi vagy az átlagértékekből. A módszer előnye az egyszerűség és az energiafogyasztási eltérés gyorsabb észlelése. Ugyanakkor lehetővé teszi az épület berendezései működési ütemezésének teljesítésének szorosabb figyelemmel kísérését. Hátránya az energiafogyasztási adatok gyakori leolvasása (naponta kétszer). Ez a módszer nem teszi lehetővé az olyan tényezők figyelembe vételét, mint a beltéri és a kültéri hőmérséklet.

"Ellenőrzések és szabványosítás" módszer

Az épületek energiafigyelésének leghatékonyabb módszere az "Ellenőrzés és Szabványosítás (KaN)" módszer [8]. A KaN módszer az épület energiafogyasztásának történetének elemzése az energiafogyasztás alap- és célértékeinek meghatározásával, amellyel összehasonlítjuk a mért fogyasztási értékeket. Az energiafogyasztást befolyásoló tényezők a kültéri hőmérséklet vagy a napi hőmérséklet, mivel az épület fűtése a kültéri és a kívánt beltéri hőmérséklettől is függ. A napi szakaszok értéke (minden napra) a fűtött épületen belüli átlagos napi levegő hőmérséklet és az átlagos napi külső hőmérséklet különbségét jelenti.

ahol: ni az i-edik nap nappali fokának értéke,
Ón, i - az átlagos beltéri levegő hőmérséklete,
Tout, i - átlagos külső levegő hőmérséklet,
i - napok száma.

A KaN módszer első lépése a történelemelemzés, amely meghatározza az energiafogyasztás alap- és célszintjét. Erre a célra egy lineáris regressziós modellt használunk

ahol: Y a nappali energiafogyasztás,
X - a befolyásoló tényező értéke (napi fokok száma vagy az átlagos külső hőmérséklet a nap folyamán),
és - az energiafogyasztás változó összetevője a tényező hatásától függően,
b - állandó fogyasztási komponens.

Alapszintű fogyasztásra van szükség a jövőbeni energiafogyasztási értékek szabályozásához, hogy fedezni lehessen az épület jelenlegi energiahatékonyságát. Ennek a módszernek a teljes kihasználása érdekében azonban reális célszintet kell meghatározni. A célfogyasztás meghatározásának egyik módszere egy lineáris regressziós modell (2) létrehozása az alapfogyasztás szintje alatti értékek felhasználásával. A munkaidő és a munkaidőn kívüli adatok rendelkezésre állásával ez a módszer külön-külön alkalmazható mindkét rendszertípusra. Ennek a módszernek az előnyei közé tartozik annak lehetősége, hogy minden típusú épületben (lakó- és közösségi épületekben) alkalmazható. Ez a módszer figyelembe veszi a változó kül- és beltéri hőmérsékletet is - a napi fokok értékén keresztül. A megfigyelési folyamatban napi adatokat használnak, amelyek lehetővé teszik az energiafogyasztás eltéréseinek gyorsabb felismerését és az azt követő korrekciót. Ennek a módszernek a fő hátránya az energiafogyasztás (naponta kétszer) és a hőmérséklet viszonylag gyakori leolvasása.

Információs rendszer "Épületek energiafigyelése"

Az épületek energiafogyasztásának monitorozásának és elemzésének említett módszereinek alkalmazásához az Excelben az "Épületek energiafigyelésének" eszközét javasolták [9].

Funkcionális tulajdonságainak köszönhetően az eszköz négy részből áll:

  • beviteli adat,
  • analitikai feldolgozás (monitoring és elemzési módszerek),
  • hírek,
  • kimenetek.

Az energiafogyasztás figyelemmel kísérése mellett ez az eszköz lehetővé teszi az energiafogyasztás összehasonlító elemzését (tényleges fogyasztás és mutatók év és hónap szerint), a CO2-kibocsátás és a havi pénzügyi energiaköltségek felmérését.

