Поведение: поведение персонала оказывает прямое воздействие на экономию или перерасход энергии.

Рассмотрим примеры мер воздействия на поведение людей:

64. не устанавливать слишком высокую температуру приборов отопления;

65. не пользоваться всеми осветительными приборами во время уборки помещения;

66. использовать выключатели с контролем времени;

67. отключить приборы отопления и освещения в помещениях, которые не используются;

68. не открывать окна без надобности, особенно если окна над радиаторами;

69. тщательно закрывать окна и двери;

70. если достаточно естественного освещения, выключить искусственное освещение;

71. после работы отключать оборудование;

72. использовать, если это возможно, ночной тариф на электроэнергию

Меры, принимаемые в области технологии: Эти меры можно разделить на:

Меры, не требующие больших затрат:

73. избавиться от вентиляционных потерь путем изоляции дверей, установки устройств автоматического закрытия;

74. подключить вентиляторы к таймеру;

75. заменить лампы накаливания на люминесцентные;

76. распределение освещения больших помещений на несколько выключателей;

77. корректировка уровня отопления и нагрева радиаторов;

78. очистка бойлера один раз в год;

79. и т.д.

Меры, требующие капиталовложений:

80. теплоизоляция наружных стен здания и крыши;

81. изоляция мест между радиаторами и наружными стенами с плохой изоляцией;

82. изоляция труб центрального отопления;

83. изоляция вентилей и фланцев в бойлерной;

84. создание автоматической системы регулирования отопления.

 

10.3 Экологические принципы холодильного менеджмента при анализе эффективности применения хладагентов в холодильном оборудовании. После принятия Протокола в Киото становится совершенно очевидной необходимость разработки комплексной эколого-энергетической методики оценки антропогенного воздействия оборудования на окружающую среду. Такая методика должна учитывать и необратимость протекающих в установке процессов, и прямую эмиссию парниковых газов, и все энергетические затраты на производство и эксплуатацию оборудования, включая затраты на предотвращение и компенсацию ущерба, наносимого окружающей среде.

Сегодня уже становится очевидным, что традиционная оценка перспективности применения какого-либо типа холодильного оборудования по таким показателям как холодопроизводительность, холодильный коэффициент, а так же класс энергоэффективности бытового прибора (European Standard EN153) является, с точки зрения экологии, неполной. Разработке новых эколого-энергетических показателей для аудита и менеджмента уделяется недостаточно внимания со стороны законодательных структур, отвечающих за политику, проводимую в области экологии и экономии энергетических ресурсов.

Необходимость разработки достаточно простой методики эколого-энергетической экспертизы нового поколения холодильного оборудования продиктована несколькими обстоятельствами. Во-первых, прямой вклад галоидопроизводных углеводородов в процесс Глобального Потепления достаточно велик. Во-вторых, для производства искусственного холода расходуется весьма значительное количество энергии. И, наконец, за принятыми в Киото решениями по ограничению выбросов парниковых газов в атмосферу наверняка последует разработка и реализация национальных программ по экономии энергетических ресурсов и контроль за эмиссией радиационно-активных газов. Впервые в истории человечества технологический прогресс в холодильном машиностроении осуществляется под экологическими лозунгами сохранения озонового слоя и уменьшения выбросов хладагентов, имеющих высокое значение потенциала глобального потепления.

Совершенно очевидно, что при оптимизации технических устройств необходимо сводить к минимуму антропогенное воздействие на природу. Требуется разработка новых критериев, позволяющих в каждом конкретном случае определять верхнюю границу такого минимума. Такой естественной границей может служить экологическое пространство для диоксида углерода. Под этим термином следует понимать максимальную скорость, с которой атмосфера может принимать СО₂ без существенного глобального потепления даже в далеком будущем. Как уже указывалось выше, экологическое пространство на душу населения в год оценивается величиной 1.1 т СО₂. Поскольку выбросы СО₂ и других парниковых газов становятся основной причиной глобальной экологической катастрофы, связанной с процессом глобального потепления климата Земли, представляется вполне логичным интегрировать в хорошо разработанные методики термоэкономической оптимизациипоявившейся недавно метод TEWI-анализа.

