Современные технологии энергосбережения: 40+ Новейшие Технологии Энергосбережения Которые Изменят Мир

11.11.202001.06.2021 alexxlab 0 Комментариев

Содержание

Ничего не найдено • Энергоаудит

Энергосбережение на предприятии • Экономия электрической энергии • Скоращение потерь тепла и пара • Сжатый воздух • Двигатели • ЧРП • Котлы • Производство

Мероприятия по энергосбережению: • для Учреждений • для Предприятий • для МКД • Организационные • Типовые • Электроэнергия • Тепло • Вода • Топливо

Экономия электроэнергии на предприятии за счет Оптимизации: Договор • Ценовые категории • Тариф на передачу • Сокращение мощности • Сокращение потерь • Учет

В этой статье мы расскажем про передовые технологии энергосбережения. Технологии, которые снизят затраты, повысят комфорт, сократят потери

Пошаговая инструкция как заключить энергосервисный контракт: Условия • Особенности • Цена • Требования • Примеры • Оплата • Шаблоны • ФЗ №44 • ФЗ №261

На розничном рынке электроэнергии цена электроэнергии для юр лиц зависит от мощности, ценовой категории, уровня напряжения, графика работы, договора

Правильно выбранная ценовая категория электроэнергии = Ниже стоимость • Ценовые категории 1 – 6 • Как выбрать и сократить затраты на электроэнергию

Как формируется стоимость мощности электроэнергии • За какую мощность вы платите • Пример расчета • Как сократить потребление мощности • Виды мощности

Как рассчитать тарифы на электроэнергию для юридических лиц • 2020 • Активная электроэнергия • Мощность • Услуги по передаче • Сбытовая надбавка • Инструкция

Поставщик электроэнергии: Гарантирующий поставщик • Энергосбытовая организация (ЭСО) • Сетевая организация • Генерирующая компания

УЗНАТЬ: Как сделать отчет о тепловых испытаниях отопительных систем с определением теплозащитных свойств ограждающих конструкций для Ростехнадзора

Смотрите – как определить фактические тепловые потери в тепловых сетях • Определить необходимость модернизации тепловой сети, трубопроводов и теплоизоляции

Как обследование отопления здания помогло разобраться почему в здании холодно • Обследование здания склада DHL • Расчет тепловых потерь • Решение

Посмотреть: Тепловизионный контроль электрощитовых в гостинице • Дефекты • Результаты тепловизионного обследования электрощитовых • Отчет • Рекомендации

Пример: Как провести Обследование Котельной перед Модернизацией Котлов и Тепловых Сетей. Как повысить Эффективность Котла и Тепловой Сети

ТЕПЛОВИЗИОННЫЙ КОНТРОЛЬ ОТОПЛЕНИЯ • Снимки и термограммы радиаторов с засорами и дефектами • Заключение по комплексному обследованию системы отопления

Обследование наружного освещения для ГИБДД • Система наружного освещения закрытой площадки для обучения соответствует: ГОСТ Р 55706- 2013 Освещение наружное

Тепловизионный контроль ограждающих конструкций загородного дома: Основной Дом • Гараж • Баня • Заключение • Термограммы • Перечень выявленных потерь

Как повысить энергоэффективность предприятия: Определяем энергозатратные процессы • Устанавливаем причины • Подбираем мероприятия • Внедряем • Контролируем

Оценка системы освещения школы • Оценка уровня освещенности классов • Заключение о соответствии системы освещения современным требованиям • Рекомендации

Тепловизионный контроль • Электрооборудования • Зданий • Методы • Требования • Проведение обследования • Ограждающие конструкции • Определить дефекты

Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию магазина Билла в г. Москва • Тепловые нагрузки на вентиляцию, отопление и ГВС • Согласование договора в МОЭК

Как уменьшить затраты на оплату коммунальных услуг • Ключ к энергосбережению – приборы учета • Экономия энергоресурсов • Счетчики

Заключение о техническом состоянии системы освещения • Проверка на соответствие современным требованиям по освещенности • Рекомендации по модернизации

Отчет по тепловизионному обследованию зданий Министерства Здравохранения России. В ходе обследования были выявлены дефекты стен, цоколя, теплоизоляции

Ничего не найдено • Энергоаудит

Появились новые технологии энергосбережения — энергоэффективные здания — Российская газета

О том как повысить энергосбережение и повысить энергоэффективность экономики, сегодня не говорит разве что ленивый. Активное потребление природного топлива (такого как нефть, газ, уголь) крайне отрицательно отражается на экологическом балансе Земли. Именно в этом причина изменений климата и повышенной концентрации парниковых газов в атмосфере.

По мнению экспертов, основным потребителем энергии и источником загрязнения окружающей среды являются здания. Использование большого количества топлива для их отопления ведет к увеличению выбросов парниковых газов в атмосферу. По оценкам специалистов компании Rockwool, на отопление и снабжение горячей водой в России расходуется 64% вырабатываемой в стране тепловой энергии. Это примерно в три раза выше, чем в европейских странах со сходным климатом. Значительная доля российских зданий характеризуется крайне низким уровнем теплозащиты.

По данным Национального агентства малоэтажного и коттеджного строительства, на обогрев одного квадратного метра жилья в России расходуется в среднем 13 литров условного топлива в год. В близкой по климатическим условиям Канаде этот показатель составляет 3,5-4 литра в год. Потенциал энергосбережения только в сфере строительства и жилищно-коммунального хозяйства составляет не менее 400 миллионов тонн условного топлива в год, или 30-40% всего энергопотребления страны.

Мероприятия по энергосбережению могут быть разными. Один из самых действенных способов увеличения эффективности использования энергии — применение современных технологий энергосбережения.

— Две трети энергозатрат в России идет на отопление, и 70% из них — впустую, — говорит ведущий технический специалист компании Rockwool Татьяна Смирнова. — Правильная изоляция фасадов, герметизация оконных и дверных проемов сокращает потерю тепла вдвое.

В последние годы появились новые технологии энергосбережения — пассивные дома или энергоэффективные дома, по сути обогреваемые за счет тепла, выделяемого людьми и электроприборами. По экономичности такие жилища в 10 раз превосходят типовые «хрущевки». При массовом строительстве пассивных домов потенциал энергосбережения составит не меньше 30-40% энергопотребления страны.

«Сегодня очень важно, чтобы мы говорили не об энергосбережении как сокращении непроизводительных потерь энергии, а об энергоэффективности российской экономики, — отмечает президент Национального агентства малоэтажного и коттеджного строительства Елена Николаева, — и в первую очередь жилищного сектора и ЖКХ. Энергоэффективность предполагает системный подход к учету, оплате, потреблению и поставке энергоносителей в процессе функционирования поселений, а на этапе проектирования жилья — к использованию энергосберегающих материалов и выбору эффективной схемы энерго-, водо- и теплоснабжения помещения, дома и поселения в зависимости от климатических условий, удаленности поселения от централизованных систем жизнеобеспечения, наличия инфраструктуры ЛЭП, сезонного завоза горюче-смазочных материалов и т.д.».

Строительство энергоэффективных домов — это целый комплекс мероприятий, которые лишь в совокупности могут придать дому все необходимые свойства.

В первую очередь, по мнению специалистов, энергоэффективность здания невозможна без использования современных стеновых и теплоизоляционных материалов (ячеистые бетоны, фибропенобетон, минеральная вата, пенополистирол, пеностекло и т.д.). Правильно подобранная и смонтированная теплоизоляционная система позволит хозяину дома снизить расходы на отопление в 3-4 раза. Применение недостаточной, малоэффективной теплоизоляции или ее неправильное размещение неизбежно приводят к ухудшению микроклимата помещений.

Для снижения затрат на обогрев и вентилирование при проектировании энергоэффективного здания должны учитываться факторы обеспечения достаточного освещения основного (зимнего) помещения, обеспечения естественной и принудительной вентиляции в связи с повышенной герметичностью дома, оптимального расположения дома на участке с учетом особенностей ландшафта и по отношению к сторонам горизонта.

В условиях дефицита мощностей специалисты советуют активно внедрять альтернативные или возобновляемые источники энергии. Для отопления и горячего водоснабжения дома могут быть использованы тепловые насосы с системой рекуперации тепла, солнечные коллекторы, твердотопливные котлы, термогенераторы вихревого типа. В качестве источника электроэнергии могут применяться фотоэлектрические преобразователи (солнечные батареи), ветрогенераторы, бензо-дизельгенераторы, гибридные системы, мини-ГЭС.

В энергоэффективном здании низкое потребление энергии сочетается с хорошим микроклиматом. Экономия энергии в этих домах, по оценкам компании Rockwool, может достигать 90%, а годовая потребность в отоплении энергоэффективного дома может не превышать 15 кВт/ч на квадратный метр. Общее первичное потребление энергии составляет не более 120 кВт/ч на 1 квадратный метр в год.

Инновационные теплосберегающие материалы и оборудование наиболее быстро и эффективно могут применяться в мало этажном строительстве.

«Удаленность малоэтажных поселков от централизованных систем жизнеобеспечения делает нецелесообразным подведение электро- и газовых сетей, решением проблемы может стать активное применение автономных систем: мини-ТЭЦ, крышных, квартальных, блочно-модульных котельных», — отмечает Елена Николаева.

По мнению экспертов, альтернативные источники энергии, инновационные теплоэффективные материалы не будут активно внедряться в России, пока не будет создана система экономического стимулирования этих процессов.

Специалисты НАМИКС считают, что для этого необходимо разработать комплекс мер для стимулирования отечественного производства высокоэффективного отопительного, осветительного оборудования, а также поддержку научных разработок в данной области. Разрешить к использованию только то оборудование, которое обеспечивает необходимый уровень энергорасходов на обогрев и эксплуатацию дома. Ограничить использование устаревшего неэнергоэффективного оборудования. Ввести прямое субсидирование процентной ставки по кредитам индивидуальным застройщикам и домовладельцам, на выполнение мер по энергосбережению при строительстве или модернизации жилья или государственное софинансирование данных мер. Ввести гибкие тарифы на энергоресурсы, привязанные к отклонению фактического их потребления от нормативного. Обеспечить ценовую доступность приборов учета энергоресурсов, а также упрощенный порядок согласования установки приборов учета по всем видам энергоресурсов, их проверки и принятия в эксплуатацию для использования в расчетах. Поэтапно ввести дифференцированные тарифы на энергоресурсы в зависимости от наличия приборов учета (установить повышающие коэффициенты к тарифам при расчетах без применения приборов учета). А также ввести налоговые льготы на выполнение мер по энергосбережению при строительстве или модернизации жилья.

«В России должна реализовываться политика разъяснения гражданам преимуществ и способов энергосбережения, государственная пропаганда данных вопросов, — отмечает Елена Николаева. — Население и руководители предприятий должны четко понимать: экономия, если речь идет об энергоресурсах, — выгодна и необходима».

тем временем

Пока не существует единого официального международного определения энергоэффективного дома. Тем не менее в Европе существует следующая классификация:

Дома низкого энергопотребления

Используют как минимум на 50% энергии меньше, чем стандартные здания, построенные в соответствии с действующими нормами энергопотребления.

Дома ультранизкого энергопотребления

Могут быть определены как здания, которые обеспечивают более высокие стандарты энергоэффективности и оказывают незначительное влияние на окружающую среду. Дома ультранизкого энергопотребления расходуют на 70-90% энергии меньше, чем обычные здания.

Дома, генерирующие энергию

Это здания, которые производят электричество для собственных нужд. В некоторых случаях излишки энергии летом могут быть проданы энергетической компании и куплены обратно в зимнее время. Хорошая теплоизоляция, инновационный дизайн и использование возобновляемых источников энергии (например, солнечных батарей) делают существование таких домов возможным.

