Организация энергосберегающих мероприятий в бюджетных образовательных учреждениях

Вопрос об энергоэффективности был и остается приоритетным направлением в экономике нашей страны и в Вологодской области. Актуальность увеличения энергетической эффективности и энергосбережения образовательных бюджетных учреждений обусловлена недостатком энергетических ресурсов, удорожанием их добычи, экологическими проблемами, постоянным ростом тарифов на электроэнергию и вследствие высокими на них затратами. Высокий износ проводников электричества в образовательных учреждениях, недостаточная осведомленность работников данной сферы об энергосберегающих возможностях, отсутствие реальных стимулов у организаций к повышению эффективности в энергетике – факторы, свидетельствующие о реальных преградах внедрения энергосберегающих программ.

Целью работы является оптимизация потребления электроэнергии путем увеличения энергоэффективности посредством проведения энергетического обследования, которое основано на метрологическом обеспечении процесса потребления энергии и анализе структуры затрат учебного корпуса №2 Института машиностроения энергетики и транспорта (МЭиТ) Вологодского государственного университета (ВоГУ).

Для реализации данной цели поставлены следующие задачи:

1. Анализ законодательной базы энергосберегающей политики.
2. Изучение основ энергетического обследования и необходимого метрологического обеспечения.
3. Анализ технических характеристик источников света.
4. Инструментальное обследование системы освещения учебного корпуса №2.
5. Формирование энергетического паспорта учебного корпуса №2.
6. Оценка потенциала энергосбережения учебного корпуса №2.
7. Формирование рекомендаций энергосберегающих мероприятий.

 Объект исследования является учебный корпус №2 МЭиТ Вологодского государственного университета (ВоГУ).

Новизна проекта:

1. Разработана система энергосберегающих мероприятий для повышения энергоэффективности учреждений образования, отличающаяся комплексностью внедрения и доведением теоретических разработок до возможности их использования в действующих БОУ.
2. Реализована саморегулируемая система оптимизации затрат на электроснабжение на месте её использования в центре финансовой ответственности института машиностроения энергетики и транспорта (МЭиТ).

Методологическую основу данного исследования составляет анализ потенциала энергосбережения в учебном корпусе №2. В ее основе заложен экспериментальный метод исследования. Он подразумевает изучение параметров объекта в естественных условиях. Выявление оптимальных технических решений и их эффективности проводим посредством метода сравнения. Методология в области энергосбережения соответствует исследованиям, нацеленным на конкретные технические и технологические разработки, которые позволяют уменьшать энергопотребление.

В рамках данных мероприятий в методическом кабинете учебного корпуса №2 ВоГУ проведены исследования потребления электроэнергии люминесцентными и светодиодными источниками света. Для измерения электрической энергии в кабинете установлен однофазный счетчик марки Меркурий-201.5 и произведен анализ замеров энергопотребления различными светильниками. Впоследствии был установлен датчик движения (ДД), зафиксированы показания счетчика и сделан анализ изменения данных при проведении энергосберегающих мероприятия в методическом кабинете [1].

Результаты анализа месячного потребления электроэнергии при различных условиях приведены на рисунке (рис.1).

Рис. 1. График изменений показателей

Из графика можно сделать вывод, что мероприятия по установке датчика движения в кабинете, где проводились исследования, не дали серьезных изменений потреблением электроэнергии в отличии от замены люминесцентных ламп на светодиодные светильники. Но, чтобы сделать полное заключение, нужно исследовать комплексное внедрение этих мероприятий.

На основе полученных данных от вышеуказанного частного эксперимента, а также исследования уровня освещенности и электропотребления осветительными установками в остальных аудиториях учебного корпуса будет формироваться энергетический паспорт БОУ. Документ имеет определенную принятую форму и полностью соответствует требованиям ФЗ №261 и приказу Минэнерго №400 [2].

Анализируя результаты измерительных экспериментов, выявлены наиболее целесообразные мероприятия по энергосбережению в БОУ и предложены предварительные рекомендации по повышению энергетической эффективности. Эти данные заносятся в энергопаспорт в соответствующее приложение.