Будущее развитие промышленности должно базироваться на концепции уменьшения выбросов радиационно-активных газов на душу населения, чему в значительной мере способствовало бы установление СО₂/энергетического налога. Причем нормы эмиссии должны определяться на эквивалентной основе для всех газов, вносящих заметный вклад в возрастание влияния парникового эффекта на всех этапах производства и потребления энергии. Реализация изложенного подхода может быть осуществлена в рамках метода эколого-термоэкономического анализа. Суть этой концепции заключается в интеграции методов термоэкономического исследования в процедуру вычисления TEWI. В этом случае, применительно к анализу холодильного оборудования, Полный Эквивалент Глобального Потепления может быть рассчитан по формуле: (10.3)

где Е - электромеханическая мощность, подводимая к компрессору. Расчет эксергетических потерь в холодильной машине, необходимых для вычисления величины Е, представлен в табл. ПриложенияОценочные расчеты показывают, что общее значение TEWI для холодильного оборудования установленного в Украине в 1994 г. эквивалентно, приблизительно, 74 млн. тонн CO₂ (11-12% от общей эмиссии парниковых газов) Если учитывать проводимую в стране структурную перестройку, характерными особенностями которой являются снижение уровня производства электроэнергии и развитие перерабатывающей промышленности, этот вклад может возрасти в 1.5-2.0 раза. Поэтому, вопросы, связанные с энергетической эффективностью холодильного оборудования и снижением уровня утечек хладагента приобретают первостепенное значение.

Конечной целью различных вариантов термоэкономического анализа является расчет величины общего эксергетического коэффициента (9.20), однако он количественно не отражает эффекта антропогенной нагрузки на природу от эксплуатации оборудования. Тем не менее, потери эксергии, в отличие от холодопроизводительности Q₀, могут быть преобразованы в эквивалентную эмиссию СО₂. Следовательно, если интегрировать полученные в рамках термоэкономического метода потери энергии в балансовую структуру TEWI_N можно, с одной стороны, оценить экологическую нагрузку на природу, а с другой - получить ряд новых эколого-энергетических коэффициентов, отражающих эффективность использованной энергии. С этой целью рассмотрим балансовую схему вкладов TEWI_N, которая показана на рисунке 10.9.

Составляющие TEWI_N вклады могут быть рассчитаны с использованием следующих формул:

, (10.4)

, (10.5)

, (10.6)

, (10.7)

, (10.8)

, (10.9)

, (10.10)

TEWI_П= (энергия необходимая для охлаждения продуктов) b N, (10.11)

D TEWI_Q = (теплопритоки в холодильную камеру +

+ охлаждение внутрикамерного оборудования) b N, (10.12)

Рис. 10.9 Балансовая схема вкладов TEWI_N при производстве холода.

TEWI_N - Полный Эквивалент Глобального Потепления, кгСО₂; TEWI_Р - эмиссия СО₂ от рационально использованной энергии на производство холода, кгСО₂; TEWI_Q - эмиссия СО₂ от части энергии, преобразованной в холод, кгСО₂; TEWI_П - эмиссия СО₂ от энергии, затраченной на охлаждение продуктов (от полезно затраченной части эксергии), кгСО₂; D TEWI_P^ВНЕШ - косвенный вклад в TEWI_N от внешней необратимости процессов в холодильном оборудовании, кгСО₂; D TEWI_P^ВНУТ - косвенный вклад в TEWI_N от внутренней необратимости процессов в холодильном оборудовании, кгСО₂; D TEWI_Q - эмиссия СО₂ от нерационально использованной энергии, затраченной на охлаждение внутрикамерного оборудования, и компенсации теплопритоков в холодильную камеру, кгСО₂; D TEWI_Э - вклад в TEWI_N от эмиссии хладагента, вспенивающих агентов теплоизоляции и затрат энергии для получения конструкционных материалов и изготовление холодильного оборудования, кгСО₂; D TEWI_ЭП - прямой вклад в TEWI_N от эмиссии хладагента и вспенивающих агентов теплоизоляции, кгСО₂; D TEWI_ЭК - косвенный вклад в TEWI_N от затрат энергии на получение конструкционных материалов, изготовление оборудования, реновацию, обеспечение мер пожаробезопасности, кгСО₂; D TEWI_ВСП - вклад в TEWI_N от эксплуатации вспомогательного оборудования (насосы, вентиляторы), кгСО₂; D TEWI_S - вклад в TEWI_N от нерационально использованной энергии при производстве холода, кгСО₂.