Дома с нулевыми выбросами CO2

Такой дом не выделяет углекислый газ. Это означает, что дом сам обеспечивает себя энергией из возобновляемых источников, включая энергию, расходуемую на отопление или охлаждение помещений, горячее водоснабжение, вентиляцию, освещение, приготовление пищи и электрические приборы

Технологии энергосбережения и их роль в современной жизни

Использование энергосберегающих технологий

Команда редакторов Promdevelop

Под энергосберегающими технологиями понимают различные производственные и бытовые процессы, направленные на уменьшение потребления материалов и энергоресурсов в расчёте на единицу выпускаемой продукции, либо на единицу затрачиваемой энергии – тепловой или электрической.

Содержание статьи [развернуть]

Принципиально возможны два пути энергосбережения – либо затрачивать меньше невозобновляемых энергоносителей (газа, угля, нефти) либо более эффективно их использовать.

Рассмотрим наиболее масштабные отрасли хозяйственной деятельности, где внедрение энергосберегающих технологий особенно важно. Это промышленность, строительство и домашнее хозяйство.

Практика применения энергосберегающих технологий на производстве

Традиционно более всего потребляют материальных и энергетических ресурсов металлургия, химическая промышленность и машиностроение (По теме: Энергосберегающие технологии на промышленных предприятиях России). Критерием эффективности любого технологического процесса считается показатель его КПД. Основными потерями считаются:

Потери на трение, которые возникают при работе любых механических систем превращения энергии.
Тепловые потери, при которых избыточные ресурсы расходуются на непроизводительный нагрев окружающей среды.
Электрические потери мощности, сопутствующие процессам передачи значительной мощности на большие расстояния.
Магнитные потери в устройствах, предназначенных для трансформации одного вида энергии в другой.

При этом с увеличением мощности единичного агрегата растёт и уровень его потерь. Поскольку для функционирования металлургических производств чаще используют традиционные энергоресурсы, то увеличенное энергопотребление часто сопровождается и ухудшением экологической обстановки. Не зря наиболее загрязнёнными российскими городами (наряду с ожидаемыми Москвой или Санкт-Петербургом) считаются Магнитогорск, Новокузнецк, Череповец, Липецк.

С целью снижения удельного энергопотребления в металлургии применяют:

Расширенное использование вторичного сырья и отходов производства;
Оптимизацию управления металлургическими объектами при помощи компьютерной техники;
Устройства, отличающиеся повышенным КПД при своей эксплуатации.

Подобными путями идёт внедрение ресурсосберегающих технологий в химической промышленности. А в металлообработке преимущественное применение получают безотходные технологии: так, механической обработке (при которой образуется значительное количество стружки) всё чаще предпочитают процессы пластического деформирования, причём в холодном состоянии, когда количество отходов минимально.

Особенно интенсивно развиваются энергосберегающие технологии в отраслях с массовым характером производства. Пример – производство автомобилей или двигателей. Современные энергосберегающие технологии сопровождают всю цепочку рождения нового транспортного средства – от его проекта, при разработке которого в полной мере учитываются факторы сопротивления движению автомобиля, и до сборочных операций, выполняемых с наибольшей производительностью и качеством.

При выпуске энергоэффективных двигателей учитывают моторную нагрузку, минимум отработанного тепла и выхлопных газов, максимальный КПД, а для двигателей внутреннего сгорания – ещё и наилучший химический состав топлива.

Новые энергосберегающие технологии в строительстве

При проектировании и возведении жилых и общественных зданий в полной мере следует учитывать расходы на непроизводительные потери. Среди них:

Потери при отоплении помещений.
Теплопотери через кровлю зданий.
Слабоконтролируемые процессы теплообмена внешней поверхности здания с окружающей средой, особенно в холодную пору года.
Неэффективное кондиционирование.

Наиболее перспективной строительной энергосберегающей технологией в России является установка конденсационных модулей покрытия. Эти устройства обеспечивают более высокую эффективность сгорания топлива – от 89% до 97% и считаются самым эффективным способом отопления и вентиляции, при котором используется газовое топливо. Конденсационные блоки устанавливаются на крышах, обеспечивая также и эффективную вентиляцию. Эти устройства содержат вторичный теплообменник. Выхлопные газы, проходя через этот теплообменник, понижают свою температуру до точки, в которой конденсируются пары воды. Это позволяет устройствам восстанавливать скрытую теплоту, которая в противном случае была бы потеряна для отработанного воздуха.

Своё последовательное развитие современные энергосберегающие технологии получили и при выборе отопительного оборудования. Например, инфракрасная система отопления по энергосберегающей технологии позволяет снизить удельный расход энергии на 70…75 %, при этом системы автоматики поддерживают в помещениях наилучшие показатели относительной влажности воздуха. Пока такие энергосберегающие технологии отопления используются преимущественно в малоэтажных зданиях.

Космические технологии на страже тепла и экономии — инновационный теплоизоляционный материал

Гораздо большими масштабами внедрения энергосберегающих технологий в строительстве отличаются проектирование и монтаж систем освещения зданий, улиц, других объектов. Явное преимущество здесь получают светодиодные лампы: они обладают световым потоком, который на 85% превышает значение, которое дают лампы накаливания той же мощности. В ближайшие несколько лет удельная мощность светодиодов, как ожидают, удвоится: с теперешних 125…135 люмен на ватт до 230 люмен на ватт.

Ещё более перспективным с точки зрения современных энергосберегающих технологий является использование индукционного освещения. По сравнению с лампами накаливания индукционные лампы примерно в четыре раза эффективнее, а их долговечность увеличивается более чем в 40 раз.

Основные направления и программы энергосбережения в поселении

Ресурсы и энергосберегающие технологии особенно актуальны для частных домов, когда экономия материальных затрат обеспечивается только за счёт рационального их применения. Основными направлениями внедрения энергосберегающих технологий для частного дома являются:

Эффективное утепление стен и использование при строительстве материалов с повышенной теплоёмкостью.
Снижение энергозатрат при прокладке систем кондиционирования.
Использование тепловых насосов для индивидуального водоснабжения, имеющих повышенный КПД.
Использование, где это возможно, энергоустановок, использующих возобновляемые энергоносители: ветер, солнечное освещение, геотермальные воды и т.д.

Пример рационального расходования ресурсов и энергосберегающих технологий – процессы охлаждения теплоносителя в системах кондиционирования. Современные чиллеры характеризуются увеличенным объёмом конденсаторов и испарителей, а компрессоры позволяют варьировать скорость привода и управлять мощностью кондиционеров.

Перспективность развития и применения альтернативных источников энергии

Велика роль процессов энергоэффективности и энергосберегающих технологий в бытовой сантехнике. В частности, туалеты с двойным смывом и безводные гравитационные писсуары позволяют экономить до 30 % воды. Важно, что двойной промывочный механизм является частью промывочного клапана, и может быть легко установлен на существующих сантехнических устройствах. Безводные писсуары функционируют без промывочного механизма. Вместо традиционного слива используется сменный картридж, содержащий уникальную жидкость, которая служит герметиком. Герметизирующая жидкость действует как воздухонепроницаемый барьер, предотвращая смягчение запахов в помещении. Она остается в картридже, поэтому очистка безводного писсуара производится примерно 3-4 раза в год, что обеспечивает существенную экономию энергоресурсов.

Планы по широкому внедрению энергосберегающих технологий составляются с учётом их значимости. Так, до 31 % потерь материальных и энергетических ресурсов в развитых странах приходится на промышленность, 28 % – на логистику, 22 % – на бытовой сектор, и 19 % – на строительство. Соответственно этому в России действует Национальная энергетическая стратегия, которая рассчитана на период до 2035 года. Документ предусматривает:

Последовательное ограничение использования энергозатратных технологических решений;
Льготное налогообложение для предприятий, внедряющих материало- и энергосберегающие технологии;
Постоянный контроль применения нормативных актов и требований, относящихся к данной области;
Учёт требований энергосбережения при проектировании и модернизации новой техники.

Важно, что действующий в России закон о энергосбережении носит комплексный характер, поскольку с учётом его положений впоследствии было разработано немало межотраслевых нормативных актов.

Интересные факты об энергосберегающих технологиях

Дания занимает первое место в мире по уровню использования энергосберегающих технологий на душу населения. Так, до трети всей электроэнергии в стране вырабатывается ветровыми электростанциями.
35 % всех энергозатрат в мировой промышленности идет на чёрную и цветную металлургию.
Компаниями Oak Ridge и General Electric создан новый тип бытового холодильника, который использует для создания холода специальные магниты. Такой холодильник, использует магнитокалорический эффект, согласно которому снижение или повышение температуры материала достигается путем изменения магнитного поля. Удельное энергопотребление при этом снижается на 37…40 %.

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В КОМПЛЕКСЕ «ТЭС-ПОТРЕБИТЕЛЬ» | Опубликовать статью ВАК, elibrary (НЭБ)

Батухтин А.Г.¹, Кобылкин М.В.², Батухтин С.Г.³, Сафронов П.Г.⁴

¹Кандидат технических наук,

²аспирант,

³ведущий специалист,

⁴кандидат технических наук,

Забайкальский государственный университет

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В КОМПЛЕКСЕ «ТЭС-ПОТРЕБИТЕЛЬ»

Аннотация

В статье рассмотрены проблемы и перспективы внедрения тепловых насосов в существующие системы теплоснабжения. Представлен возможный вариант развития систем, основанный на внедрении малозатратного способа компенсации нагрузки горячего водоснабжения в неотопительный период с применением неклассического источника низкопотенциальной тепловой энергии и расширением его до комплексной системы «ТЭС-потребитель».

Ключевые слова: энергосбережение, тепловой насос, горячее водоснабжение, малозатратность.

Batukhtin A.G.¹, Kobylkin M.V.², Batukhtin S.G.³, Safronov P.G.⁴

¹PhD in Engineering,

²postgraduate student,

³leading specialist,

⁴PhD in Engineering,

Transbaikal State University

MODERN ENERGY-SAVING TECHNOLOGY IN THE COMPLEX “THERMAL POWER PLANT -CONSUMER”

Abstract

This paper presents the problems and prospects of implementation of heat pumps in existing heat supply system. It presents options for the development of systems based on the introduction of low-cost ways to compensate for the load of hot water supply in the non-heating period with the use of non-classical source of low-grade thermal energy and its extension to the complex system of “thermal power plant-consumer”.

Keywords: energy saving, heat pump, domestic hot water, low-cost.

Внедрение тепловых насосов, в настоящее время, является одним из приоритетных направлений в развитии технологий энергосбережения [1-4]. Однако установка тепловых насосов по существующим проектам на большинстве потребителей и производителей тепловой энергии ставит под сомнение энергосберегающий эффект всего энергетического комплекса в целом. Данный вывод обусловлен разнородностью технологических решений в данной области.

Большая часть классических российских и зарубежных проектов по внедрению тепловых насосов предусматривает практически полную изоляцию потребителя от источников тепловой энергии за счет использования низкопотенциального тепла воздуха, воды или грунта [5,6]. В России подобные проекты обладают значительной стоимостью, которая превышает платежеспособность большинства потребителей, и трудновыполнимы в условиях плотной городской застройки [7]. При этом изоляция потребителей, входящих в систему теплоснабжения, приводит к сокращению тепловой нагрузки на ТЭЦ с общим увеличением потребления электроэнергии в системе, распределяемой между другими типами станций.