Для анализа целесообразности предложенных мероприятий необходимо специализированное метрологическое обеспечение. В частности, для измерения уровня светового излучения и фактической освещенности окружающего пространства в помещениях учебного корпуса нам необходим электронный прибор – люксметр. Рассмотрим несколько вариантов отечественных и зарубежных моделей и проведем сравнение их технических характеристик (таблица). При этом необходимо учесть:

• наличие регистрации в Реестре средств измерений РФ и получение одобрения Росстандарта;
• диапазон и точность измерений освещенности;
• класс устройства (бытовой, профессиональный);
• габаритные размеры, которые влияют на удобство проведения измерений;
• вид питания прибора (от бытовой сети, на батарейках или аккумуляторах);
• функция совместимости прибора с компьютером;
• параметры экрана (размер экрана, наличие подсветки и т.п.).

Таблица

Подборка люксметров

Примечания:

1. Широко применяется при аттестации рабочих мест. Имеется интерфейс USB для связи с ПК.
2. Функция "HOLD" предусмотрена для быстрой фиксации измерений, что повышает удобство работы.
3. Прибор ТКА-ЛЮКС рекомендован для проверки соответствия СанПиН детских садов, школ, университетов, лабораторий, больниц, теплиц, животноводческих ферм.
4. Возможность выбора единиц измерения. Корректировка относительно спектральной световой эффективности. Режим регистратора. Память для сохранения результатов измерения.
5. Служит для бытового применения. Функция "HOLD" для фиксации результатов.
6. Служит для бытового применения. Прорезиненный корпус позволяет использовать прибор в условиях повышенной влажности. Функция "HOLD" для фиксации результатов.

Исследовав несколько моделей измерительных приборов разной ценовой категории, можно сделать вывод, что для проведения мероприятий по обследованию освещения рабочей зоны и для официального формирования энергопаспорта помещений ВоГУ требуется люксметр, состоящий в гос. реестре и прошедший поверку. Например, Testo 540 зарубежного производства или ТКА-ЛЮКС Российского изготовления.  Они оптимальны по стоимости и заявленным погрешностям измерений, а также класс этих устройств подходит для проведения обследований учебных корпусов университета.

Из измерительных приборов китайского производства, не состоящих в гос. реестре MS-6610 экономически выгоднее. Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения у этого прибора не более, чем у других люксметров. Диапазон измерения меньше остальных, но для предварительного обследования аудиторий такого интервала вполне достаточно.

Измерения освещенности произведены люксметрами ТКА-ЛЮКС и ТКА-ПКМ, а замеры габаритов с помощью лазерного дальномера. После анализа данных обследования учебного корпуса №2 ИМЭиТ четко просматривается разница между фактическим и нормативным значением освещенности по СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение (рис. 2). Измерительный инструмент приобретен при финансовой поддержке Департамента экономического развития Вологодской области.

Рис. 2. Значения освещенности: a) аудитория 312б, б) аудитория 321 (1 – днем с вкл. светом, 2 – днем с откл. светом, 3 – вечер с вкл. светом, 4 – норма освещенности по СНиП)

Для обеспечения нормируемых величин освещенности и уменьшения объемов потребления электроэнергии исходя из результатов исследования в некоторых аудиториях требуется выбрать более оптимальный тип и количество светильников. Замена люминесцентных ламп на светодиодные светильники и установка датчиков присутствия в коридорах может значительно уменьшить затраты на потребление электроэнергии.

Анализируя результаты измерительных экспериментов, выявлены места сокращения энергозатрат, предложены наиболее целесообразные механизмы по энергосбережению в БОУ и предварительные рекомендации по повышению энергетической эффективности, разработан комплекс мероприятий и охарактеризованы принципы освоения энергосберегающих технологий, на основе которых сформирован внутренний энергопаспорт учебного корпуса.

На основе полученных выводов и рекомендаций бюджетные образовательные организации (высшие образовательные учреждения, колледжи и техникумы, гимназии и школы) получают возможность уменьшения затрат на использование энергетических ресурсов.

Работа выполнена при финансовой поддержке Правительства Вологодской области в рамках государственного научного гранта.