. (10.13)

При вычислении DTEWI_ЭК можно использовать энергетические эквиваленты на получение единицы массы конструкционных материалов, которые могут быть определены по методике, изложенной в работе [1].

В рамках предложенной балансовой схемы вкладов в TEWI_N можно сформировать несколько эколого-термоэкономических индикаторов:

1. Коэффициент приведенной эмиссии парниковых газов

. (10.14)

Этот коэффициент характеризует экологическую чистоту (с точки зрения влияния на парниковый эффект) получения единицы холода (эксергии холода). Значение tewi всегда больше единицы. Чем меньше значение tewi, тем меньше уровень экологического воздействия на природу при создании единицы эксергии полученного холода.

2. Коэффициент прямого экологического действия холодильной установки либо технологии

. (10.15)

Этот коэффициент всегда меньше единицы. Он характеризует экологическое воздействие от эмиссии парниковых газов на стадии создания холодильного оборудования и обеспечения ее безопасной эксплуатации. Коэффициент прямого экологического действия целесообразно использовать при анализе перспектив применения пожароопасных хладагентов, поскольку он учитывает эмиссию СО₂ от энергозатрат, связанных с получением конструкционных материалов как для самой холодильной установки, так и для вспомогательного оборудования.

3. Коэффициент косвенного экологического действия холодильной установки

. (10.16)

Он характеризует уровень внутренних и внешних потерь эксергии при эксплуатации холодильной установки. Этот коэффициент принимает значение меньше единицы. Увеличение этого коэффициента возможно за счет уменьшения уровня теплопритоков в холодильную камеру, рациональной организации холодильного цикла и оптимального выбора вспомогательного оборудования.

4. Коэффициент эколого-термоэкономического совершенства

. (10.17)

Этот комплексный коэффициент позволяет оценить эколого-термоэкономическое совершенство получения искусственного холода и осуществления холодильной технологии как с учетом нерационального использования энергетических ресурсов при создании оборудования и его эксплуатации, так и прямой эмиссии хладагента и вспенивающих агентов.

Предложенные коэффициенты связаны между собой очевидным соотношением

j=g d. (10.18)

В практической деятельности часто возникает необходимость оценить перспективу применения какого-либо хладагента среди нескольких претендентов, или произвести подбор оптимального оборудования для реализации какой либо холодильной технологии. В этом случае целесообразно использовать следующие коэффициенты:

5. Коэффициент экологической целесообразности

, (10.19)

где индекс "альт" относится к альтернативному хладагенту или оборудованию. Если переход на альтернативный хладагент или оборудование целесообразен, то h_Ц >0.

6. Коэффициент экологического совершенства

. (10.20)

При модернизации оборудования коэффициент h_С должен принимать значение больше единицы.

Следует заметить, что предложенные коэффициенты не зависят от холодопроизводительности Q₀, параметры которого зависят от термодинамической ценности полученного холода.

Предложенные коэффициенты (10.14)-(10.20) изменяются в достаточно широких пределах. Они чувствительны к изменению различных факторов, влияющих на величину TEWI_N, что способствует принятию обоснованных инженерных решений, направленных на снижение антропогенного воздействия используемой техники и технологии на природу. Эти коэффициенты могут служить основой для разработки новой нормативно-правовой документации, задача которой - формирование будущей стратегии развития холодильной промышленности.