Кроме классических проектов в российской энергетике набирают популярность решения связанные с использованием в тепловом насосе теплоты обратной сетевой воды ТЭЦ [8]. Такие проекты решают проблемы капитальных затрат и легко реализуемы в городских условиях, но при этом полностью зависимы от ТЭЦ с присоединенными не модернизированными потребителями, и их область внедрения ограничивается компенсацией нагрузки ГВС в отопительный период. Перечисленные особенности лишают данные проекты перспектив глобального внедрения. Кроме этого, использование теплоты обратной сетевой воды приводит к ненормативному захолаживанию теплоносителя.

Помимо модернизации потребителей активно рассматривается модернизация источников теплоснабжения путем внедрения тепловых насосов [9,10]. Тепловые насосы на станциях предполагаются к установке в различных точках тепловой схемы ТЭС и позволяют достичь значительного повышения эффективности работы станции, но не всегда предусматривают возможность перспективного изменения режимов работы потребителей тепловой энергии влияющих на режимы работы станции.

Поскольку практика показывает, что для российской энергетики характерна самостоятельность и разрозненность в принятии решений на различных уровнях управления в системе теплоснабжения, то с большой долей вероятности возможно хаотичное внедрение тепловых насосов по различным проектам в приделах одного источника теплоснабжения. При условии, что подавляющее большинство проектов имеют различные принципы энергообеспечения и не могут комплексно развиваться совместно в одной системе, бесконтрольный поход к энергосбережению в данной области способен не только остановить рост эффективности системы в целом, но и стать причиной общей разбалансировки и ухудшения общих технико-экономических показателей, что в свою очередь противоречит самому принципу энергосбережения. Наихудшим вариантом развития отрасли станет внедрение классических зарубежных изолирующих проектов на всех потребителях в приделах каждого источника теплоснабжения, при таком развитии топливно-энергетический комплекс полностью лишится самого эффективного способа сбережения энергоресурсов – комбинированной выработки электроэнергии на ТЭЦ.

Избежать вышеописанных проблем возможно путем планомерного внедрения новых технологических решений, при разработке которых изначально рассматривается целостная картина энергосбережения, включающая как потребителей, так и источники теплоснабжения. Причем внедрение тепловых насосов в каждой отдельно взятой системе теплоснабжения необходимо ограничивать одним типом проектов, наиболее подходящих к данной системе.

В существующих экономических условиях создать основу для планомерного развития отрасли в данном направлении невозможно без разработки малозатратных технологических решений [11]. Перспективным направлением внедрения тепловых насосов на начальной стадии с соблюдением поставленных условий может стать компенсация нагрузки горячего водоснабжения (ГВС) в неотопительный период с применением неклассического источника низкопотенциальной тепловой энергии [12]. В данном случае, разработанный способ компенсации нагрузки ГВС принимается в качестве «базового».

Система горячего водоснабжения здания (Рис. 1.), модернизированная по «базовому» способу, использует в качестве источника тепла для теплового насоса теплоноситель, циркулирующий в замкнутом контуре системы отопления. Замкнутый контур организуется путем закрытия запорной арматуры 8 и трехходового клапана 12 по линии подачи 1, а также производится автоматизация арматуры 7 для сокращения либо полного прекращения циркуляции теплоносителя через теплообменник 6. Система эффективно покрывает нагрузку ГВС за счет аккумулированного в здании тепла, и позволяет получить значительную экономию для потребителя. Способ характеризуется высокими значениями коэффициента преобразования, которые свойственны водяным теплонасосным установкам (ТНУ), при компактности и минимальных затратах на внедрение. Также способ позволяет утилизировать избыточное тепло помещений в летний период, сокращая затраты энергии на кондиционирование, что свойственно только дорогостоящим комплексным системам теплохладоснабжения [13].

Рис. 1 – система горячего водоснабжения здания:

1 – подающий трубопровод, 2 – обратный трубопровод, 3 – трубопровод воды идущей на горячее водоснабжение, 4 – конденсатор теплонасосной установки, 5 – испаритель теплонасосной установки, 6 – теплообменник горячего водоснабжения, 7, 8, 9 – запорная арматура, 10 –циркуляционный насос, 11 – отопительный прибор,
12 – трехходовой клапан

Промежуточный этап внедрения «базового» способа, когда модернизированы не все потребители в приделах одного источника, аналогичен процессу внедрения классических изолирующих проектов с характерным снижением тепловой нагрузки на источнике теплоснабжения, это приведет к снижению эффективности системы за счет сокращения доли комбинированной выработки в общем балансе. Однако малые затраты на внедрение дают возможность провести модернизацию всех потребителей в приделах одного источника в кратчайший срок, позволяя перейти на следующий этап развития системы теплоснабжения.

При наличии «базового» способа на всех потребителях появляется возможность перевода источника тепловой энергии на работу в качестве низкопотенциального источника тепла для потребителя по следующему способу.

Рис. 2 – комплексная система горячего водоснабжения здания:

1 – подающий трубопровод, 2 – обратный трубопровод, 3 – трубопровод воды идущей на горячее водоснабжение, 4 – конденсатор теплонасосной установки, 5 – испаритель теплонасосной установки, 6 – теплообменник горячего водоснабжения, 7, 8, 8′, 9 – запорная арматура, 10 – циркуляционный насос, 11 – отопительный прибор, 12 – трехходовой клапан, 13 – источник тепла

При переходе от «базового» способа к комплексной системе горячего водоснабжения здания (Рис. 2) открывается арматура 8′ а также в работу вступает трехходовой клапан управляемый скорректированной автоматикой системы отопления для организации подвода низкопотенциального тепла. В контуре системы отопления теплоноситель, при помощи циркуляционного насоса, подается в систему отопления. Проходя отопительные приборы, теплоноситель забирает избыточное тепло помещений, после чего разделяется на два потока, один из потоков возвращается на ТЭС, второй поток, проходя трехходовой клапан, смешивается в необходимых пропорциях с низкотпотенциальным теплоносителем из подающего трубопровода и поступает в ТНУ.

Одновременно с закрытием арматуры 8 производится закрытие арматуры 7 для отключения теплообменника горячего водоснабжения.

Рис. 3 – Принципиальная схема подогрева теплоносителя на ТЭС:

1 – котельная установка, 2 – турбина, 3 – генератор, 4 – конденсатор, 5 – обратный трубопровод, 6 – подающий трубопровод, 7 – сетевой насос, 8 – верхний сетевой подогреватель, 9 – нижний сетевой подогреватель, 10, 11 – запорная арматура

При возвращении потока теплоносителя на ТЭС (Рис. 3) его температура становится близкой к температуре окружающей среды за счет теплопоступлений в зданиях потребителей и через изоляцию тепловых сетей. Относительно низкая температура позволяет использовать его в качестве охлаждающей воды непосредственно в конденсаторе турбоустановки при закрытии запорной арматуры 10 и открытии арматуры 11.

Также, для исключения подвода высокопотенциального тепла из отборов турбины, производится отключение верхнего и нижнего сетевых подогревателей.

Перераспределение потоков пара от сетевых подогревателей в конденсатор позволит обеспечить потребителей теплоносителем с низким потенциалом и исключить недовыработку мощности турбинами.

Перевод потребителей, тепловых сетей и ТЭС на работу с низкопотенциальным теплоносителем является глобальным расширением «базового» способа и позволяет значительно повысить экономичность теплофикации за счет сокращения тепловых потерь в конденсаторе и увеличения выработки электроэнергии на базе теплового потребления благодаря снижению давления необходимого для теплофикации. При этом данный переход для большинства ТЭЦ оборудованных теплофикационными пучками является режимным и не предусматривает капитальных затрат. В случае КЭС, возникают относительно малые затраты на организацию подвода теплоносителя к конденсатору.

Дальнейшее развитие предусматривает постепенное расширение «базового» способа у потребителя путем увеличения мощности ТНУ для покрытия нужд отопления с последующим круглогодичным переводом ТЭС на работу в качестве низкопотенциального источника тепла.

Таким образом, постепенное и контролируемое внедрение данного технологического решения позволит создавать энергоэффективные системы при минимальных затратах и без недостатков большинства зарубежных и российских проектов. Кроме этого, унификация планов развития систем теплоснабжения даст толчок к развитию машиностроения, в частности отрасли по производству теплонасосного оборудования, что в свою очередь также позволит снизить общую стоимость оборудования и всего проекта в целом.

Литература

Берзан В.П. Аспекты проблемы стимулирования внедрения тепловых насосов / В.П. Берзан, С.Г. Робу, М.Л. Шит // Проблемы региональной энергетики. –2011. –№ 1. –С. 91–94.
Батухтин А.Г. Повышение эффективности современных систем теплоснабжения / А.Г. Батухтин, С.А. Иванов, М.В. Кобылкин, А.В. Миткус. // Вестник Забайкальского государственного университета. –2013. –№ 09. – С. 112-120.
Ефимов, Н.Н. Перспективы использования тепловых насосов в энергообеспечении промышленных и коммунальных предприятий / Н.Н. Ефимов, П.А. Малышев // Теплоэнергетика. –2009. –№11. –С. 30-33
Батухтин, А.Г. Использование тепловых насосов для повышения тепловой мощности и эффективности существующих систем централизованного теплоснабжения / А.Г. Батухтин // Научно-технические ведомости СПбГТУ. – 2010. – №2.– С. 28-33.
Филиппов С.П. Эффективность использования тепловых насосов для теплоснабжения малоэтажной застройки / С.П. Филиппов, М.Д. Дильман, М.С. Ионов // Теплоэнергетика. –2011. –№ 11. –С. 12-19.
Чемеков В.В. Система теплоснабжения автономного жилого дома на основе теплового насоса и ветроэлектрической установки / В.В. Чемеков, В.В. Харченко // Теплоэнергетика. –2013. –№ 3. –С. 58.
Кобылкин М.В. Перспективное направление внедрения тепловых насосов / М.В. Кобылкин, С.Г. Батухтин, К.А. Кубряков // Международный научно-исследовательский журнал. –2014. –№ 5-1 (24). –С. 74-75.
Николаев Ю.Е. Определение эффективности тепловых насосов, использующих теплоту обратной сетевой воды ТЭЦ / Ю.Е. Николаев, А.Ю. Бакшеев // Промышленная энергетика. –2007. –№ 9. –С. 14-17.
Аникина И.Д. Применение тепловых насосов для повышения энергоэффективности паросиловых ТЭС / И.Д. Аникина, В.В. Сергеев // Научно-технические ведомости СПбГПУ. –2013. –№ 178. –С. 56-61.
Ефимов Н.Н. Энергетическая эффективность использования абсорбционного бромисто-литиевого теплового насоса в тепловых схемах ТЭС / Н.Н. Ефимов, И.В. Янченко, С.В. Скубиенко // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. –2014. –№ 1. –С. 17-21.
Батухтин А.Г. Тепловые насосы в российских системах отопления. Проблемы и перспективные решения / А.Г. Батухтин, М.В. Кобылкин // Nauka-Rastudent.ru. –2014. –№ 11 (11). –С. 42.
Батухтин А.Г. Современные способы модернизации существующих систем теплоснабжения/ А.Г. Батухтин, М.В. Кобылкин, А.В. Миткус, В.В. Петин // Международный научно-исследовательский журнал. –2013. –№ 7-2 (14). –С. 40-45.
Батухтин А.Г. Применение водяных теплонасосных установок с неклассическим источником низкопотенциальной энергии для компенсации нагрузки горячего водоснабжения / А.Г. Батухтин, С.А. Иванов, М.В. Кобылкин // Промышленная энергетика. –2015. –№ 3. –С. 18-21.

