9 Расчет потребности в топливно-энергетических ресурсах с основами энергосбережения

Часть «Расчет потребности в топливно-энергетических ресурсах с основами энергосбережения» включает следующие подразделы:

1) Расчет норм потребления тепловой и электрической энергии на отопление, вентиляцию, кондиционирование:

- расчет норм потребления тепловой и электрической энергии на отопление;

- расчет норм потребления электрической энергии на системы приточной вентиляции и кондиционирование воздуха;

- расчет норм потребления тепловой и электрической энергии для систем вентиляции с механическим побуждением и систем комфортного кондиционирование воздуха.

2. Расчет норм потребления электрической энергии на освещение

3)Расчет нормативов потребления электроэнергии по видам оборудования;

4)Расчет нормативов потребления электроэнергии холодильными машинами стационарных холодильных камер.

Расчет потребления тепловой энергии на отопление

Для теплотехнической оценки конструктивно-планировочных решений здания, выяснения тепловой мощности отопительной установки, определение потребности в тепле района или города годовую норму потребления тепловой энергии на отопление можно рассчитать по формуле (9.1):

= (t_в-t_о.п.) ×V_зд. ×24×П_о.п. ×3,6×10^-6 (9.1)

где - удельный тепловой норматив здания на отопление в Вт/м³- град., принимаемый в зависимости от этажности здания, отношение параметра Р к площади здания F₂, отношения площади F₀ окон к площади наружных стен F_c, а также расчетной температуры наружного воздуха холодной пятидневки пункта расположения предприятия t_н.;

t_в– средневзвешенная температура воздуха в помещении, принимаемая для ПОП +16°С (СНиП II-Л, 8-71);

t_о.п–средняя температура наружного воздуха на отопительный период для пункта расположения предприятий в град.;

V_зд – строительный объем зданий по наружным замерам, м³;

24 – число часов работы системы отопления в сутках;

П_о.п. – число дней отопительного периода пункта расположения предприятия;

3,6 – эквивалент перевода в ГДж.

Расчет потребления тепловой энергии на системы приточной вентиляции и кондиционирования воздуха

Затраты тепловой энергии на системы приточной вентиляции ПОП рассчитывают по формуле (9.2):

= (t_в-t_о.п.) × П_пр. ×T×3,6×10^-6 (9.2)

где - удельный тепловой норматив предприятия на вентиляцию, принимаемый в зависимости от числа мест на предприятии и условных единиц технологического теплового электрооборудования, в Вт/град.;

m – число мест на объекте общественного питания;

n – суммарное число условных единиц технологического теплового электрооборудования, работающего одновременно (за условную единицу технологического оборудования принимается такое оборудование, установочная мощность которого составляет 1 кВт. В случае, если мощность единицы теплового оборудования не равна 1 кВт, то для получения условных единиц теплового оборудования необходимо просуммировать мощности всего теплового оборудования и разделить на единицу);

t_в– средневзвешенная температура воздуха в помещении, принимаемая для ПОП +16°С (СНиП II-Л, 8-71);

t_о.п–средняя температура наружного воздуха на отопительный период для пункта расположения предприятий в град.;

П_пр – число дней в году работы приточных вентиляционных систем, принимаемое равным:

П_пр=(1,08+1,1) ×П_о.п. (9.3)

где П_о.п. – число дней отопительного периода пункта расположения предприятия (СНиП II-А-6-72);

Т – число часов работы объекта общественного питания в сутки;

3,6 – эквивалент перевода в ГДж.