Существенным достоинством коэффициентов (10.14)-(10.20) является их высокая чувствительность к изменяющимся условиям эксплуатации холодильного оборудования и всего холодильника в целом. Эти коэффициенты зависят от целого ряда факторов, таких как: толщина изоляции, уровень температуры в камере, холодопроизводительности и холодильного коэффициента, интенсивности протекания процесса охлаждения, капитальных и эксплуатационных затрат, типа хладагента и величины его утечки в атмосферу и т. д. Поэтому их можно использовать как в качестве интегральных критериев оптимизации в задачах выбора техники и технологии, оказывающих минимальное воздействие на окружающую среду, так и в качестве индикаторов при эколого-энергетическом аудите и менеджменте.

Предложенная метод эколого-термоэкономического анализа позволяет корректно учесть такие факторы как энергетическая эффективность применения того или иного рабочего тела, материалоемкость установки, пожароопасность хладагента, эмиссия парниковых газов и качество эксплуатации холодильного оборудования. Предложенный метод носит многофункциональный характер. Он может быть применен на различных этапах исследования эколого-энергетических характеристик: от рассмотрения эффективности использования хладагента в рамках различных моделей термодинамических циклов до изучения реальных систем по мере усложнения их технической реализации (компрессорная система ® холодильная машина ® холодильная установка ® холодильная технология). Полученные результаты будут отражать антропогенное влияние холодильной техники на природу. Метод эколого-термоэкономики может быть с успехом применен при эколого-энергетическом аудите и менеджменте предприятий, использующих холодильные технологии. В рамках данного метода можно производить теоретически обоснованные расчеты норм (квот) на эмиссию парниковых газов при эксплуатации холодильного оборудования.

Приведенная методика и новые предложенные в работе коэффициенты можно использовать не только для анализа совершенства холодильного оборудования и технологий. Она с успехом может использоваться при осуществлении эколого-энергетического аудита и менеджмента в других отраслях промышленности. В каждом отдельном случае могут быть учтены характерные для рассматриваемой технологии выбросы парниковых газов.

Реализация мероприятий, направленных на получение оптимальных значений предложенных коэффициентов будет способствовать развитию экологически устойчивой энергетики, для которой характерна стабилизация объемов выбросов парниковых газов на уровне, не вызывающем опасных антропогенных изменений в климатической системе, а так же экономии энергетических и материальных ресурсов.

Эколого-термоэкономический анализ не претендует на роль альтернативы существующим методам оценки эффективности холодильного оборудования. Напротив, известные методики исследования эффективности не противоречат, а могут быть гармонично согласованы с концепцией эколого-термоэкономического анализа.

10.3.1 Прямой вклад в TEWI и необходимость его снижения. Как отмечалось выше, доминирующим вкладом в TEWI являются энергозатраты на создание и эксплуатацию оборудования, а вклад хладагентов и вспенивающих агентов относительно невелик. Вместе с тем, следует заметить, что снижению эмиссии хладагентов и других парниковых газов, используемых в холодильном оборудовании (например, вспенивающих агентов) последнее время уделяется все больше внимания. Это связано не только с выполнением требований еще не вступившего в силу Киотского протокола, но и с необходимостью соблюдения программы Монреальского протокола по сокращению эмиссии озоноразрушающих веществ, которые кроме высокого значения величины ODP еще, в своем большинстве, характеризуются большим значением GWP.

О взаимосвязанности двух глобальных экологических проблем: разрушения озонового слоя и глобального потепления климата говорится очень много. Тематика проводимых в последние годы Международным институтом холода конференций напрямую связана с этими проблемами. Это еще один пример, который подтверждает, насколько важно стремится к сокращению эмиссии хладагентов не только при создании нового оборудования и его эксплуатации, но и после окончания срока службы холодильной системы. По оценкам автора работы [2], в настоящий момент только в Европейских странах в холодильном оборудовании, оборудовании для кондиционирования воздуха и в тепловых насосах все еще продолжает использоваться около 50000 т ХФУ. Если предположить что 50% этих ХФУ не будет извлечено после окончания срока службы и уничтожено (что в нашей ситуации действительно может произойти), то 25000 т ХФУ или, в пересчете на R22, 350000 т R22, попадет в атмосферу. Такая эмиссия сведет на нет всем меры, предпринятые последнее время, по ограничению эмиссии ГХФУ! С другой стороны, эти 25000 т ХФУ будут эквивалентны 200 Мт СО₂. Эта цифра, в свою, очередь в 5 раз превышает общую эмиссию ГФУ в Европейских странах в 1995 г [2].