Az energiafigyelő eszköz használata

Továbbá a cikkben az energiafigyelő eszköz sajátos használatának bemutatására fogunk összpontosítani az iskola épületében a 2014. január 27. és február 26. közötti időszakban. Az épületet reggel 8.00 és 17.00 óra között használják. minden nap, hétfőtől szombatig. Vasárnaponként zárva tart. A monitoring 31 napig figyelemmel kísérte az áram és a földgáz fogyasztását, valamint az épületen belül és kívül a hőmérsékletet, különösen munkaidőben és munkaidőn kívül. A teljes villamosenergia-fogyasztás 329 kWh, a földgáz pedig 4844 m 3 volt. Ez azt jelenti, hogy a napi fogyasztás 3-23 kWh villamos energia volt, a földgáz esetében 75 és 245 m 3 között. A kültéri hőmérséklet 4,7 és 19,3 ° C között volt. A belső hőmérséklet megfelelt a normatív követelményeknek. Az áramfogyasztást olyan módszerrel figyelték, amely figyelembe veszi az épület üzemmódját. A földgázfogyasztást az "Ellenőrzés és szabványosítás" módszerrel figyelték, figyelembe véve a munkaidőt és a nem munkaidőt.

ÁBRA. 1 A megcélzott villamosenergia-fogyasztás meghatározása

A villamosenergia-fogyasztás figyelemmel kísérése

A január 27. és február 9. közötti villamosenergia-fogyasztási adatok alapján meghatározták a célértékeket (1. ábra), amelyeket a jövőbeli energiafogyasztási értékek szabályozására használtak. A 2. ábrán 2 az eredmények megtekintéséhez a monitorozás ezen a hetén. A hétvége február 16-ra esett - ennek a napnak a célfogyasztását a munkanap 0,8-as tényezője alapján határozzák meg. Az alábbi elemzés azokat a napokat mutatja be, amelyeknél a detektált energiafogyasztás meghaladja a célértéket, munkaidőn kívül, munkaidőben. Az eredményekből kitűnik, hogy a villamosenergia-fogyasztás teljes eltérése 23 kWh volt, a munkaidő-fogyasztás jelentős részével. Érdekes az energiafogyasztás február 13-tól 16-ig, ahol az eltérés nagyobb a megengedettnél (> 10%).

ÁBRA. 2 A 2014. február 10. és 2014. február 16. közötti villamosenergia-monitorozás eredményei

Ebben az esetben meg kell határozni az energiafogyasztás hirtelen növekedésének okát, és intézkedéseket kell hozni az ilyen eltérés jövőbeni elkerülése érdekében. Amint azt a február 17-től 23-ig tartó monitorozás eredményei mutatják (3. ábra), a fogyasztásbeli eltérés kiküszöböléséhez szükséges intézkedéseket nem tették meg, ami az áramfogyasztás 72 kWh-ra növekedését eredményezte. Még akkor is, ha a villamosenergia-fogyasztás célszintjét nem sikerült elérni, az egyéb értékek elemzése nem változik. A 2. ábrán 4 lásd a február 24. és 26. közötti monitoring eredményeit. Nyilvánvaló, hogy a toleranciát február 24-én és 26-án túllépték munkaidőben. A villamosenergia-fogyasztás eltérése ebben a három napban 7 kWh volt.

ÁBRA. 3 A 2014. február 17. és 2014. február 23. közötti villamosenergia-monitorozás eredményei

ÁBRA. 4 A 2014. február 24. és 2014. február 26. közötti villamosenergia-monitorozás eredményei

A földgázfogyasztás figyelemmel kísérése

A január 27. és február 9. közötti földgázfogyasztás adatai alapján meghatározták a munkaidő és a nem munkaidő alap- és célfogyasztási szintjét (5. ábra). Mint a villamos energia esetében, a gázfogyasztást is naponta vagy hosszabb időközönként lehet ellenőrizni. A következő hét napban a földgázfogyasztás nyomon követésének eredményeit az ábra mutatja. 6. További elemzés látható a 2. ábrán. 7. Ebben az esetben az adatokat összehasonlítottuk az alapszintű fogyasztási szinttel. Amint az eredmények mutatják, az eltérést február 14-én a munkaidőn kívül figyelték meg, de egyébként teljesült a fogyasztás alapszintje. A mért fogyasztás február 17. és 23. között az alapszint (8. ábra) és a célfogyasztás szintjén volt (9. ábra).