References

Berzan V.P. Aspekty problemy stimulirovanija vnedrenija teplovyh nasosov / V.P. Berzan, S.G. Robu, M.L. Shit // Problemy regional’noj jenergetiki. –2011. –№ 1. –S. 91–94.
Batuhtin A.G. Povyshenie jeffektivnosti sovremennyh sistem teplosnabzhenija / A.G. Batuhtin, S.A. Ivanov, M.V. Kobylkin, A.V. Mitkus. // Vestnik Zabajkal’skogo gosudarstvennogo universiteta. –2013. –№ 09. – S. 112-120.
Efimov, N.N. Perspektivy ispol’zovanija teplovyh nasosov v jenergoobespechenii promyshlennyh i kommunal’nyh predprijatij / N.N. Efimov, P.A. Malyshev // Teplojenergetika. –2009. –№11. –S. 30-33
Batuhtin, A.G. Ispol’zovanie teplovyh nasosov dlja povyshenija teplovoj moshhnosti i jeffektivnosti sushhestvujushhih sistem centralizovannogo teplosnabzhenija / A.G. Batuhtin // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbGTU. – 2010. – №2.– S. 28-33.
Filippov S.P. Jeffektivnost’ ispol’zovanija teplovyh nasosov dlja teplosnabzhenija malojetazhnoj zastrojki / S.P. Filippov, M.D. Dil’man, M.S. Ionov // Teplojenergetika. –2011. –№ 11. –S. 12-19.
Chemekov V.V. Sistema teplosnabzhenija avtonomnogo zhilogo doma na osnove teplovogo nasosa i vetrojelektricheskoj ustanovki / V.V. Chemekov, V.V. Harchenko // Teplojenergetika. –2013. –№ 3. –S. 58.
Kobylkin M.V. Perspektivnoe napravlenie vnedrenija teplovyh nasosov / M.V. Kobylkin, S.G. Batuhtin, K.A. Kubrjakov // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel’skij zhurnal. –2014. –№ 5-1 (24). –S. 74-75.
Nikolaev Ju.E. Opredelenie jeffektivnosti teplovyh nasosov, ispol’zujushhih teplotu obratnoj setevoj vody TJeC / Ju.E. Nikolaev, A.Ju. Baksheev // Promyshlennaja jenergetika. –2007. –№ 9. –S. 14-17.
Anikina I.D. Primenenie teplovyh nasosov dlja povyshenija jenergojeffektivnosti parosilovyh TJeS / I.D. Anikina, V.V. Sergeev // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbGPU. –2013. –№ 178. –S. 56-61.
Efimov N.N. Jenergeticheskaja jeffektivnost’ ispol’zovanija absorbcionnogo bromisto-litievogo teplovogo nasosa v teplovyh shemah TJeS / N.N. Efimov, I.V. Janchenko, S.V. Skubienko // Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Severo-Kavkazskij region. Serija: Tehnicheskie nauki. –2014. –№ 1. –S. 17-21.
Batuhtin A.G. Teplovye nasosy v rossijskih sistemah otoplenija. Problemy i perspektivnye reshenija / A.G. Batuhtin, M.V. Kobylkin // Nauka-Rastudent.ru. –2014. –№ 11 (11). –S. 42.
Batuhtin A.G. Sovremennye sposoby modernizacii sushhestvujushhih sistem teplosnabzhenija/ A.G. Batuhtin, M.V. Kobylkin, A.V. Mitkus, V.V. Petin // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel’skij zhurnal. –2013. –№ 7-2 (14). –S. 40-45.
Batuhtin A.G. Primenenie vodjanyh teplonasosnyh ustanovok s neklassicheskim istochnikom nizkopotencial’noj jenergii dlja kompensacii nagruzki gorjachego vodosnabzhenija / A.G. Batuhtin, S.A. Ivanov, M.V. Kobylkin // Promyshlennaja jenergetika. –2015. –№ 3. –S. 18-21.

Инновации в энергосбережении

В настоящее время в России реализуется комплекс реформ в области модернизации электроэнергетики и жилищно-коммунального хозяйства. Основные приоритеты:

обеспечение устойчивого функционирования и развития экономики, обеспечение надежного и бесперебойного энергоснабжения потребителей;
повышение эффективности производства и потребления электроэнергии;
защита окружающей среды — получения «чистой энергии» без вредных выбросов

Стратегической задачей реформирования стал перевод электроэнергетики в режим устойчивого развития с использованием инновационных передовых технологий. Возрастающая стоимость энергоресурсов, их расточительное расходование (традиционное для России) приводит к осознанию необходимости кардинального изменения политики и учета их потребления. Для обеспечения качества услуг в области электроэнергетики и ЖКХ, снижения издержек, связанных с оплатой таких услуг, а также с целью уменьшения потерь ресурсов — воды, тепловой и электрической энергии, газа, необходимо внедрение энергосберегающих технологий, интенсивная реализация организационных и технологических мер экономии топлива и энергии, т.е. проведение целенаправленной энергосберегающей политики государства. Надежное и безопасное энергоснабжение по разумным ценам является одним из основных условий для конкурентоспособной экономики любой стране в мире.

В связи с глобальными изменениями климата, повышением уровня моря, изменением погодных условий, нанесением вреда сельскохозяйственным культурам, ежегодными значительными выбросами в атмосферу CO₂, на сегодняшний день вопрос экологии — один из важнейших вопросов энергосбережения.

Одним из действенных способов уменьшить влияние человека на природу является использование технологий получения «чистой энергии» без вредных выбросов, повышение эффективности использования энергии, что подразумевает внедрение энергосберегающих технологий.

Future Home Tech: 8 энергосберегающих решений на горизонте

От отопления и охлаждения до электроники и бытовой техники — для обеспечения нашей повседневной жизни требуется много энергии. Сегодня наши дома потребляют на 37 процентов больше энергии, чем в 1980 году. Но без энергоэффективности — за счет технологических инноваций и федеральных стандартов энергосбережения — это число было бы намного выше. Фактически, даже несмотря на то, что наше общее потребление энергии выросло, потребление энергии на одно домашнее хозяйство снизилось примерно на 10 процентов, несмотря на то, что наши дома больше и содержат больше устройств.

Благодаря достижениям наших национальных лабораторий, промышленности и академических кругов оборудование, которое мы используем в наших домах, стало более энергоэффективным, чем когда-либо прежде, что экономит деньги потребителей и снижает выбросы углерода. Давайте взглянем на несколько технологий, которые мы можем ожидать увидеть на рынке в ближайшие несколько лет, которые сделают наши дома еще более экологичными.

1. Умные, более взаимосвязанные дома

Мы живем во все более взаимосвязанном мире — то же самое верно и для наших домов. Новые электронные устройства и устройства теперь могут быть подключены к Интернету для предоставления данных в реальном времени, что упрощает понимание и снижает потребление энергии.

Вскоре эти технологии станут более рентабельными и интеллектуальными в результате проекта, поддерживаемого Управлением строительных технологий Министерства энергетики США. Новые беспроводные датчики, разработанные в Национальной лаборатории Ок-Ридж, повысят энергоэффективность дома за счет автоматизированных систем управления для нагревательных и охлаждающих устройств, освещения и других систем, которые получают доступ к таким данным, как наружный воздух и температура в помещении, влажность, уровень освещенности и заполняемость — все это за небольшую часть времени. стоимость типичных беспроводных датчиков, которые вы видите сегодня на рынке.Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии и Национальная лаборатория Лоуренса Беркли также разрабатывают новые протоколы и стандарты, которые улучшат взаимодействие интеллектуальных устройств друг с другом и с электросетью.

2. Сверхэффективные тепловые насосы

Офис строительных технологий представляет новое поколение систем тепловых насосов, которые согревают и охлаждают ваш дом, перемещая тепло из одного помещения в другое. К ним относятся:

3.Сушилки для одежды с защитой от углерода

Та же концепция, что и технологии тепловых насосов, которые обеспечивают комфорт в вашем доме, также может быть использована для другого важного применения: сушки одежды. Национальная лаборатория Окриджа и General Electric разрабатывают сушилку нового типа, в которой используется цикл теплового насоса для выработки горячего воздуха, необходимого для сушки. Результат: более эффективная сушилка, которая может снизить потребление энергии на 60 процентов по сравнению с обычными сушилками, представленными сегодня на рынке.

4. Магнитные холодильники (правильно, магниты)

Национальная лаборатория Ок-Ридж и General Electric объединились, чтобы создать революционный новый тип холодильника, который использует магниты для создания холода, также известного как магнитокалорический эффект (понижение или повышение температуры). температура материала путем изменения магнитного поля). В течение последних 100 лет в холодильниках использовался процесс, называемый компрессией пара, при котором используются хладагенты, которые могут быть вредными для окружающей среды. Новый холодильник представляет собой революционную технологию, в которой используется охлаждающая жидкость на водной основе, что делает его более экологически чистым и более эффективным, что означает более низкие счета за электроэнергию и меньшее загрязнение углерода.

5. Расширенное управление окнами

Национальная лаборатория Лоуренса Беркли и компания Pella Windows работают над новыми окнами с высокой изоляцией, в которых используются датчики и микропроцессоры для автоматической регулировки затенения в зависимости от количества доступного солнечного света и времени суток, чтобы обеспечить надлежащее освещение и комфорт , экономия энергии и денег потребителей.

6. Изоляция Next-Gen

Изоляция — один из наиболее важных способов снижения затрат на отопление и охлаждение вашего дома. Industrial Science & Technology Network разрабатывает новую пенопластовую изоляцию из экологически чистых и современных композитных материалов, которые гарантируют, что тепло не уходит с чердака, стен и других частей дома в холодные зимние месяцы.

7. Светоотражающие кровельные материалы

Холодные крыши, покрытые материалами, содержащими специальные пигменты, отражают солнечный свет и поглощают меньше тепла, чем стандартные крыши. Ожидайте, что эти типы кровельных систем станут еще «холоднее» благодаря новым флуоресцентным пигментам, разработанным Национальной лабораторией Лоуренса Беркли и PPG Industries, которые могут отражать почти в четыре раза больше солнечного света, чем стандартные пигменты.

8. Более яркое, лучшее освещение

Светодиоды (светоизлучающие диоды) прошли долгий путь: самые эффективные на сегодняшний день светильники потребляют на 85 процентов меньше энергии, чем лампы накаливания.Программа твердотельного освещения Управления строительных технологий поддерживает исследования и разработки, направленные на снижение стоимости светодиодов, делая их еще более эффективными и долговечными. Фактически, ожидается, что эффективность светодиодов удвоится с нынешних 125–135 люмен на ватт до 230 люмен на ватт в следующие несколько лет в результате продолжающихся исследований и разработок.

Зайдите на building.energy.gov, чтобы узнать, как Министерство энергетики продвигает строительные технологии, повышающие энергоэффективность и комфорт американских домов и предприятий.Кроме того, ознакомьтесь с Energy Saver, чтобы узнать о других способах экономии энергии и денег дома.

4 НОВЫЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССАХ

В последние годы многие технологические инновации позволили процессам в пищевой промышленности стать более эффективными, менее громоздкими, безопасными, менее энергоемкими и более экологичными.

В этом разделе представлены несколько проверенных методов и процессов сепарации, термической обработки, борьбы с бактериями и рекуперации энергии.Поскольку цель этого руководства — указать читателю на решения, применимые в промышленном контексте, мы решили ограничиться методами, которые хорошо зарекомендовали себя и доступны на рынке. Эти технологии проиллюстрированы практическим применением, демонстрирующим их энергоэффективность в секторах переработки мяса, напитков и молочных продуктов.

Обратите внимание, что через несколько лет на рынке ожидается появление нескольких других технологий, которые все еще разрабатываются.

4.1 Мембранная фильтрация

Мембранная фильтрация используется для удаления из жидкостей частиц, слишком мелких для обычных методов фильтрации, таких как белки, бактерии, вирусы и растворенные соли. Его также можно использовать для концентрирования, фракционирования, очистки и регенерации жидкостей, частично или полностью заменяя традиционные методы разделения испарением и центрифугированием.