Расчет потребления электроэнергии для вентиляционных систем с механическим побуждением и систем комфортного кондиционирования воздуха

Норматив потребления электроэнергии вентиляционными установками при механической вентиляции и системами кондиционирования воздуха рассчитывают по формуле (9.4):

N_в=∑ _Nвыт. ×Т×П_выт.+∑ _Nпр×Т×П_пр. + ∑ _Nкон. ×Т×П_кон. +∑ _{N х} × (Т/24 ) ×П_х, (9.4)

где ∑ _{N выт.} И ∑ _{N пр.} – суммарная установочная мощность соответственно существующих на месте вытяжных и приточных вентиляционных систем в кВт;

∑ _{N кон.}– суммарная установочная мощность кондиционеров на предприятии, мощность вентиляторов, электрофильтров и насос для перекачки теплоносителя системы кондиционирования воздуха в кВт;

∑ _{N х} – суммарная, существующая на предприятии, мощность насосов, транспортирующих хладоагент, в кВт;

Т – число часов работы предприятия в сутки;

П_пр. – число дней в году работы приточных вентиляционных систем, принимаемое равным:

П_пр=(1,08÷1,1) × П_о.п. (9.5)

где П_о.п. – число дней отопительного периода пункта расположения предприятия;

П_выт. – число дней в году работы вытяжных вентиляционных систем, принимаемое равным числу дней работы предприятия в год.

Расчет потребления электрической энергии на освещение

Технико-экономические показатели эксплуатации осветительной установки (ОУ) ПОП зависят от правильного выбора (расчета) ее мощности, рационального использования рабочего времени ОУ. Установочная мощность ОУ определяется путем проведения светотехнических расчетов для каждого предприятия в каждом конкретном случае. В основу этих расчетов положена величина нормируемой освещенности рабочей поверхности, которая зависит от типа помещения и точности выполняемых работ (СНиП 4−79). Значения величины удельной мощности источников света, приходящихся на единицу площади рабочей поверхности, зависят от таких величин, как площадь помещения, расстояние от источника света до рабочей поверхности, характеристики применяемых осветительных приборов, архитектурных особенностей помещения. С целью определения удельной мощности составлены таблицы для групп светильников, а именно, для осветительных приборов с люминесцентными лампами и лампами накаливания.

Учитывая специфику работы осветительных приборов в объектах общественного питания планирование потребления электроэнергии на нужды освещения проводятся по всем помещениям, входящим в состав объекта общественного питания. При этом необходимо учитывать режим работы осветительных приборов в отдельных помещениях, общий режим работы объекта питания, географическую широту расположения, сезонность работы.

Суточное потребление электроэнергии в объекте общественного питания на нужды освещения определяют по формулам (9.6)-(9.8).

• Для помещений, имеющих естественное освещение:

N₁=( W₁×S₁×K₀×+ W₂×S₂×K₀×+…+ W_n×S_n×K₀×)×К_ш×К_с (9.6)

• для помещений без естественного освещения:

N₂= W₁×S₁×K₀×+ W₂× S₂×K₀×+…+ W_n×S_n×K₀× (9.7)

• общее суточное потребление электроэнергии:

N=N₁+N₂ (9.8)

где N,N₁,N₂  суточное потребление электроэнергии по предприятию, помещениям с естественным освещением и без естественного освещения, соответственно, кВт*ч;

W₁,W₂,W_n удельная мощность освещения, зависящая от типа применяемого источника света по помещениям, Вт/м²;

S_1,S₂,S_n− площадь соответствующих помещений, м²;

К₀− коэффициент одновременности включения осветительных приборов (таблица А.7);

К_ш− коэффициент, учитывающий широту расположения объекта общественного питания;

К_с коэффициент сезонности (К_с= 0,63);

 продолжительность работы осветительных приборов в помещениях, ч.

Данные расчеты сводят в таблицы 9.1 и 9.2.

Таблица 9.1–Для помещений с естественным освещением

Наимено-вание помещений	Площадь, м2	Высота, м	Источник света	Удельная Мощность, Вт/м2	Число часов работы	К0	Кш	Кс	Расход электро энергии, кВт*ч (N1)
1
2
…
Итого

Таблица 9.2–Для помещений без естественного освещения

Наимено-вание помещения	Площадь, м2	Высота, м	Источник света	Удельная мощность, Вт/м2	Число часов работы	К0	Расход электроэнергии, кВт*ч (N2)
1
2
…
Итого

Годовое потребление электроэнергии на нужды освещения по предприятию определяют по формуле (9.9):

N₀=N×К₃×П (9.9)

где N₀ годовое потребление электроэнергии по предприятию, кВт*ч;

К₃ коэффициент запаса, учитывающий потери осветительной сети,(К₃=1,04);

П количество рабочих дней предприятия в году.

