6.1. Определение показателей энергоэффективности

Используемые для оценки эффективности работы установок, систем, технологий, процессов показатели энергоэффективности почти никогда не удается определять непосредственно, путем прямого измерения. Эти величины рассчитываются на основе измерений параметров энергоносителей (рабочих сред или тел) и их расходов. Для понимания этого полезно рассмотреть принципиальную схему, абстрактно показывающую наиболее общие элементы любого объекта, который анализируется с точки зрения эффективности использования энергии (рис.6.1).

Эта схема применима практически к любой технологической, бытовой установке, аппарату, станку, печи и пр. Здесь выделено главное: то, ради чего эта установка (объект) существует, – это продукция, которая получается в результате ее работы или вообще некоторая полезная функция. Эта установка (объект) в ходе своего функционирования потребляет энергию (либо несколько видов энергии).

Процесс, происходящий в установке, как правило, сопровождается некоторыми потерями энергии. Показатель энергоэффективности – это некоторая величина, характеризующая соотношение затраченной энергии и полезной продукции (функции, выраженной количественно).

Приведем примеры.Штамп (станок), формующий таблетки из поступающей в него исходной массы, имеет в качестве продукции эти таблетки и потребляет энергию, приводящую его в действие.

Насосная установка в качестве полезной функции повышает давление перекачиваемой среды. Потребляет энергию, затрачиваемую на ее привод.

Жилое здание как будто не имеет какого-то материального выхода (продукции), но зато полезной его функцией можно считать поддержание внутри заданного (комфортного) температурного режима. Кстати, вся энергия, приходящая в здание при этом превращается в тепловые потери – потоки энергии, проходящие через ограждающие конструкции наружу.

Потери энергии

Обследуемый

объект

(установка)

объектом (установкой (полезная функция)

продукции) энергия

Потери энергии

Рис.6.1. Схема анализа объектов в энергетическом обследовании

Как это было сформулировано выше, для определения значения показателей энергоэффективности необходимо сопоставить некоторое количество полезной продукции и энергии, затраченной на ее получение в установке. Во многих случаях учет, который ведется на производстве, позволяет сопоставить эти количества и рассчитать значение показателя энергоэффективности. Если такого учета не ведется, то эксперты, обследующие объект, должны найти способ определения указанных количественных характеристик. Чаще всего это проведение измерений параметров и расходов энергоносителей, на основе которых затем рассчитывается количество (мощность) потребленной энергии (и произведенной продукции).

Исходя из самой общей схемы, приведенной на рис.6.1, для определения указанного выше соотношения необходимо либо произвести измерения на коммуникациях, подводящих энергию, либо измерять полезно использованную энергию и все энергетические потери.

Первый метод, при котором на определенное количество произведенной продукции (полезной функции) измеряют подведенное количество энергии, называют методом непосредственного (или прямого) энергетического баланса.

Метод, при котором кроме полезно использованной энергии дополнительно измеряют все имеющие место потери энергии, а затем по их сумме с полезной энергией, определяют потребленную энергию, называют методом обратного энергетического баланса.

Выбор того или другого метода зависит от особенностей обследуемого объекта (установки). Если произведенную продукцию учитывают и можно произвести измерения на подводящих энергетических коммуникациях, то применяют метод прямого энергетического баланса. Если же подводимую энергию измерять сложно, но возможны измерения всех потоков энергетических потерь, то применяют метод обратного баланса.