використовувати

Сучасні технології можуть працювати гірше, ніж старі технології без інтелектуального використання.

Світлодіодне освітлення, конденсаційний котел, тепловий насос або рекуперація витрачають менше, ніж застарілі технології, але для задоволення енергетичних потреб житла [1] наші сучасні будинки або квартири витрачають більше, ніж будь-коли раніше в історії людства. Ми довше світимо, ми обігріваємо більші житлові приміщення, ходимо на більш віддалені роботи, більше охолоджуємося, морозимося і кондиціонуємось. Однак на прикладі тестування холодильника ви можете побачити, як часто достатньо лише розумних рішень для великої економії.

Ми всі знаємо цей цикл: ми заморожуємо їжу в морозильній камері, щоб нагріти/приготувати її на газі чи електриці. Потім приготована їжа охолоджується (зберігається в холодильнику), щоб ми могли потім нагрівати її в мікрохвильовці, поки остаточно її не з’їмо. Заміна застарілої морозильної камери, холодильника або мікрохвильовки на нову з енергетичного класу A +++ призведе до значної економії енергії в такому циклі приготування їжі, але приготування їжі та споживання свіжоприготовленої їжі витрачає значно менше енергії, ніж у першому випадку. Подібним чином розумні житлові звички принесуть набагато більшу економію, ніж будь-які технологічні, технічні або будівельні інновації.

Коли "С" економічніше, ніж "А"

Холодильники та морозильники працюють цілодобово 365 днів на рік, тоді як у середньому домогосподарстві вони мають найбільше споживання енергії серед побутових приладів. Їх розміщення та налаштування можуть зменшити споживання вдвічі або, навпаки, подвоїти (за аналогією, продовжити або скоротити термін їх служби). Тому вибору інтелектуального енергозберігаючого холодильника A ++ недостатньо, його користувач також повинен бути розумним. Те саме стосується інших інтелектуальних технологій у будівлі, які без інтелектуального використання можуть мати гірші характеристики, ніж неінтелектуальні технології, але які використовуються розумно.

На прикладі тестування холодильників ми покажемо вплив звичок людини на споживання енергії. Морозильну камеру Samsung RL56GSBSW (енергетичний клас A +) тестували в серії вимірювань. В ході експериментів вимірювали кімнатну температуру, температуру повітря в холодильнику, температуру в морозильній камері та температуру всередині м’яса (у морозильній камері). В середовищі моделювання Matlab Simulink була створена модель, яка дозволяє встановлювати ступінь охолодження (внутрішня температура холодильника та морозильної камери) та зовнішня температура.

Бажано розмістити холодильник у найхолоднішому місці

У домогосподарствах без кондиціонера внутрішня температура коливається в широкому діапазоні температур (від 18 ° C в зимові місяці до 30 ° C в літні місяці). Висока температура означає збільшення витрат на холодильник (морозильну камеру), оскільки різниця температур між внутрішньою частиною холодильника та його оточенням збільшується.

Відповідно до здорового глузду, зрозуміло, що чим холодніше середовище, в якому він знаходиться, тим менше енергії споживатиме споживач, оскільки різниця між температурою навколишнього середовища та холодильником буде меншою.

Фіг. 1 Споживання електроенергії комбінованим холодильником залежно від зовнішньої температури

Перше вимірювання було зосереджено на оцінці залежності приросту споживання енергії від температури навколишнього середовища (рис. 1). З графіку видно, що якщо ми перенесем холодильник із теплої сонячної кухні в більш холодну камеру влітку, ми зменшимо його споживання приблизно вдвічі. Або якщо ми зменшимо кімнатну температуру з 24 до 21 ° C взимку (ми не перегріваємось), споживання енергії зменшиться приблизно на 20%. Загалом споживана енергія прямо пропорційна температурі навколишнього середовища холодильника, при збільшенні кімнатної температури на 1 ° C збільшується споживання приблизно на 6% (порівняно зі стандартним споживанням при 21 ° C).

Ступінь охолодження проти споживання енергії

Поточні холодильники дозволяють користувачеві вибирати ступінь охолодження, тобто j. вибираючи внутрішню температуру холодильника або морозильної камери. Як правило, ми можемо вибирати з температури від 2 до 10 ° C у холодильнику та від температури від -23 до -16 ° C у морозильній камері. Так само випробувана модель холодильника дозволила встановити ступінь охолодження. Під час другого вимірювання необхідна температура холодильника/морозильної камери змінилася від найбільшого охолодження 2 ° C/–21 ° C до найменшого охолодження 10 ° C/–16 ° C.

