енергоспестяващи

Съвременните технологии могат да се представят по-зле от по-старите технологии без интелигентна употреба.

LED осветлението, кондензационният котел, термопомпата или рекуперацията харчат по-малко от по-старите технологии, но за да отговорят на енергийните нужди на жилищата [1], настоящите ни къщи или апартаменти харчат повече от всякога в човешката история. Ние светим по-дълго, отопляваме по-големи жилищни площи, ходим на по-отдалечени работни места, охлаждаме, замразяваме и климатизираме повече. С примера на тестване на хладилник обаче можете да видите как често са достатъчни само разумни решения за големи икономии.

Всички знаем този цикъл: замразяваме храната във фризера, за да я загряваме/готвим с газ или електричество. След това сготвената храна се охлажда (съхранява в хладилник), за да можем след това да я загреем в микровълновата, докато накрая я изядем. Замяната на остарял фризер, хладилник или микровълнова фурна с нов от енергиен клас A +++ ще донесе значителни икономии на енергия в такъв цикъл на готвене, но готвенето и консумацията на прясно приготвена храна губи драстично по-малко енергия, отколкото в първия случай. По същия начин разумните жилищни навици ще донесат много по-големи икономии от всяка технологична, техническа или иновационна иновация в сградата.

Когато "С" е по-икономично от "А"

Хладилниците и фризерите работят 24 часа в денонощието, 365 дни в годината, докато в средното домакинство те имат най-високата консумация на енергия сред уредите. Тяхното разположение и настройка могат да намалят наполовина това потребление или, обратно, да го удвоят (по аналогия, удължават или съкращават техния експлоатационен живот). Следователно изборът на интелигентен енергоспестяващ хладилник A ++ не е достатъчен, потребителят му също трябва да бъде интелигентен. Същото важи и за други интелигентни технологии в сградата, които без интелигентна употреба могат да имат по-лоши характеристики от неинтелигентните технологии, но които се използват разумно.

Използвайки примера за тестване на хладилник, ще покажем влиянието на човешките навици върху потреблението на енергия. Фризерът Samsung RL56GSBSW (енергиен клас A +) беше тестван в поредица от измервания. Експериментите измерват стайна температура, температура на въздуха в хладилника, температура във фризера и температура вътре в месото (във фризера). В симулационната среда на Matlab Simulink е създаден модел, който позволява да се зададе степента на охлаждане (вътрешна температура на хладилника и фризера) и външна температура.

Препоръчително е да поставите хладилника на най-студеното място

В климатизираните домакинства вътрешната температура варира в широк температурен диапазон (от 18 ° C през зимните месеци до 30 ° C през летните месеци). Високата температура означава увеличени разходи за хладилника (фризера), тъй като температурната разлика между вътрешността на хладилника и заобикалящата го среда се увеличава.

Според здравия разум е ясно, че колкото по-студена е средата, в която се намира, толкова по-малко енергия ще консумира потребителят, тъй като разликата между околната температура и хладилника ще бъде по-ниска.

Фиг. 1 Консумация на електроенергия на комбинирания хладилник в зависимост от външната температура

Първото измерване се фокусира върху оценката на зависимостта на растежа на потреблението на енергия от околната температура (фиг. 1). От графиката става ясно, че ако през лятото преместим хладилника от топла слънчева кухня в по-студена камера, ще намалим консумацията му с около половината. Или ако намалим стайната температура от 24 на 21 ° C през зимата (не прегряваме), консумацията на енергия ще бъде намалена с приблизително 20%. Като цяло консумираната енергия е право пропорционална на околната температура на хладилника, с 1 ° C повишаване на стайната температура, което увеличава консумацията с около 6% (в сравнение със стандартната консумация при 21 ° C).

Степен на охлаждане срещу консумация на енергия

Текущите хладилници позволяват на потребителя да избере степента на охлаждане, т.е. j. избор на вътрешната температура на хладилника или фризера. Като правило можем да избираме от температури от 2 до 10 ° C в хладилника и от температури от -23 до -16 ° C във фризера. По същия начин тестваният модел на хладилника позволява да се определи степента на охлаждане. При второто измерване необходимата температура на хладилника/фризера се промени от най-голямото охлаждане от 2 ° C/–21 ° C до най-малкото охлаждане от 10 ° C/–16 ° C.