Расчет потребления электроэнергии по видам оборудования

Нормирование потребления электроэнергии производится с учетом установочной мощности единицы оборудования, коэффициентов использования, нагрузки, запаса, а также с учетом возможностей ручного или автоматического регулирования режима и фактической продолжительности его работы.

Расчет нормативов потребления электроэнергии по видам оборудования производится по формулам (9.10)-(9.29), представленным в таблице 9.3.

Таблица 9.3  Формулы для расчета нормативов потребления электроэнергии оборудованием

Группа оборудования	Формула
1	2
Холодильное оборудование	N=PУ×Ка×КЭ××КЗ (10)
Фритюрница, кипятильники, котлы, автоклавы	а) для первого часа работы N1=РУ×раз+Рст×Ка×ср (11) б) для последующих часов работы N=N1+Рст×Ка(-1)] ×КЗ (12)
Электрические плиты (конфорки)	а) для первого часа работы N1к= РУ×раз+ Ру×Кр×ст (13) б) для последующих часов работы Nк=N1×К+Ру×Кр(-1)] ×КЗ (14)
Продолжение таблицы 9.3
1	2
Электрические плиты (шкаф)	а) для первого часа работы N1ш= РУ×раз+ Ру×Ка×ст (15) б) для последующих часов работы Nш=N1ш+Ру×Ка(-1)] ×КЗ (16)
Электрические плиты (конфорка и шкаф) Шкафы Сковороды Кофеварки	N=Nк+Nш (17) а) для первого часа работы N1= РУ×раз+ Ру×Ка×ст (18) б) для последующих часов работы N=N1+Ру×Ка(-1)] ×КЗ (19) а) для первого часа работы N1= РУ×раз+ Ру×ст (20) б) для последующих часов работы N=N1+Ру×Кр(-1)] ×КЗ (21) а) для первого часа работы N1= РУ×раз+ Ру×Кс×с (22) б) для последующих часов работы N=N1+Ру×Кс(-1)] ×КЗ (23)
Мармиты, стойки раздаточные	N= РУ×Кпр××Кз (24)
Механическое и подъемно-транспортное	N= РУ ×Кu×Кпр××Кз (25)
Торговые автоматы	N= РУ ×Кс××Кз (26)
Контрольно-кассовые машины	N= РУ×Кu××Кз (27)
Пирожковые, пончиковые автоматы и тепловые аппараты непрерывного действия	а) для первого часа работы N1= Рут×раз+ Рут×Ка×ст+Рудв×Кu (28) б) для последующих часов работы N=N1+Рут×Ка(-1)+Рудв×Кu(-1)] ×Кз (29)
* Примечания: Обозначения, принятые в формулах: N нормативное потребление электроэнергии, кВтч; N1потребление электроэнергии единицей оборудования за первый час работы, кВтч; Nкпотребление электроэнергии конфоркой электроплиты, кВтч; Nш потребление электроэнергии шкафом электроплиты, кВтч; РУ установочная мощность единицы оборудования, кВт; Рст мощность, потребляемая единицей оборудования в стационарном режиме, кВт; Рут установочная мощность теплового оборудования, кВт; Рудв установочная мощность электродвигателя, кВт; КЭ коэффициент эксплуатации (для холодильного оборудования, шкафов, камер, прилавков, витрин, льдогенераторов значение коэффициента эксплуатации (КЭ) принимается равным 1,03). Кн коэффициент нагрузки; Кпр коэффициент прерывности работы (для всех видов холодильного оборудования значение коэффициента прерывности работы принимается равным 0,75); Кр коэффициент ручного регулирования; Ка коэффициент автоматического регулирования; КЗ коэффициент запаса (учитывает потери мощности в силовой сети и для всех видов оборудования КЗ=1,05); Кс коэффициент спроса; Кu коэффициент использования; раз продолжительность разогрева, ч;  продолжительность работы единицы оборудования в течении суток, ч; ст продолжительность стационарного режима за первый час работы, ч;