Рисунок 4-1 — Разделительная способность различных технологий мембранной фильтрации

Текстовая версия

Стрелка проходит горизонтально через центр изображения.Вдоль стрелки отображается «Размер пор мембраны в микронах» с приращениями следующим образом: 10, 1, 0,1, 0,001, 0,0001. Над стрелкой появляются желтые прямоугольники со следующими обозначениями: дрожжи (10), бактерии (1), коллоидные эмульсии (от 1 до 0,1), вирусы (0,1), органические накромолекулы (от 0,1 до 0,001), органические соединения (0,001), растворенные соли. (0,0001). Под стрелкой появляются синие прямоугольники со следующими метками: микрофильтрация (от 10 до 0,1), ультрафильтрация (от 0,1 до 0,001), нанофильтрация (0.001 до 0,0001) и обратного осмоса (0,0001).

В сфере переработки сельскохозяйственной продукции мы, вероятно, встретим четыре типа мембранных технологий в зависимости от области применения: микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация и обратный осмос (RO). Эти методы различаются по их разделительной способности, которая является функцией размера пор мембраны, и молекулярной массой частиц, которые мы хотим удалить.

Хотя эти технологии уже зарекомендовали себя в нескольких промышленных приложениях, есть еще большие возможности для роста.

Во многих случаях они могут частично или полностью заменить другие технологии и снизить потребление энергии.

Таблица 4.1 — Основные области применения мембранных технологий в пищевой промышленности и производстве напитков
На входе в процесс	Очистка подпиточной воды котла Подготовка и бактериальный контроль технологической воды Стандартизация молока	Напитки, пиво, молоко, мясо Напитки, пиво, молоко, мясо Молоко
В процессе	Осветляющие соки, напитки, пиво Соки концентрированные Удаление спирта Стандартизация молока Молоко предварительного концентрирования Деминерализирующая сыворотка Устранение микроорганизмов и бактерий Белки регенерирующие	Напитки, пиво Напитки Пиво Молоко Молоко Молоко Молоко, пиво, напитки Молоко мясное
На выходе из процесса	Регенерация и переработка моющих растворов (вода и реагенты) Очистка сточных вод, оборотная вода и реагенты	Молоко, пиво, мясо Напитки, пиво, молоко, мясо

Основными преимуществами мембранных технологий являются:

Заметное снижение энергопотребления по сравнению с традиционными тепловыми процессами

проверенное применение в нескольких промышленных секторах, особенно в молочной

экологические выгоды, возникающие в результате увеличения потенциала рециркуляции и сокращения или отказа от использования определенных химикатов

Примеры промышленного применения
Различные промышленные применения мембранной фильтрации проиллюстрированы следующими примерами.

Мембранная фильтрация — Производство напитков

Тип деятельности: предприятие по переработке фруктов в США
Заявка: производство концентратов фруктовых соков
Срок размещения: с 1990 по 1999 год, 14 участков
Экономические данные : нет данных

Результаты
— тепловая энергия, необходимая для испарения: 1,162 мегаджоулей (МДж) / килограмм (кг) испарившейся воды
— электрическая энергия, необходимая для мембранной фильтрации: 0.232 МДж / кг (0,065 кВтч / кг)
— снижение энергопотребления на 80 процентов, что соответствует уменьшению счета за электроэнергию на 37 процентов (4 доллара за гигаджоуль для природного газа, 0,06 доллара за киловатт-час для электроэнергии и 75-процентный КПД при производстве пара )

Методология
Предварительное концентрирование фруктовых соков с помощью модуля ультрафильтрации, за которым следует модуль обратного осмоса, в котором мембраны выборочно отделяют воду от других компонентов сока. Затем концентрацию продолжают в испарителе.

Проект выполнен
Концентрирование свежих фруктовых соков происходит в два этапа:
— От начальных 5 процентов до 10 процентов общего сухого вещества : Операция устраняет 50 л воды на 100 л свежего сока с помощью мембранной процедуры объединения ультрафильтрация с обратным осмосом, в результате чего процесс менее энергоемкий, чем при испарении.
— От 10 процентов до конечной концентрации, которая составляет от 40 до 62 процентов общего сухого вещества, в зависимости от точной природы фруктового сока. : Затем сок концентрируется с помощью испарителя.

Мембранная фильтрация — Молочная промышленность

Тип бизнеса: предприятие по переработке молока в Канаде
Применение: концентрация сырной сыворотки
Дата внедрения: 1990
Затраты, связанные с мембранной фильтрацией: 400000 долларов США (для установки обратного осмоса) + 83000 долларов США в год (при эксплуатации) расходы)
Срок окупаемости: 3,6 года

Результаты
— Энергия, используемая для концентрирования сыворотки, снижена на 90 процентов (173 000 долларов США в год).
— Потребление пара снижено более чем на 95 процентов.
— Годовое потребление электроэнергии увеличилось на 60 МВтч (приблизительно 2400 долларов в год) для оборудования обратного осмоса, а ежегодная стоимость замены мембраны составляет 64000 долларов.

Проект выполнен
Для концентрирования 12500 л / час сыворотки с содержанием сухого вещества от 6 до 21 процента, традиционный испаритель тройного действия, не оборудованный механической или термической рекомпрессией пара и питаемый паром, произведенным в бойлере, был заменен на блок обратного осмоса.Несмотря на то, что использование установки мембранной фильтрации привело к небольшому увеличению потребления электроэнергии, эта технология значительно снижает потребность в тепловой энергии, поскольку концентрирование происходит с разделением воды в ее жидком состоянии, которое не требует испарения.

Ограничения технологии
Есть пределы полезности мембранной фильтрации в процессе концентрирования. Хотя детали меняются от одного производителя к другому, RO обычно используется для предварительного концентрирования сыворотки до 25 процентов общего сухого вещества.Для более высоких уровней концентрации требуются более традиционные методы выпаривания.

4.2 Тепловые насосы

В этом руководстве нас интересуют тепловые насосы с замкнутым контуром, в которых используется промежуточная жидкость, называемая хладагентом. Системы с разомкнутым контуром используются в технологиях механической рекомпрессии пара (MVR), которые рассматриваются в разделе 4.3.

Тепловые насосы — это холодильные аппараты компрессионного типа, предназначенные для передачи тепла для обогрева, а не для охлаждения.Они улавливают тепловую энергию при относительно низких температурах (источник холода), нагревают ее и передают в радиатор.

В испарителе низкотемпературный источник тепла передает энергию хладагенту, который затем испаряется. Температура и давление компрессора увеличиваются, а хладагент остается в парообразном состоянии. В конденсаторе хладагент передает накопленную энергию радиатору. На выходе из конденсатора расширительный клапан снижает давление хладагента. Затем жидкость под низким давлением возвращается в испаритель для перезапуска цикла.

— Области применения : Мясная, молочная промышленность и производство напитков, требующие нагрева и охлаждения. Процессы испарения и концентрирования.
— Потенциал : Тепловые насосы обычно используются для охлаждения и кондиционирования воздуха, но их привлекательность в секторе переработки сельскохозяйственной продукции заключается в том, что они также могут использоваться для повышения температуры жидкости, которая на несколько градусов ниже, чем ее можно использовать.
— Ограничения : Недостаток знаний и срок окупаемости, который обычно превышает 2 года, являются основными препятствиями на пути промышленного использования тепловых насосов.

Пример промышленного применения
Промышленное применение теплового насоса в одном из секторов, рассматриваемых в данном руководстве, проиллюстрировано в следующем примере.

Тепловой насос — Мясоперерабатывающая промышленность

Тип деятельности: птицеперерабатывающий завод в Канаде
Применение: темперирование перед нарезкой и нарезкой замороженных четвертинок
Дата внедрения: 1987
Стоимость теплового насоса: 165 000 долларов США (инвестиции) + 9 500 долларов США в год ( эксплуатационные расходы)
Срок окупаемости: 2.9 лет

Результаты
— Годовые затраты на электроэнергию уменьшены на 56 000 долларов (производство горячей воды за счет рекуперации тепла из испарительного конденсатора).

Методология
В этой процедуре тепловой насос нагревает воду до температуры, которая делает ее пригодной для использования в производственных процессах на предприятии, за счет рекуперации и использования тепла конденсаторов, которые ранее выводились наружу.

Проект сдан
Первый этаж системы включает улавливание тепла от теплого хладагента (в данном случае аммиак [Nh4]) на выходах холодильных компрессоров и предварительный нагрев воды (с 12 ° C до 25 ° C, на средний) с теплообменниками, в которых в качестве промежуточного звена используется водно-гликолевый контур.
Второй, и основной, этаж рекуперации использует тепловой насос, подключенный к системе производства льда на основе аммиака, для нагрева воды, предварительно нагретой на первом этапе. Хладагент теплового насоса (R-12) улавливает тепло конденсации аммиака и передает его воде в конденсаторе теплового насоса.
Таким образом, система позволяет нагревать воду до температуры от 40 ° C до 63 ° C, что делает ее пригодной для непосредственного использования в производственных процессах.

4.3 Механическая и термическая рекомпрессия пара

MVR — это технология, принадлежащая к семейству тепловых насосов с открытым контуром, которые особенно хорошо подходят для процессов испарения.MVR позволяет рекуперировать скрытое тепло, содержащееся в паре, которое часто теряется в традиционных процессах. Пар, образующийся при испарении, рекуперируется компрессором, который увеличивает давление и температуру на несколько градусов выше точки кипения жидкости.

После того, как этот пар достигает высокой температуры и давления, он становится источником тепла для испарения, поскольку он выделяет скрытое тепло. Рекуперация энергии, содержащейся в паре, позволяет значительно сэкономить энергию. Фактически, для испарения 1 м ³ пара требуется всего 30 кВтч по сравнению с 800 кВтч при традиционном испарении.

— Области применения : Концентрирование молока, пивоварение (котел для сусла), концентрирование стоков, дистилляция, разделение.

— Потенциал : Помимо снижения энергопотребления, MVR также может значительно сократить потребности в охлаждении (вода, градирня) и, в некоторых случаях, устранение запахов.

– Ограничения : Основное препятствие, которое должна преодолеть эта технология, заключается в том, что она малоизвестна в промышленных кругах.

— Комментарий : Также можно увеличить давление и температуру пара, производимого испарением, с помощью парового эжектора. Это тепловая рекомпрессия пара (TVR), и при меньших вложениях, чем для типичной системы MVR, иногда можно снизить потребность в паре на 50 процентов.

Пример промышленного применения
Следующий пример иллюстрирует промышленное применение рекомпрессии пара (механического или термического) в некоторых секторах, охватываемых данным руководством.

Механическая рекомпрессия пара (MVR) — Молочная промышленность
Вид деятельности: предприятие по переработке молока в США
Применение: концентрация сырной сыворотки
Дата внедрения: 1988
Срок окупаемости: 4 года

Результаты
— Устранена потребность в паре, производимом котельной на объекте.
— Снижение энергопотребления с чистой годовой экономией в размере 165 000 долларов США (годовая экономия на паре составляет 211 000 долларов США минус 46 000 долларов США ежегодных эксплуатационных расходов при эксплуатации дополнительного компрессора).

Проект сдан.
Испаритель с одинарным воздействием, который первоначально питается паром, производимым в бойлере, концентрирует сырную сыворотку. Центробежный компрессор восстанавливает пар, образующийся при испарении, и доводит его в сжатом состоянии до температуры выше точки кипения жидкости. Сжатый таким образом пар используется в качестве источника тепла для испарителя: пар отводит скрытое тепло, когда касается более холодной жидкости, и, таким образом, обеспечивает тепло, необходимое для испарения.