Фіг. 2 Витрата при різних температурах охолодження (при кімнатній температурі 21 ° C)

Як і в попередньому випадку, із збільшенням температури охолодження (різниця температур - кімнатна температура та температура всередині холодильника) зменшується споживання енергії на охолодження. Наприклад, якщо ми підвищимо температуру холодильника на 2 ° C (з 4 до 6 ° C; для морозильної камери від -21 до -19 ° C), споживання зменшиться приблизно на 15%. Споживана енергія прямо пропорційна ступеню охолодження, зі зниженням температури охолодження на 1 ° C, збільшуючи споживання приблизно на 9% (порівняно зі стандартним споживанням при температурі охолодження 6 ° C/-19 ° C).

Відключення і початок охолодження

Дуже важливою характеристикою холодильного обладнання є підтримання холоду в разі відключення електроенергії, оскільки чим повільніше піднімається температура в холодильнику/морозильній камері, тим довше може бути відключення електроенергії без зміни якості охолоджених продуктів (розморожування тощо). ). Тому ми досліджували зміну температури в холодильнику/морозильній камері після вимкнення живлення. Ми вимкнули охолодження при двох різних температурах повітря в приміщенні (14 і 21 ° C). Температура в морозильній камері змінювалася майже однаково в обох випадках (рис. 3), через те, що тестова морозильна камера була повною їжі (особливо м'яса), що спричиняло велику теплоємність.

Фіг. 3 Порівняння температур морозильної камери після вимкнення охолодження

Однак, коли охолодження було вимкнено, температура в холодильнику змінювалася значно швидше при вищій кімнатній температурі (рис. 4). При вищій кімнатній температурі (21 ° C) температура в холодильнику зросла на 3 ° C за 3 години, тоді як при нижчій кімнатній температурі (14 ° C) температура в холодильнику за той же час зросла лише на 4 ° C (ця різниця порівняно з морозильною камерою зумовлена ​​меншою теплоємністю їжі та більшою поверхнею холодильника порівняно з морозильною камерою).

Фіг. 4 Порівняння температур у холодильнику після вимкнення охолодження

На фіг. 3 і 4, видно, що при повторному увімкненні охолодження час охолодження зменшується вдвічі при нижчій кімнатній температурі і заощаджується наполовину споживання енергії (рис. 5), оскільки холодильник значно менше прогрівається в холодну навколишнє середовище. Загалом, чим більше їжі в холодильнику, тим повільніше піднімається температура після відмови охолодження (живлення).

Фіг. 5 Початок охолодження після відключення (споживання)

Термін служби холодильника проти кімнатна температура

При різній кімнатній температурі, а також при різних режимах охолодження система охолодження холодильника буде працювати протягом різного періоду часу. Зрозуміло, що при нижчій кімнатній температурі цикл охолодження займає коротший час, ніж при високій температурі, тоді як час між двома циклами охолодження буде довшим при меншій різниці температур у приміщенні/холодильнику (морозильна камера) (рис. 6).

Фіг. 6 Цикл охолодження при різних кімнатних температурах

Це буде подібним у випадку максимального охолодження порівняно з охолодженням до більш високих температур - на рис. 7 див. Різницю між "роботою" холодильника при кімнатній температурі 14/28 ° С. З однаковим циклом охолодження холодильник набагато довше охолоджується при вищій кімнатній температурі.

Фіг. 7 Цикл охолодження на різних стадіях охолодження

Подібна залежність може спостерігатися при виборі різного ступеня охолодження. Знижуючи кімнатну температуру, а також зменшуючи ступінь охолодження, час циклу охолодження скорочується. Перерахунок роботи охолоджуючого пристрою протягом однієї доби показаний на фіг. 1 і 2 (год/день).