Этот факт лишний раз подчеркивает необходимость контроля за эмиссией хладагентов в работающих системах и необходимость извлечения хладагента из отработавшего оборудования. Все это может быть осуществлено только при принятии правительством соответствующих программ, направленных на стимулирование мер в области восстановления и контроля за эмиссией хладагента.

Сокращение до минимума утечек хладагента во время эксплуатации оборудования и извлечение его из системы после окончания срока службы будет способствовать значительному уменьшению радиационного форсинга. Поэтому не случайно в последнее время, встречается много работ посвященных рассмотрению различных аспектов сокращения утечек хладагентов, начиная со стадии их производства и заканчивая рассмотрением проблем их утилизации. Как отмечается в некоторых работах, снижение эмиссии хладагентов должно осуществляться на полном жизненном цикле, как самого хладагента, так и за жизненный цикл оборудования, в котором он используется. Рассматривая жизненный цикл хладагента, необходимо учитывать такие этапы как: производство хладагента, его хранение, транспортировку, заправку и обслуживание холодильного оборудования, а так же извлечение хладагента из системы после окончания срока службы, его восстановление, повторное использование и уничтожение. Все перечисленные этапы характеризуются более или мене значительными утечками хладагента. Кроме того, на снижение утечек хладагента необходимо обращать внимание при проектировании оборудования, его изготовлении, а так же при его обслуживании, ремонте и демонтаже.

Уровень утечек хладагента зависит от многих факторов, и, прежде всего, от типа оборудования, его срока службы, уровня обслуживания. Как известно, наибольшие величины утечек характерны для торгового оборудования и автомобильных кондиционеров.

Утечки хладагента в бытовом холодильном оборудовании и аналогичном холодильном оборудовании небольшой производительности незначительны. Такие системы характеризуются полной герметичностью, которая зависит только от качества выполнения сварных соединений. Кроме того, для такого оборудования характерно небольшое количество заправляемого хладагента. Следовательно, проблемы снижения утечек при эксплуатации данного типа оборудования почти не существует. Поэтому основная задача заключается в утилизации хладагента после окончания срока службы оборудования. Проведенные исследования показывают, что годовая эмиссия хладагента в бытовых холодильниках составляет 2%/год. Общий вклад ГФУ в TEWI для домашних холодильников составляет всего 2,4-3%. При условии извлечения хладагента (что скоро будет требоваться Европейским законодательством) эквивалентная эмиссия должна снизится на 75% и составить всего 0,6-0,75%.

Для так называемых чиллеров (агрегатированных холодильных машин) уровень утечек хладагентасравнительно небольшой. Эти установки предназначены дляохлаждения воды (либо рассола) В связи с тем, что все составляющие холодильной системы расположены в одном месте, легко следить за герметичностью системы. Годовая величина утечек для такого оборудования в 80-е годы прошлого столетия оценивалась в 8%/год, а в настоящее время составляет 4%. Причем эмиссия хладагента после окончания срока использования оценивалась соответственно в 10% от общей заправки в 1980-е годы и в 5% на сегодняшний момент. Годовые утечки хладагента для такого оборудования в наши дни должны составлять от 0,5% до 2%.

Относительно небольшим уровнем утечек так же характеризуются системы кондиционирования воздуха (обычно предназначенные для обслуживания нескольких помещений). В 1980-е годы величина утечек для данного типа оборудования составляла 8%/год, и потери хладагента после окончания срока службы системы составляли 40% от массы заправки. На сегодняшний момент значения объёмов утечки соответственно оцениваются в 4%/год и 5-10%. В перспективе ожидается еще большее снижение утечек – до 2%/год [3].