Ограничения технологии
Несмотря на то, что MVR обещает значительную экономию энергии, обычно требуются значительные предварительные вложения, которые напрямую зависят от количества воды, которая должна быть испарена. Следовательно, в случае очень разбавленных жидкостей целесообразно предварительно сконцентрировать раствор перед выпариванием: часто лучше всего оказывается комбинация мембранная фильтрация + выпаривание MVR.

4.4 Когенерация — комбинированное производство тепла и электроэнергии

Традиционные системы для выработки электроэнергии имеют средний КПД от 35 до 40 процентов (до 55 процентов для систем с комбинированным циклом), выбрасывая в окружающую среду от 60 до 65 процентов энергии, содержащейся в их топливе.Когенерация восстанавливает эту потерю тепла и использует ее для нужд отопления или охлаждения. Отопление включает производство пара и горячей воды. Для охлаждения необходимо использовать абсорбционные охладители, преобразующие тепло в холод. Таким образом, за счет одновременной выработки электроэнергии и тепла когенерационные установки имеют более высокий общий КПД, который может достигать 90 процентов. Это означает экономию топлива до 40 процентов по сравнению с производством электроэнергии и тепла с использованием тепловых электростанций и паровых котлов.

Рисунок 4-2 — Производство тепла и электроэнергии с помощью когенерации

Источник: RETScreen ^® International, анализ проектов чистой энергии — слайд

анализа проектов когенерации Текстовая версия

Эффективность рекуперации тепла (55/70) = 78.6%
Общий КПД ((30 + 55) / 100) = 85,0%
Топливо (100 единиц) -> Система питания (-> Тепло + Выхлоп [70 единиц]
Приводит к:
-> HRSG [-> Выхлопные газы (15 единиц)] -> [Тепло (55 единиц)] Нагревательная нагрузка -> [назад к HRSG])
-> Генератор -> (Мощность [30 единиц]) Мощность нагрузки

Рисунок 4-3 — Распределение промышленных объектов когенерации в Канаде

Текстовая версия

Продукты питания и напитки	6%
Лесное хозяйство	35%
Химическая промышленность	26%
Шахты	5%
Нефть и газ	10%	4
Нефтяные пески	18%

Источник: Когенерационные установки в Канаде, CIEEDAC, 2006

Поскольку электричество легче передавать на большие расстояния, чем тепло, промышленные когенерационные установки обычно располагаются близко к месту, где будет использоваться тепловая энергия.Эти объекты также масштабируются для удовлетворения требований к теплу конкретного процесса. Если количество произведенной электроэнергии ниже технологических требований, остаток необходимо покупать в местной сети. И наоборот, если генерируется избыток электроэнергии, ее можно продать в сеть. Однако это предполагает, что подключение к сети соответствует очень строгим стандартам и что существуют правила покупки и продажи электроэнергии. В связи с недавним дерегулированием рынка электроэнергии, завершенным в некоторых провинциях и продолжающимся в других, промышленность отныне может предусматривать строительство когенерационных станций и возможность продавать излишки электроэнергии в сеть.
В Канаде существующие когенерационные установки находятся в секторе лесной продукции (в котором задействовано много паровых турбин), в химической промышленности и в нефтеносных песках (где установлены самые мощные установки). Системы когенерации также имеются на 15 предприятиях в секторе пищевых продуктов и напитков (переработка кукурузы, ликеро-водочные заводы, пивоваренные заводы, сахарные заводы, птицепереработка и т. Д.).

В 2005 году мощность когенерационных установок, обеспечивающих теплом предприятий пищевой промышленности и производства напитков, составила 351 мегаватт электроэнергии (МВт).Их средний КПД составлял 80 процентов, а их среднее отношение тепловой энергии к электрической мощности (HTPR) составляло 6,3. Это означает, что на каждый киловатт-час произведенной электроэнергии на этих объектах было произведено 6,3 кВтч полезного тепла.

Основные узлы и характеристики когенерационной установки

Когенерационная установка состоит из следующих четырех основных компонентов:

первичный двигатель, обычно турбина или двигатель внутреннего сгорания
электрогенератор, приводимый в действие тягачом
новый котел-утилизатор для производства пара из энергии, содержащейся в выхлопных газах турбины или двигателя внутреннего сгорания.Рекуперацию энергии можно максимизировать, установив стандартный экономайзер на выходе из котла-утилизатора ( температура дымовых газов, которая колеблется от 120 ° C до 150 ° C, в зависимости от топлива, также может быть снижена ). Если для процесса требуется значительный объем горячей воды, конденсационный экономайзер может следовать за экономайзером или заменять его ( температура дымовых газов может быть снижена до 50 ° C или 60 ° C, ). ^{Сноска 15}
система управления

Наиболее часто используемыми источниками энергии являются пар (паровая турбина) и природный газ (газовый двигатель и турбина), хотя в некоторых приложениях используется дизельное топливо и биогаз.

Если HTPR (отношение тепла к мощности) меняется в течение дня или по сезонам, любое изменение количества вырабатываемой электроэнергии или покупка электроэнергии может привести к значительной потере прибыли. Поэтому предпочтительнее адаптировать HTPR к потребностям объекта, используя дополнительную горелку на входе котла-утилизатора или дополнительный котел.

Оптимизация когенерационной системы (т.е. адаптация ее к потребностям в тепле) дает следующие основные преимущества:

Экономические и экологические преимущества:
- Повышение общей эффективности преобразования топлива в тепло и электричество
- доступ к доходам от продажи избыточной электроэнергии в сеть
- снижение затрат на очистку сточных вод и удаление отходов при использовании биогаза ^{Сноска 16}, повышающая рентабельность системы
- снижение выбросов в атмосферу, особенно диоксида углерода (CO ₂) и оксидов азота
Повышенная надежность электроснабжения: когенерация снижает риск нарушения производства в случае отключения электроэнергии.
Децентрализованная выработка электроэнергии вблизи точки потребления ограничивает потери на линиях электропередачи.
Приложение было протестировано в большинстве промышленных секторов по всему миру, особенно в нескольких процессах в пищевой промышленности и производстве напитков, а также в сельском хозяйстве.

В целом когенерация требует больших инвестиций со сроком окупаемости от четырех до пяти лет. Стоимость приобретения оборудования и его подключения к технологическому процессу и электросети должны быть добавлены к стоимости строительства камеры или конструкции для снижения шума, производимого газовыми турбинами и двигателями.Таким образом, любое решение о строительстве когенерационной установки должно учитывать следующие элементы:

годовые потребности технологического процесса в тепловой и электрической энергии, их сезонные колебания и прогнозы будущего развития
потенциал для экономии энергии — Перед запуском любого проекта когенерации необходимо провести подробный энергоаудит, направленный на оптимизацию использования энергии на предприятии. На самом деле может случиться так, что после того, как будет создана когенерация, дальнейшее повышение энергоэффективности станет труднее.
вид используемого топлива и прогнозы динамики его цены и цены на электроэнергию
Стоимость инвестиций в оборудование и гражданскую инфраструктуру
действующих программ мотивации

Экономия на налогах в соответствии с Классом 43.1 и Классом 43.2 Положения о подоходном налоге

Когенерационные системы, вырабатывающие электроэнергию и тепло, которое экспортируется из системы для полезных целей, имеют право на налоговую экономию в соответствии с Классом 43.1 или класс 43.2 Положения по подоходному налогу . Эти налоговые меры позволяют ускорить вычет капитальных затрат по цене:

— Тридцать процентов в год на основе снижения, если тепловая нагрузка не превышает 6000 БТЕ / кВтч (6330 килоджоулей [кДж] / кВтч) в случае класса 43.1 или.
— Пятьдесят процентов в год по убыванию, если расход тепла не превышает 4750 БТЕ / кВтч (5011 кДж / кВтч) и оборудование приобретается после 22 февраля 2005 г. и до 2020 г. в случае класса 43.2.

Для получения дополнительной информации об экономии на налогах на оборудование для производства чистой энергии и энергосбережения обратитесь к Техническому руководству класса 43.1 и Техническому руководству по расходам на возобновляемые источники и энергосбережение Канады (CRCE) или свяжитесь с Секретариатом классов 43.1 и 43.2.

* Для целей классов 43.1 и 43.2 тепловая мощность определяется как F / (E + H / 3413), где F — высшая теплотворная способность (HHV) приемлемого ископаемого топлива, потребляемого за год, E — валовое электрическая энергия, произведенная за год, а H — чистое тепло, отведенное из системы для полезных целей за год.

Оценка проектов когенерации

Программная модель когенерации RETScreen ^® позволяет оценить производство энергии, стоимость жизненного цикла, сокращение выбросов, финансовую жизнеспособность и риски, связанные с проектами производства электроэнергии, тепла и холода в одном или нескольких зданиях и в промышленных процессах. Модель позволяет проводить технико-экономические обоснования, которые учитывают широкий спектр возобновляемых и невозобновляемых видов топлива, и содержит базу данных данных о климате и продуктах (например,грамм. поршневые двигатели, газовые турбины, парогазовые турбины, паровые турбины, топливные элементы, микротурбины, котлы, компрессоры, тепловые насосы абсорбционного цикла и т. д.).

Эту модель когенерации можно бесплатно загрузить с международного веб-сайта RETScreen®: www.retscreen.net.
RETScreen ^® International находится в ведении Технологического центра CanmetENERGY компании Natural Resources Canada в Вареннесе.

**Таблица 4-2 — Типовые когенерационные системы**
Технологии	Топливо	Типовая мощность (МВт)	Электрический КПД	Отношение тепла к мощности (HTPR)	Общий КПД
Поршневые двигатели с искровым зажиганием	Природный газ Биогаз Дизель	0.С 003 по 6	от 25 до 43%	от 1: 1 до 3: 1	от 70 до 92%
Поршневые двигатели с воспламенением от сжатия	Природный газ Биогаз Дизельное топливо Мазут	0,2 до 20	от 35 до 45%	0,5: от 1 до 3: 1 *	от 65 до 90%
Парогазовая турбина	Природный газ Биогаз Дизель Мазут	3 до 300	от 35 до 55%	1.От 1: 1 до 3: 1 *	от 73 до 90%
Турбина открытого цикла	Природный газ Биогаз Дизель	от 0,25 до 50+	от 25 до 42%	1,5: от 1 до 5: 1 *	от 65 до 87%
Паровая турбина противодавления	Нет	0,5 до 500	от 7 до 20%	от 3: 1 до 10: 1+	до 80%
Отборная паровая турбина	Нет	1 до 100	от 10 до 20%	от 3: 1 до 8: 1+	до 80%

Источник: COGEN Europe (Европейская ассоциация содействия когенерации)

* Для этих систем более высокое отношение тепла к мощности может быть получено путем добавления дополнительной горелки на выходе из двигателя или турбины.

Пример промышленного применения
Промышленное применение когенерации в одном из секторов, охватываемых данным руководством, проиллюстрировано в следующем примере.

Когенерация или комбинированное производство электроэнергии и тепла — Мясоперерабатывающая промышленность

Тип деятельности: птицефабрика и предприятие по переработке птицы в Канаде (мощность 300 000 цыплят в день)
Применение: одновременное производство электроэнергии, пара и горячей воды с использованием природного газа
Дата развертывания: 1999
Стоимость инвестиций: примерно $ 6 млн.
Срок окупаемости: 5.5 лет

Результаты
Установка газовой турбины мощностью 5 МВт (эл.) Позволила принять следующие меры:
— снизить затраты на электроэнергию с 0,065 доллара США / кВтч до 0,05 доллара США / кВтч (более чем на 20 процентов)
— повысить надежность электроснабжения предприятия на производство значительной части потребляемой электроэнергии
— снизить потребление природного газа примерно на 4 процента для достижения общего коэффициента эффективности (выработка электроэнергии и тепла) 86 процентов

Методология
Убой и переработка птицы требует строгих санитарных условий.В технологических процессах и для очистки оборудования используются большие объемы горячей воды и пара. До проекта когенерации горячая вода производилась с помощью нескольких единиц оборудования, таких как взаимосвязанная сеть котлов и тепловых насосов. Также требовалось много электроэнергии для охлаждения упаковочных цехов и для замораживания. Ежедневно предприятие потребляет 2270 м3 ³ (500 000 британских галлонов, или 1 892 706 л) горячей воды, а летом до 9,5 МВт электроэнергии.С помощью когенерации можно рационализировать производство тепловой энергии, одновременно производя электричество для питания холодильной системы предприятия.