Фиг. 2 Консумация при различни температури на охлаждане (при стайна температура 21 ° C)

Както в предишния случай, с увеличаване на температурата на охлаждане (температурната разлика - стайната температура и температурата вътре в хладилника намалява), консумацията на енергия за охлаждане намалява. Например, ако повишим температурата на хладилника с 2 ° C (от 4 до 6 ° C; за фризер от -21 до -19 ° C), консумацията ще намалее с приблизително 15%. Консумираната енергия е пряко пропорционална на степента на охлаждане, с намаляване на температурата на охлаждане с 1 ° C, увеличавайки консумацията с приблизително 9% (в сравнение със стандартната консумация при температура на охлаждане 6 ° C/-19 ° C).

Прекъсване и стартиране на охлаждането

Много важна характеристика на хладилното оборудване е поддържането на студ в случай на прекъсване на електрозахранването, тъй като колкото по-бавно се повишава температурата в хладилника/фризера, толкова по-дълго може да бъде прекъсването на захранването, без да се променя качеството на охладената храна (размразяване и др. ). Поради това изследвахме промяната в температурата в хладилника/фризера след изключване на захранването. Изключихме охлаждането при две различни температури на въздуха в помещението (14 и 21 ° C). Температурата във фризера се е променила почти еднакво и в двата случая (фиг. 3), поради факта, че фризерът, който тествахме, беше пълен с храна (особено месо), което предизвика голям топлинен капацитет.

Фиг. 3 Сравнение на температурите на фризера след изключване на охлаждането

Въпреки това, когато охлаждането е било изключено, температурата в хладилника се е променила значително по-бързо при по-висока стайна температура (фиг. 4). При по-висока стайна температура (21 ° C) температурата в хладилника се повишава с 3 ° C за 3 часа, докато при по-ниска стайна температура (14 ° C) температурата в хладилника се увеличава само с 4 ° C за същото време (тази разлика в сравнение с фризера се дължи на по-ниския топлинен капацитет на храната и по-голямата повърхност на хладилника в сравнение с фризера).

Фиг. 4 Сравнение на температурите в хладилника след изключване на охлаждането

На фиг. 3 и 4, може да се види, че когато охлаждането се включи отново, времето за охлаждане се намалява наполовина при по-ниска стайна температура и се спестява половината от потреблението на енергия (ФИГ. 5), тъй като хладилникът се затопля значително по-малко при по-студено заобикаляща среда. Като цяло, колкото повече храна има в хладилника, толкова по-бавно се повишава температурата след прекъсване на охлаждането (захранването).

Фиг. 5 Охлаждащ старт след изключване (консумация)

Живот на хладилника vs. стайна температура

При различни стайни температури, както и при различни режими на охлаждане, охладителната система на хладилника ще работи за различно време. Ясно е, че при по-ниска стайна температура охлаждащият цикъл отнема по-кратко време, отколкото при високите температури, докато времето между два охлаждащи цикъла ще бъде по-дълго с по-малка температурна разлика в стаята/хладилника (фризер) (Фиг. 6).

Фиг. 6 Цикъл на охлаждане при различни стайни температури

Ще бъде подобно в случай на максимално охлаждане в сравнение с охлаждане до по-високи температури - на фиг. 7 вижте разликата между "работата" на хладилника при стайна температура 14/28 ° C. Със същия цикъл на охлаждане, хладилникът се охлажда много по-дълго при по-висока стайна температура.

Фиг. 7 Охлаждащ цикъл при различни етапи на охлаждане

Подобна зависимост може да се наблюдава при избора на различни степени на охлаждане. Чрез понижаване на стайната температура, както и намаляване на степента на охлаждане, времето за охлаждане се съкращава. Преизчисляването на работата на охлаждащото устройство през един ден е показано на ФИГ. 1 и 2 (h/ден).