Большим уровнем утечек хладагента характеризуются автомобильные кондиционеры. Это объясняется наличием гибких трубок и открытого (сальникового) компрессора. По оценкам [3] в 1980-е годы эти утечки составляли 35%/год. К настоящему времени уровень утечек для данного оборудования должен снизится на 67%. По мнению специалистов, в настоящее время для нового оборудования эта величина должна составлять порядка 5%/год. Количество хладагента, теряемое после окончания срока службы кондиционера, оценивается в 25% от массы заправки [3] Специалисты оценивают величину утечек хладагента из современных систем кондиционирования воздуха в 5%/год и долю его утилизации 95%.

Большим уровнем утечек хладагента характеризуется также торговое оборудование. Это объясняется наличием большего контура с хладагентом и очень большой массой заправляемого в систему рабочего тела. Эмиссия хладагента для такого оборудования до принятия Монреальского протокола составляла по разным оценкам 30%/год - 50%/год. При соблюдении различных мероприятий направленных на снижение уровня утечек хладагента по оценкам [3] может быть достигнуто значение утечек равное 7-17%/год. Наименьший уровень возможных утечек хладагента в оборудовании такого типа, который, может быть, достигнут в будущем, оценивается в 4-8.% Как видно, даже если предпринять все возможные меры по сокращению утечек хладагента из торгового оборудования, их величина все равно будет значительной (с учетом большой массы заправляемого хладагента).

Для наглядности на рис. 4.9 представлены нормы годовой эмиссии для четырех типов холодильных систем работающих в США (не представлены бытовые холодильники, так как уровень утечек в них очень незначительный) [3]. Этот рисунок еще раз подтверждает тенденцию снижения утечек хладагента, о которых говорилось ранее. Высокая величина эмиссии рабочих тел в 1980-е годы объясняется непониманием на тот момент потенциального экологического воздействия хладагентов. Уменьшение эмиссии в развитых странах в настоящее время связано с правительственным регулированием в области извлечения и повторного использования хладагентов, с повышением уровня образования обслуживающего персонала и, следовательно, с более высоким уровнем обслуживания холодильных систем, с повышением герметичности оборудования благодаря использованию более качественных клапанов, уплотнений и т. п., а так же с некоторыми другими моментами.

Благодаря этим мероприятиям эмиссия ГХФУ и ХФУ заменивших ХФУ сильно уменьшилась и в дальнейшем ожидается еще большее снижение эмиссии хладагентов (см. рис. 10.10).

Рис. 10.10. Уровень утечек хладагента из холодильного оборудования США:

- торговое оборудование, - автомобильные кондиционеры,

- кондиционеры жилых помещений, - агрегатированные машины.

 

Вместе с тем необходимо заметить, что показанное снижение уровня утечек хладагента характерно для стран с хорошо развитой экономикой. Поэтому можно с достаточной уверенностью предположить, что в Украине величина утечек в холодильном оборудовании на сегодняшний день находится приблизительно на том же уровне, что и в 1980-е годы. А решения о необходимости реализации мероприятий по снижению уровня утечек и извлечению хладагента из оборудования после окончания срока эксплуатации в нашей стране находятся только на стадии обсуждения.

Одним из основных мероприятий, направленным на снижения уровня утечек относится снижение начальной заправки хладагента. Эта мера особенно актуальна для торгового оборудования. В качестве альтернативного, с точки зрения снижения эмиссии хладагента, оборудования во многих исследованиях предлагается применять системы с промежуточным хладоносителем или системы, состоящие из нескольких компрессорно-испарительных агрегатов и одного конденсатора, вынесенного за пределы помещения. Кроме того, рекомендуется использовать нескольких малых холодильных установок вместо одной большой. Однако, в этом случае необходимо учитывать увеличение энергопотребления связанное с работой насоса для промежуточного хладоносителя или удорожание холодильнойсистемы.