Розумне розміщення пристрою

Згідно з представленими вимірами, розташування холодильника та його правильна настройка мають великий вплив на термін його служби та споживання. Загалом, можна сказати, що холодильник/морозильну камеру слід розміщувати в якомога холоднішому приміщенні (якщо це можливо і не зменшить комфорту використання). У односімейних будинках перенесення морозильної камери з гарячої кухні в холодну кімнату чи підвал може заощадити більше 60 відсотків енергії. Ці заощадження тим більші, чим нижчий енергетичний клас холодильника/морозильної камери. Це дозволяє економити десятки євро на рік без необхідності купувати більш сучасне обладнання. Якщо припустити, що в Словаччині є один мільйон домогосподарств, і, таким чином, кожне з них заощадить 10% споживання (тобто 0,1 кВт-год), то 100 МВт-год електроенергії буде заощаджено на день. У європейському масштабі така, здавалося б, невелика економія представляла б потужність окремого ядерного реактора.

Економічна технологія, що використовується неекономно

Досвід чітко показує, що споживання енергії двох однакових будинків (з однаковим будівельним рішенням, технологіями HVAC тощо) показує в рази різко різні дані. Ця різниця обумовлена ​​головним чином різними (часто неправильними) налаштуваннями та використанням одних і тих самих технологій, тоді як правда, що економічна або інтелектуальна технологія, що використовується неекономно (неінтелектуально), часто витрачає більше, ніж «звичайна» технологія, яка використовується розумно.

Розумні та етичні звички при будівництві та використанні будинків (квартир)

Над будь-якою економічною чи інтелектуальною технологією стоїть людина, яка може розумно чи необґрунтовано використовувати її потенціал. Економічний світлодіодний РК-телевізор, що використовується як радіо (він увімкнений у вітальні, але ми його не дивимося, оскільки готуємо обід на кухні), витрачає на порядок більше енергії, ніж радіо, яке ми б слухали в кухня.

Ми часто покладаємось на економію та інтелектуальність даної технології чи пристрою без подальшого або будь-якого вивчення зв’язків його використання із ширшим контекстом нашого життя. Однак тисячі випадків практики чітко підтверджують той факт, що інтелект з боку користувача стає все більш важливим, ніж ярлик "розумний" чи "еко" розгорнутої технології.

З точки зору етичного використання простору та енергії, важливо, щоб т. Зв літня та зимова зона, яка максимально використовує всі пасивні елементи будинку та його оточення (орієнтація та маса будинку, затінення або усунення вітрів навколишньою рослинністю - мінімізація потреби в кондиціонуванні та опаленні).

У старих будинках з "невідповідною" дизайном (особливо в квартирах) є багато перегрітих приміщень, таких як шафа для одягу, комора, коридори, туалет тощо, навіть якщо вони не містять радіаторів (або ці радіатори чи поверхні "вимкнені") . Перегрів є результатом утилізації і виникає внаслідок надходження тепла з оточуючих опалювальних приміщень. На практиці ми часто стикаємося з випадками, коли приміщення з необхідною найнижчою температурою (наприклад, серверні приміщення тощо) несвідомо розташовані в найтепліших частинах будівель, тому вони повинні кондиціонуватися буквально без зупинок.

Правильне планування, визначення призначення окремих приміщень та розумне нагрівання чи охолодження приміщень у потрібний час [2] витратять набагато менше енергії, ніж найекономічніший тепловий насос, який використовується в приміщеннях, які не використовуються належним чином та не опалюються/кондиціонуються.

Короткий душ замість ванни економить майже 70% води і, отже, стільки ж енергії для її нагрівання. Заміна старого газового котла на новий конденсаційний з найсучаснішою технологією управління дозволить заощадити близько 10-15% у порівнянні [3].

Зміна звичок та використання здорового глузду у споживанні енергії може значно зменшити споживання енергії. Кожен може внести невеликі зміни у свої звичні звички, не перевертаючи своє життя. Коли ці незначні зміни об’єднаються, вони можуть сприяти великим глобальним змінам.

Фотографії: автор, isifa/Shutterstock

Інж. Станіслав Штево, к.т.н.
Автор зосереджує увагу на проектуванні стійких будівель та автоматизації будівель.

Література
1. Števo, S.: Енергія житла в глобалізованих будинках In: TZB Haustechnik, roč. 25, ні. 1 (2017), с. 32 - 35.
2. Штево С.: Ефективне управління теплом. У: iDB Journal, вип. 2, № 6 (2012), с. 24 - 25.
3. Радімак Е.: Конденсаційний котел: чи справді це так економічно? Опалення та освітлення, 23 жовтня 2014 р., Доступно в Інтернеті: https://www.setri.sk/kondenzacny-kotol-je-naozaj-taky-usporny/.

Стаття була опублікована в журналі TZB Haustechnik 3/2017.