Расчет потребления электроэнергии холодильными машинами стационарных холодильных камер

Потребление электроэнергии на работу холодильной машины в течении суток определяется по формуле (9.30):

N_э=Q₀×N₁× (9.30)

где N_э – потребление электроэнергии компрессором в течении суток, кВт*ч;

Q₀ - холодопроизводительность компрессора холодильной машины в принятом режиме работы, кВт;

N₁ – удельный расход электроэнергии компрессора, кВт/кВт;

 - время работы электродвигателя компрессора, в сутки ч.( принято 12,16 и 20 час.).

Рассмотрено потребление электроэнергии при работе компрессора (в летний период температура конденсации холодильного агента t_к= 40°С , в зимний период t_к= 30°С) как при непосредственном охлаждении камер ( испарителями и воздухоохладителями ), так и охлаждении их промежуточным холодоносителем (рассольные батареи).

Для летнего и зимнего периода работы компрессора температура кипения холодильного агента при непосредственном охлаждении принимается на 10 °С ниже температуры камеры, а при рассольном охлаждении на 15°С ниже температуры камеры. Таким образом:

t_кам=t₀+ 10°C – непосредственное охлаждение камеры;

t_кам=t₀+ 15°C – рассольное охлаждение камеры,

где t_кам – температура в камере, °C;

t₀ – температура кипения холодильного агента, °С.

Различное потребление электроэнергии компрессорами холодильных машин с конденсаторами воздушного охлаждения в зимний и летний периоды вызвано изменением температуры конденсации (t_к=30°С в зимний период и t_к=40°С в летний период).

В холодильных машинах с конденсаторами водяного охлаждения температура конденсации (t_к) в зимний и летний периоды незначительна (t_к=30°С) и нормирование потребления электроэнергии компрессорами холодильных машин принято без изменений для летнего и зимнего режимов работы.

Затраты электроэнергии на работу электродвигателей вентиляторов, конденсаторов и воздухоохладителей (N_в), электродвигателей насосов конденсаторов водяного охлаждения (N_н) учитываются по установленной (паспортной) мощности Р_в, Р_н и времени работы Т, то есть по формулам (9.31) и (9.32):

N_в= Р_в×Т (9.31)

N_н=Р_н×Т (9.32)

где Р_в – мощность электродвигателя, вентилятора, кВт;

Р_н – мощность электродвигателя насоса конденсатора, кВт;

Т – продолжительность работы в часах.

Затраты электроэнергии на работу электродвигателей насосов для подачи холодоносителя (рассола) зависят от холодопроизводительности (Q₀) компрессора и создаваемого напора (Н, м).

Для холодильников предприятий общественного питания создаваемый напор в системах рассольного охлаждения Н≤ 30 м. При нормировании потребления электроэнергии на работу электродвигателей насосов принимаем Р_н(р) пропорциональным холодопроизводительности компрессора.

Р_н(р)= 0,1×Q₀ (33)

N_н(р)= Р_н(р) ×Т (34)

где Т – продолжительность работы насосов;

Q₀ – холодопроизводительность компрессора при расчетной температуре камеры;

N_н(р) – потребление электроэнергии электродвигателями насосов подачи холодоносителя, кВт.

Суточный суммарный расход электроэнергии на работу холодильной установки при рассольном охлаждении определяется по формуле (9.35):

N_cут= N_э+ N_н(р) (9.35)

где N_cут – суточное потребление электроэнергии холодильной установки рассольного охлаждения, кВт×ч;

N_э – потребление электроэнергии электродвигателем компрессора, кВт×ч;

N_н(р) – потребление электроэнергии электродвигателями насосов подачи холодоносителя, кВт×ч.