Проект выполнен
Реализованный подход позволяет генерировать электроэнергию, пар и горячую воду с помощью когенерационной установки. Поставляемая система включает элементы, перечисленные ниже:
— газовая турбина 5,2 МВт (эл.)
— на выходе из газовой турбины, дополнительная горелка и система рекуперации тепла для производства пара для предприятия (29 484 кг / ч, 125 фунтов — сила на квадратный дюйм манометра)
— на выходе из парогенератора, экономайзер с прямым контактом, способный нагревать 1360 л (300 британских галлонов) воды до 49ºC (120ºF) каждую минуту
— отдельное здание для когенерационной установки, Таким образом, вы избежите значительных затрат на ремонт и звукоизоляцию в заведении

4.5 Анаэробная обработка сточных вод и отходов

Анаэробный процесс — один из самых многообещающих способов очистки промышленных сточных вод и отходов со значительным содержанием органических веществ. В отсутствие воздуха и кислорода некоторые бактерии превращают органические остатки из растительных, животных и химических источников в биогаз (состоящий из метана и CO ₂), который можно использовать в качестве топлива для замены природного газа и мазута. В зависимости от специфики процесс называется анаэробной обработкой, перевариванием или ферментацией.Эти обозначения эквивалентны, и в этом руководстве мы выбрали термин анаэробная обработка (AT).

Анаэробно можно обрабатывать широкий спектр органических соединений: углеводы (крахмал, сахар, целлюлозные материалы), жиры и масла, а также белки. AT хорошо известен в Европе и Азии, где, по оценкам, действуют сотни таких промышленных систем, но в Северной Америке этот процесс по-прежнему представлен плохо — всего 12 процентов мировых предприятий.

Рисунок 4-4 — Распределение промышленных установок по анаэробной очистке в Европе

Источник: Международное энергетическое агентство, 2001 г.

Текстовая версия

Продукты питания	40%
Пивоварни / безалкогольные напитки	25%
Ликероводочные заводы	12%
Целлюлоза и бумага	9%
Химическая промышленность	7%
Прочие	7%

Источник: Международное энергетическое агентство, 2001 г.

В Европе около 75 процентов промышленных автоматических трансмиссий приходится на пищевую промышленность и производство напитков, 9 процентов — на целлюлозно-бумажную промышленность и 7 процентов — на химическую промышленность.В Канаде существующие объекты в основном используются для регенерации навоза в сельскохозяйственном секторе. AT также используется на нескольких предприятиях пищевой промышленности и находит более широкое применение при утилизации остатков на целлюлозно-бумажных комбинатах.

Анаэробная обработка — принципы и характеристики

В секторе продуктов питания и напитков эта технология была разработана для предварительной обработки воды с высоким содержанием органических веществ. В процессе переработки примерно 90 процентов органических веществ превращается в биогаз, а в качестве побочного продукта производятся удобрения.Основные этапы процесса следующие:

перед анаэробной обработкой иногда требуется физическая (измельчение), химическая (гидролиз) или термическая (пастеризация) предварительная обработка
органическое вещество (растворенное или взвешенное в воде) подается в реактор, ^{Footnote 17}, где в отсутствие кислорода анаэробные бактерии превращают его в биогаз и остатки (твердые или жидкие), которые можно использовать в качестве удобрения
разделение продуктов (биогаза и твердых или жидких остатков) может происходить в самом реакторе или в отдельной части оборудования ниже по потоку
неочищенный биогаз, который содержит от 50 до 80 процентов метана (основной элемент природного газа) и от 20 до 50 процентов CO ₂, имеет значительную теплотворную способность
Биогаз также содержит следовые количества сероводорода (H ₂ S).Если он слишком распространен, H ₂ S иногда необходимо удалять из биогаза, прежде чем биогаз будет использоваться в качестве топлива.

Твердый остаток можно использовать как влажное удобрение, можно обезвоживать и использовать как сухое удобрение, а также компостировать, закапывать или сжигать.

В некоторых случаях после AT остается органический остаток. Этот остаток можно обработать обычным АТ. Конечные сточные воды затем могут быть сброшены в окружающую среду или в муниципальную канализационную систему по цене, которая значительно ниже, чем это было бы без AT.

Таблица 4-3 — Основные области применения для анаробной обработки в пищевой промышленности и производстве напитков
Продукты питания	Жидкое молоко Молочные продукты (сыр, масло, сливки, йогурт, мороженое, сыворотка) Продукты бойни и мясопереработки Овощи (консервированные или замороженные) Рыба, морепродукты и субпродукты Продукты из кукурузы, зерна, картофель и масличные (масла, крахмал, маргарин)
Напитки	Пиво Безалкогольные напитки Спиртные напитки Фруктовые соки и продукты Вино

Основные преимущества AT демонстрируются в следующих примерах.

Экономические и экологические преимущества:
- уменьшение количества сточных вод, сбрасываемых в окружающую среду или в городскую канализацию, а также уменьшение запаха органических отходов
- производство биогаза, источника энергии, который может использоваться в качестве топлива ^{Сноска 18} в котлах или в когенерационной системе предприятия в качестве замены ископаемого топлива (природного газа или мазута)
Производство твердых остатков, которые можно использовать в качестве удобрений.
Приложение, зарекомендовавшее себя во всем мире в нескольких процессах производства продуктов питания и напитков, таких как пивоварни, ликеро-водочные заводы, молочные заводы и бойни.

4,6 Новые режимы теплопередачи

Традиционные режимы нагрева и приготовления пищи в термовоздушных шкафах или путем контакта с нагретыми поверхностями теперь дополнены новыми высокоэффективными режимами, основанными на электротехнологиях. Эти методы включают инфракрасное, высокочастотное и микроволновое излучение, а также омический и индукционный нагрев.

Принципы, лежащие в основе этих различных режимов теплопередачи, значительно различаются от одного к другому, но все они разработаны для быстрого и эффективного нагрева продукта, при этом соблюдая критерии вкуса и питательности.

Основные преимущества этих технологий демонстрируются на следующих примерах:

высокий выход энергии (до 95 процентов)
прямой нагрев без промежуточной жидкости
быстрое время отклика при запуске, остановке и настройке
точная регулировка температуры
процессы приготовления без масла
минимальная потеря массы продукта

4.6.1 Инфракрасное излучение

Технология нагрева инфракрасным излучением (IR) использует электрические резисторы и / или керамические элементы из природного газа, которые нагреваются до необходимой температуры (несколько сотен градусов по Цельсию), чтобы они испускали желаемый тип излучения, будь то короткое, среднее или длинноволновый ИК. Основная характеристика ИК-излучения заключается в том, что он обычно поглощается поверхностью продукта, вызывая быстрое повышение температуры.

— Приложения : Приготовление и жарка мяса.Эта технология представляет собой интересную альтернативу традиционным методам, в которых используются печи с горячим воздухом или грили на масляной основе.
— Ограничения : IR идеально подходит для обработки поверхностей и нагреваемых продуктов, расположенных тонкими слоями. Он не может нагревать толстые изделия равномерно и даже может вызвать термическое разложение.

Пример промышленного применения
Промышленное применение обработки инфракрасным излучением в нескольких секторах, охватываемых данным руководством, проиллюстрировано в следующем примере.

Инфракрасное излучение (ИК) — Мясоперерабатывающая промышленность

Вид деятельности: птицеперерабатывающий завод в Германии и мясоперерабатывающий завод в Нидерландах
Заявка: приготовление куриного филе и свиных ребрышек
Дата размещения: 1998
Экономические данные: нет данных

Результаты
— Приготовление куриного филе : Счет за электроэнергию был снижен на 78 процентов (годовая выгода в размере 68 200 долларов США), а производственная мощность увеличилась вдвое (500 кг / час вместо 250 кг / час).
— Приготовление свиных ребрышек : Счет за электроэнергию был снижен на 67 процентов (годовая выгода в размере 137 400 долларов США), а производственные мощности увеличились на 35 процентов (950 кг / час по сравнению с 700 кг / час).

Технологические преимущества: При использовании инфракрасного излучения энергия передается непосредственно продукту, что исключает необходимость в промежуточной жидкости, как в обычном бройлере. Операция выполняется быстрее и ее легче контролировать. Кроме того, приготовление с использованием инфракрасного излучения не требует масла, которое необходимо регулярно заменять в традиционных процессах, что еще больше снижает затраты.

4.6.2 СВЧ и высокочастотное излучение

Эти электротехнологии позволяют нагревать, напрямую и быстро, без посредников, такие плохо проводящие вещества, как продукты переработки сельскохозяйственной продукции. Хотя на практике они дают очень разные результаты, обе технологии основаны на одном и том же принципе: переменное электрическое поле стимулирует движение молекул (особенно воды и жиров), которое вызывает тепло. Технологии существуют в виде непрерывных приложений в виде туннелей и в виде периодических (или периодических) приложений в виде закрытых камер, и их можно приобрести у нескольких поставщиков оборудования.

Характеристики обработки, включая равномерность нагрева, зависят от природы, формы и толщины продукта. Предварительные испытания на пилотном предприятии необходимы для определения оптимальных условий эксплуатации. Среди современных технологических решений мы обнаруживаем, что прерывистое микроволновое (MW) или высокочастотное воздействие предотвращает перегрев продукта, а перемещение продукта в камере способствует равномерности обработки.
— Области применения : темперирование и приготовление пищевых продуктов, бактериальный контроль в замороженных продуктах (мясо, рыба), пастеризация фасованных продуктов (полуфабрикаты).

Примеры промышленного применения
Промышленное применение СВЧ-радиационной обработки в нескольких секторах, охватываемых данным руководством, проиллюстрировано следующими примерами.

Обработка микроволновым излучением (MW) — Мясоперерабатывающая промышленность (первый пример)

Тип деятельности: Предприятие по переработке индейки в США
Заявка: темперирование замороженных индюшат перед переработкой
Дата размещения: нет данных
Экономические данные: нет данных

Результаты
Традиционные методы темперирования мякоти снижают массу: при использовании горячего воздуха уменьшение составляет приблизительно от 1 до 3 процентов, а при процессах на основе горячей воды — до 5 процентов.Эта потеря веса незначительна, когда мясо закаляется с помощью радиационной обработки МВ.

Технологические преимущества
Во время лечения микроволновым излучением вся энергия поглощается мясом. Нет потерь энергии из-за необходимости нагревания промежуточной жидкости, как в традиционных методах на основе горячего воздуха и масла, а продолжительность обработки значительно сокращается.

Обработка микроволновым излучением (MW) — мясоперерабатывающая промышленность

Тип деятельности: мясоперерабатывающий завод в США
Заявка : темперирование замороженных четвертинок перед нарезкой и их нарезка
Дата размещения : нет данных
Экономические данные : нет данных

Результаты
— При использовании традиционных методов (камера закалки) для повышения температуры до -2 ° C потребовалось от 2 до 5 дней.Благодаря технологии MW время сократилось до нескольких минут, что повысило гибкость управления производством.
— Потери продукта во время операций нарезки и резки сократились на 20 процентов благодаря лучшему контролю температуры и более равномерной температуре продукта.