ÁBRA. 5 Az alap- és célgázfogyasztás meghatározása

ÁBRA. 6 A földgázfogyasztás monitorozásának eredményei 2014. február 10. és 2014. február 16. között

ÁBRA. 7 Jelentés a földgázfogyasztás ellenőrzéséről 2014. február 10. és 2014. február 16. között

A teljes gázfogyasztás ebben az időszakban 1067 m 3 volt. Az alapfogyasztáshoz képest megnövekedett gázfogyasztást csak február 22-én regisztráltak munkaidőben. Itt meg kellett találni a 41 m 3 -es eltérés okát (a teljes fogyasztás körülbelül 4% -a). A célfogyasztáshoz képest magasabb fogyasztásokat regisztráltak munkaidőben február 17-én, 19-én, 20-án és 22-én. Különösen érdekes a február 22-i fogyasztás. Az időszak teljes eltérése 93 m 3, ami az adott időszak összes fogyasztásának 8% -át teszi ki.

ÁBRA. 9 A földgázfogyasztás figyelemmel kísérése 2014. február 17. és 2014. február 23. között (a célfogyasztáshoz képest)

Összegzés

Az energiafigyelés nagyon hasznos eszköz az energiahatékonyság javításához az épület teljes élettartama alatt. A folyamatos ellenőrzés lehetővé teszi a túlzott energiafogyasztás azonosítását és kiküszöbölését, az épületek műszaki felszerelésének megfelelő használatát, és lehetőséget nyújt az energiaköltségek optimalizálására is. Az ET diagramon és a KaN módszeren alapuló módszer nagyon hatékonyan figyeli az energiafogyasztást a fűtési szezonban és a meleg nyári hónapokban is, figyelembe véve a kültéri hőmérsékleti tényezők vagy a napi fokok hatását. Az épület működési módját figyelembe vevő módszer alkalmas az áramfogyasztás, valamint a hideg és meleg víz fogyasztásának nyomon követésére, anélkül, hogy figyelembe kellene venni a hőmérsékletet és a napi fokokat. Az energiafogyasztás nyomon követése érdekében helyénvaló egy megfelelő tájékoztató eszköz használata, például az "Épületek energiafigyelésének" rendszere.

Irodalom
1. Energiafigyelés. Bevezetés. ENSI, 2009, www.ensi.no.
2. Aktív tanulási eszközkészlet/energiafigyelés/az iskolai energiafogyasztás figyelése.
3. Épületek szoftverének auditálása (EAB szoftver).
4. Általános tippek az energiamenedzsereknek/Az épület napi energiagazdálkodása. http://www.display-campaign.org.
5. Az Energinet ISO 50001 energiagazdálkodási szoftverről. http://www.cebyc.no.
6. ZÁRÓ JELENTÉSI JELENTÉS Szerződés ENPI 2011 281-292. Az energiafigyelő rendszer leírása. www.energycluster.com.ua.
7. Khudayarov, M. B.: Az épületek energiagazdálkodásának módszerei és eszközei, 1. anyagok orosz tudományos és gyakorlati konferencia „Energiahatékonyság és megőrzés: elmélet és gyakorlat”, Kemerovo, 2014.
8. Nikolaenko, A., Tarnowski, M.: Előadás „Az energiafogyasztás és az energiahatékonyság figyelemmel kísérése” témáról, 2010, www.optimenergo.com.
9. Salikhov, T. P., Khudayarov, M. B.: Információs rendszer az épület energiafogyasztásának ellenőrzésére, Bizonyítvány a számítógépes program hivatalos nyilvántartásáról, DGU 02933 2014.12.18., Taskent, a RUz Szellemi Tulajdon Ügynöksége.

Szöveg: M. B. Khudayarov
Képek: szerző/thinkstock.com
A szerző az Üzbég Köztársaság Tudományos Akadémiájának Energetikai és Automatizálási Intézetében dolgozik, Taskentben.

A cikk egy magazinban jelent meg TZB HAUSTECHNIK.