Интелигентно разположение на устройството

Според представените измервания, местоположението на хладилника и правилната му настройка оказват голямо влияние върху неговия експлоатационен живот и консумация. Като цяло можем да кажем, че хладилникът/фризерът трябва да бъде поставен във възможно най-студено помещение (ако е възможно и няма да намали комфорта при използване). В еднофамилни домове преместването на фризер от гореща кухня в по-студена стая или мазе може да спести повече от 60 процента енергия. Тези спестявания са толкова по-големи, колкото по-нисък е енергийният клас на хладилника/фризера. Това спестява десетки евро годишно, без да е необходимо да се купува по-модерно оборудване. Ако приемем, че в Словакия има един милион домакинства и по този начин всяко от тях би спестило 10% от потреблението (т.е. 0,1 kWh), ще бъдат спестени 100 MWh електроенергия на ден. В европейски мащаб подобно на пръв поглед малко спестяване би представлявало мощта на отделен ядрен реактор.

Икономична технология, използвана неикономично

Опитът ясно показва, че енергийното потребление на две еднакви къщи (с еднакво строително решение, HVAC технологии и др.) Показва многократно драматично различни данни. Тази разлика се дължи главно на различни (често неправилни) настройки и използването на едни и същи технологии, докато е вярно, че икономичната или интелигентна технология, използвана неикономично (неинтелигентно), често харчи повече от „конвенционалната“ технология, използвана интелигентно.

Разумни и етични навици при строителството и използването на къщи (апартаменти)

Над всяка икономична или интелигентна технология има човек, който може да използва потенциала си разумно или неразумно. Икономичният LED LCD телевизор, използван като радио (той е включен в хола, но не го гледаме, защото приготвяме обяд в кухнята), изразходва с порядък повече енергия от радиото, което бихме слушали в кухня.

Често разчитаме на икономичността и интелигентността на дадена технология или устройство, без по-нататъшно или каквото и да е проучване на връзките на неговото използване с по-широкия контекст на живота ни. Хиляди случаи на практика обаче ясно потвърждават факта, че интелигентността от страна на потребителя е все по-важна от етикета „интелигентен“ или „еко“ на внедрената технология.

От гледна точка на етичното използване на пространството и енергията, от съществено значение е т.нар лятна и зимна зона, която максимално използва всички пасивни елементи на къщата и околностите (ориентация и маса на къщата, засенчване или премахване на ветровете от околната растителност - минимизиране на необходимостта от климатизация и отопление).

В по-старите диспозиционно проектирани къщи (особено апартаменти) има много прегряти пространства, като гардероби, килери, коридори, тоалетни и т.н., въпреки че те не съдържат радиатори (или тези радиатори или повърхности са "изключени"). Прегряването е резултат от изхвърляне и възниква поради топлинни печалби от околните отопляеми помещения. На практика често срещаме случаи, когато помещения с необходимата най-ниска температура (напр. Сървърни помещения и др.) Са несъзнателно разположени в най-топлите части на сградите, така че те трябва да бъдат климатизирани буквално без спиране.

Правилното разположение, определянето на предназначението на отделните помещения и разумното отопление или охлаждане на помещенията в точното време [2] ще изразходват много по-малко енергия от най-икономичната термопомпа, използвана в помещения, които не се използват правилно и се отопляват/климатизират.

Кратък душ вместо вана спестява почти 70% от водата и по този начин същото количество енергия за нагряването й. Замяната на стар газов котел с нов кондензационен с най-съвременна технология за управление ще спести около 10 до 15% в сравнение [3].

Промяната на навиците ни и използването на здравия разум при използването на енергия може значително да намали консумацията на енергия. Всеки може да направи малки промени в обичайните си навици, без да преобръща живота си с главата надолу. Когато тези малки промени се съберат, те могат да допринесат за големи глобални промени.

Снимки: автор, isifa/Shutterstock

Ing. Д-р Станислав Щево.
Авторът се фокусира върху проектирането на устойчиви сгради и автоматизацията на сградите.

Литература
1. Števo, S.: Energetika bývania v globalizovaných domoch В: TZB Haustechnik, roč. 25, бр. 1 (2017), стр. 32 - 35.
2. Števo, S.: Ефективно управление на топлината. В: iDB Journal, кн. 2, бр. 6 (2012), стр. 24 - 25.
3. Радимак, Е .: Кондензационен котел: наистина ли е толкова икономичен? Отопление и осветление, 23 октомври 2014 г., достъпно онлайн: https://www.setri.sk/kondenzacny-kotol-je-naozaj-taky-usporny/.

Статията е публикувана в списание TZB Haustechnik 3/2017.