Большой экологической значимости является вопрос о меропр и ятиях по утилизации хладагента. Понятно, что для сокращения прямого вклада в глобальное потепление необходимо произвести как можно более полное извлечение хладагента после прекращения эксплуатации оборудования. В связи с этим последнее время все чаще в материалах Международного Института Холода указывается на необходимость извлечения, восстановления и повторного использования хладагентов. Если по каким либо причинам (техническим, экономическим или др.) повторное использование нецелесообразно, хладагент должен быть уничтожен. С этой целью во многих странах (в том числе в Украине) должны быть созданы правительственные программы, стимулирующие пользователей снижать эмиссию хладагента.

Необходимо также отметить еще одну важную проблему, связанную с использованием таких зеотропных смесей как, например, R407С. Дело в том, что эмиссия данного хладагента происходит селективно, т. е., прежде всего, происходит утечка легкокипящего хладагента, и оставшаяся в системе смесь имеет уже другой состав и другие свойства. Это обстоятельство сказывается на характеристиках работы машины. Причем в этой ситуации дозаправка хладагента недопустима. Необходимо полное удаление отработанного хладагента из системы и заправка новой порцией R407С. При отсутствии сервисных центров по восстановлению хладагентов, отработанный хладагент наверняка будет выпущен из оборудования в атмосферу и антропогенное влияние на природу возрастёт.

При реализации будущих программ по извлечению, восстановлению, повторному использованию хладагентов, находящаяся в системе зеотропная смесь должна быть извлечена, восстановлена, т. е. дозаправлена недостающим компонентом до достижения требуемой концентрации, и затем снова заправлена в холодильное оборудование.

 

10.3.2 Косвенный вклад в TEWI от энергопотребления холодильным оборудованием. Косвенный вклад в величину TEWI для большинства типов оборудования (за исключением оборудования малой производительности) является доминирующим. Поэтому понижение объёмаэнергопотребления холодильным оборудованием является одним из основных способов уменьшения вклада в глобальное потепление климата Земли.

Общий объем энергии, потребляемой установками для создания искусственного холода в развитых странах, достаточно велик. Так, например, в Италии только на нужды хранения пищевых продуктов расходуется около 5% общего потребления энергии. По оценкам специалистов [4] парк установленного холодильного оборудования потребляет от 10 до 20% производимой промышленно развитыми странами электроэнергии. По другим оценкам (с учетом систем кондиционирования и промышленных холодильных установок) объем потребляемой энергии может достичь 20-25% общего производства электроэнергии.

Однако следует отметить и тенденцию устойчивого повышения энергетической эффективности холодильного оборудования. Так, например, домашний холодильник объемом 570 л в 1972 г. в среднем потреблял 1750 кВт/год, а к 1993 г. его энергопотребление составляло уже 700 кВт/год, т. е. снизилось на 60%. По другим данным, энергопотребление европейских холодильников к середине 1990-х гг. по сравнению с моделями 1977 г. снизилось на 52-65%, а у морозильников на 46%. Для примера на рис. 10.11 приведено снижение энергопотребления бытовым холодильником в течение последних лет [3]. В работе [3] отмечается, что в соответствии с новыми стандартами, энергопотребление бытовых холодильных приборов снизится еще больше и будет равно энергопотреблению 60 ваттной лампы. Энергоэффективность кондиционеров с 1975 г. до 1995 г. повысилась на 35 % [3]. Энергопотребление агрегатированных холодильных машин (чиллеров) с 1978 г. по 1998 г. снизилось на 33% [3]. Такое улучшение энергоэффективности связано, прежде всего, с усовершенствованием ряда деталей холодильных машин. Однако основной причиной такого повышения энергоэффективности холодильного оборудования является вводимые правительствами стандарты и рыночная конкуренция

Рис. 10.11. Потребление электроэнергии бытовым холодильником объемом 570 л.

 

10.3.3 Косвенный вклад в TEWI от затрат на создание холодильного оборудования. Изначально косвенный вклад от энергозатрат на создание оборудования DTEWI_ЭК при расчете величины TEWI не учитывался. Вместе с тем, последнее время появилось много работ, отмечающих необходимость учета косвенного вклада от затрат на создание оборудования при вычислении TEWI. Очевидно, что при вычислении TEWI_N оборудования большой производительности, косвенный вклад от затрат на создание оборудования небольшой. Однако этот вывод не распространяется на оборудование малой производительности (например, для бытовых холодильников). К сожалению, этот аспект TEWI – анализа до сих пор остается недостаточно изученным, что приводит к крупным просчетам при реализации программ по переходу на озононеразрушающие хладагенты. Не менее важно учитывать DTEWI_ЭК при выполнении TEWI - анализа для оборудования использующего пожароопасные хладагенты, так как энергоемкость такого оборудования сильно возрастает в связи с обеспечением мер безопасности.

Кроме того, необходимо заметить, что в последние годы подчеркивается необходимость учета затрат не только на создание оборудования, но и на его утилизацию и, в частности, утилизацию хладагента. Сегодня проблема сокращения утечек хладагента, его утилизации, восстановления и повторного использования чрезвычайно актуальна. Поэтому не случайно тематика ряда конференций посвящена этим важным для холодильной техники и экологии вопросам. Принципиальным вопросом остается целесообразность осуществления этих процессов. Технологические процессы восстановления и утилизации хладагентов энергоёмки и, как следствие, дороги. При реализации некоторых технологий затраты на утилизацию хладагента могут превысить затраты на производство данного вещества. Поэтому может сложиться такая ситуация, что технологическая эмиссия хладагента оказывает меньшее антропогенное воздействие на окружающую среду, чем технологический процесс его утилизации, поскольку последний требует больших энергетических затрат. Кроме того, при утилизации хладагентов могут образоваться достаточно токсичные и экологически опасные вещества. Поэтому на сегодняшний день серьезной проблемой является разработка дешевого и экологически безопасного способа утилизации хладагентов. При экспертизе существующих методов утилизации хладагентов существенную роль должны играть современные методы эколого-термоэкономического анализа.

Корректный расчет DTEWI_ЭК является наиболее сложным этапом при вычислении TEWI_N. Основная проблема заключается в сложности получения исходной информации. Данные по энергозатратам на создание оборудования являются конфиденциальной информацией предприятия-изготовителя оборудования и поэтому они не всегда доступны.

Сегодня существует несколько подходов к оценке величины косвенного вклада от затрат на создание оборудования. Ряд предлагает для достаточно точной оценки вклада от затрат на создание оборудования использовать метод " суммарных энергозатрат" (cumulated energy effort). Некоторые исследователи при вычислении всех энергозатрат на создание оборудования предлагают суммировать энергоёмкости конструкционных материалов и комплектующих изделий.

Располагая значением энергоёмкости оборудования, которая выражается в ГДж либо в кВт^.ч, достаточно просто через преобразующий коэффициент b вычислить DTEWI_ЭК(см. формулу10.6). Косвенный вклад в TEWI от затрат на создание оборудования можно вычислить располагая данными о массе отдельных деталей оборудования и удельной эмиссии CО₂ приходящихся на единицу массы материалов из которых изготовлены эти детали. В таблице 10.12 приведены следующие значения эмиссии CO₂ на 1 кг при производстве некоторых материалов.

Таблица 10.12

Эмиссия CO₂ при производстве некоторых материалов.

Материал	Эмиссия CO2 на единицу массы материала, кг/1000кг
аллюминий (литье)
сталь (лист)
олово (штампованное)
медь	~3000

 

При отсутствии данных о материалоемкости оборудования можно использовать другой, еще более простой подход вычисления DTEWI_ЭК. Этот метод основывается на информации о себестоимости (стоимости) оборудования. Понятно, что чем больше энергозатраты на создание техники, тем больше ее энергоемкость, тем больше ее цена. Цена материалов, из которых производится оборудование, определяется, прежде всего, их энергоемкостью. Поэтому себестоимость оборудования пропорциональна энергозатратам на его изготовление, и, следовательно, деньги можно перевести