Технологические преимущества
То же, что и в предыдущем примере.

4.6.3 Омический нагрев

Омический нагрев, также известный как джоулев или резистивный нагрев, заключается в пропускании электрического тока непосредственно через нагреваемый предмет.Его можно применять к жидкостям (при условии, что они обладают достаточной проводимостью), которые обычно трудно обрабатывать (термочувствительные, очень вязкие, грязные и т. Д.), И позволяет быстро нагревать большие объемы с большим контролем.

Недавний успех в разработке омической обработки жидкостей привел к появлению на рынке оборудования первого поколения и положил начало работам по омической варке мясных продуктов.

— Области применения : Нагревание и стерилизация молока, фруктовых соков, пива и мясных соусов.

— Ограничения : В настоящее время кажется, что эту технологию очень сложно применить к твердым веществам, таким как куски мяса. Однако недавно были получены очень многообещающие результаты при испытаниях эмульсий ветчины: повышение качества продукта при одновременном сокращении времени приготовления на целых 75 процентов.

4.6.4 Индукционный нагрев

При нагревании за счет электромагнитной индукции изделие помещается в колеблющееся магнитное поле. Это создает в материале токи Фуко (вихревые), которые вызывают нагрев Джоуля.С технической точки зрения тепло может быть приложено непосредственно к продукту, который нагревает его изнутри, или косвенно к окружающей крышке из металла или другого материала, нагревая его за счет индукции. Низкая инерция системы позволяет точно контролировать температуру.

— Области применения : Нагревание и стерилизация жидкостей (молоко, фруктовые соки), теста и паст.

Пример промышленного применения
Промышленное применение индукционного нагрева в одном из секторов, рассматриваемых в данном руководстве, проиллюстрировано в следующем примере.

Индукционный нагрев — Молочная промышленность

Тип бизнеса: молочный завод в Канаде
Применение: высокотемпературная пастеризация (сверхвысокотемпературный [UHT] процесс)
Дата внедрения: 1996
Стоимость инвестиций: 855 000 долларов США (пастеризатор UHT)
Срок окупаемости период: 3,3 года

Результаты
Снижение энергопотребления, в результате чего чистая годовая экономия составляет 259 000 долларов США.

Технологические преимущества
По сравнению с традиционными методами пастеризации, использующими тепловую энергию парового котла, индукционный процесс на 17 процентов эффективнее.

4.7 Холодная пастеризация и бактериальный контроль

Пастеризация пищевого продукта — это процесс уничтожения или дезактивации микроорганизмов, которые могут повлиять на качество. В зависимости от продукта и используемой техники классический процесс заключается в нагревании продукта до температуры от 60 ° C для пива до 72 ° C для молока или даже выше, до или после кондиционирования продукта в пластинчатом охладителе или туннельный пастеризатор.Однако пастеризация в горячем процессе имеет недостаток, заключающийся в том, что она является основным потребителем энергии, и она может влиять на органолептические свойства (в основном вкус) и пищевую ценность продукта.

Чтобы избежать этих проблем, все новые методы обработки холодом, разработанные в последние годы, обладают общей чертой быстрого сокращения микробного сообщества при умеренной температуре. Эти методы находят широкое применение в агроперерабатывающей промышленности, от пастеризации продуктов до дезинфекции.Ожидается, что со временем их развертывание получит широкое признание в Канаде.

Более совершенные методы, такие как высокое давление, ультрафиолетовое излучение, микрофильтрация и ультрафильтрация, уже используются, а в ближайшие несколько лет использование других технологий, таких как электронные пучки, магнитные и электрические поля, будет расширяться.

Основные преимущества методов холодной пастеризации заключаются в следующем:

снижение потребления воды и энергии
значительное продление сроков хранения обработанных продуктов
отсутствие разложения продукта под действием тепла (вкус остается очень близким или даже идентичным вкусу необработанного продукта, сохранение и стабилизация содержания витаминов и т. Д.)

4.7.1 Микрофильтрация и ультрафильтрация

Микрофильтрация и ультрафильтрация — это методы мембранной фильтрации, позволяющие выборочно отделять бактерии и другие материалы. Продаваемые в Канаде, они уже использовались в молочных продуктах и напитках (пиво и фруктовые соки) отраслях как для пастеризации, так и для осветления жидкостей. Согласовав размер пор мембраны с обрабатываемым продуктом, эти две операции могут даже выполняться одновременно, что приводит к значительной экономии энергии, поскольку устраняется один из этапов процесса.

— Области применения : пастеризация продуктов и борьба с водными бактериями

4.7.2 Лечение под высоким давлением (гипербарическое)

Обработка под высоким давлением или гипербарией заключается в воздействии на продукт, независимо от того, упакован он или нет, под высоким гидростатическим давлением для уничтожения патогенов и микроорганизмов. В настоящее время эту технологию можно применять для жидкостей (фруктовые соки) и некоторых твердых веществ (пюре, желе, мясных деликатесов). Он нашел широкое распространение только в Японии.

— Применение : В секторе переработки фруктов этот метод сохраняет все качества свежих фруктов в течение примерно одного месяца.

Показывает некоторый потенциал для переработки жидкого молока и сыра. Тем не менее, продолжается работа по контролю его воздействия на натуральные ферменты в молоке и текстуру конечного продукта.

— Возможности : Использование высокого давления позволяет создавать продукты с интересными характеристиками текстуры, внешнего вида и вкуса.Это также улучшает производительность некоторых процессов, например, за счет введения растворенных веществ в продукты, а также замораживания и оттаивания продуктов с минимальным потоотделением.

Пример промышленного применения
Промышленное применение гипербарической обработки в одном из секторов, охватываемых данным руководством, проиллюстрировано в следующем примере.

Обработка под высоким давлением (гипербарическая) — Мясоперерабатывающая промышленность

Вид деятельности: мясоперерабатывающий завод в Испании (21 час / день)
Применение: пастеризация вареной и упакованной в вакуумной упаковке ветчины (625 кг / час)
Дата размещения: 1998 (новая производственная линия)
Стоимость вложений: 1 доллар.4 миллиона за барокамеру

Результаты
Годовой счет за электроэнергию был снижен примерно на 10 500 долларов (годовое потребление электроэнергии 26 кВт — 6300 часов по цене 0,064 доллара / кВтч).

Технологические преимущества
Выбор клиента основывался на трех критериях: сохранение органолептической целостности продукта; обеспечение срока хранения не менее одного месяца; низкая стоимость эксплуатации.

В некоторых случаях пастеризация методом холодного процесса может заменить пастеризацию в процессе нагрева, но не в этом случае.Производитель мог бы получить желаемый срок хранения путем нагревания продукта, но его органолептические качества были бы серьезно нарушены.

4.7.3 Ультрафиолетовая обработка

В Соединенных Штатах Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) недавно одобрило обработку ультрафиолетом (УФ) в качестве альтернативы пастеризации соков тепловым процессом. Эта обработка представляет большой интерес для производителей яблочного сока, у которых нет инфраструктуры для термической обработки небольших объемов продукции.Технология также одобрена для других соков, как свежих, так и концентрированных.

— Области применения : Пастеризация соков и сыворотки (УФ-излучение высокой плотности) и борьба с бактериями, передающимися через воду

— Ограничения : УФ-технология может использоваться для относительно прозрачных жидкостей. Его нельзя использовать с молоком, так как это может повлиять на его вкус. УФ-обработка сыворотки требует высокой интенсивности УФ-излучения, в то время как низкая интенсивность подходит для дезинфекции воды.

4.7.4 Лечение электрическими или магнитными полями

Последние достижения в области электрических и магнитных полей (как правило, импульсов) показали, что эти методы могут дезактивировать микроорганизмы и микробиоту, что свидетельствует о реальном потенциале перерабатывающей промышленности.

— Области применения : пастеризация многих продуктов, как жидких, так и твердых (мясные продукты, сыры, торты, фрукты и овощи, продукты на основе яиц, пюре, соусы, молоко, соки, сиропы), обработка продуктов в непрозрачной упаковке.

— Ограничения : Несмотря на то, что они быстро развиваются и демонстрируют большой потенциал, эти процессы находятся на начальной стадии разработки (стадии разработки и точной настройки).

4.7.5 Электронно-лучевая обработка

В Соединенных Штатах FDA недавно одобрило использование гамма-лучей (от источников кобальта-60 или цезия-137), рентгеновских лучей ниже пяти мегаэлектронвольт (МэВ) и электронных пучков ниже 10 МэВ.

Электронно-лучевая технология, используется более 40 лет для стерилизации медицинского оборудования.В последние годы компания добилась значительных успехов, расширив свой потенциал для стерилизации и пастеризации широкого спектра продуктов в агроперерабатывающей промышленности. Также считается наиболее перспективной из технологий пастеризации на основе ионизирующего излучения.

— Области применения : переработка мяса, молочных продуктов и упакованных пищевых продуктов.

— Ограничения : Основное препятствие, которое должна преодолеть эта технология, — это общественное мнение об облученных пищевых продуктах.

4.8 Высокоэффективные клапаны гомогенизации

Гомогенизация заключается в разделении глобул, взвешенных в жидкости, на более мелкие частицы для создания более однородной и стабильной смеси. Работа происходит в гомогенизаторе, в котором жидкость проталкивается через отверстия или клапаны под давлением.

В молочной промышленности целью гомогенизации является разбиение шариков молочного жира на более мелкие частицы для их равномерного распределения по всему молоку.Этот процесс стабилизирует продукт и, в частности, не дает жирным веществам подниматься на поверхность в виде сливок. Он также придает физические и органолептические свойства, которые делают продукт привлекательным на рынке жидкого и промышленного молока.

В последние годы производители разработали новые поколения высокоэффективных клапанов, которые работают при более низком давлении, снижая потребление электроэнергии оборудованием на 15–30 процентов при сохранении того же качества гомогенизации.

— Приложение : Гомогенизация молока.

— Потенциал : Использование высокоэффективных клапанов гомогенизации позволяет либо снизить потребление энергии за счет снижения давления до 1100 фунтов на квадратный дюйм, например, либо повысить качество гомогенизации, продолжая работать при традиционном более высоком давлении 1350 фунтов на квадратный дюйм, тем самым увеличивая срок хранения гомогенизированного молока.

Пример промышленного применения
Промышленное применение высокоэффективных клапанов гомогенизации в одном из секторов, рассматриваемых в данном руководстве, показано в следующем примере.

Высокоэффективные клапаны гомогенизации — Молочная промышленность

Тип бизнеса: молочное предприятие в Канаде (12 часов в день)
Применение: гомогенизация 20000 л / час 3,25-процентного молока
Дата внедрения: 2001
Стоимость инвестиций: 12 900 долларов США
Срок окупаемости: 2,5 года

Результаты
Для того же качества гомогенизации снижение рабочего давления (со 170 бар до 114 бар) и электрической мощности (со 111 кВт до 75 кВт) привело к ежегодному снижению потребления электроэнергии на 132 500 МВтч (5300 долларов США). ).

Методология
Проект заключается в замене оригинальных клапанов на высокоэффективные клапаны на существующей машине. Это, вероятно, наиболее распространенная ситуация, поскольку оборудование для гомогенизации имеет очень долгий срок службы.

Технологические преимущества
Высокоэффективные клапаны работают при более низком давлении, снижая потребление электроэнергии оборудованием. Помимо прямого снижения потребления электроэнергии, использование более эффективных клапанов также способствует ограничению пикового энергопотребления объекта.

Сноски

Сноска 15

Использование конденсационных экономайзеров ограничено системами, в которых используется топливо, не содержащее серы, такое как природный газ, во избежание опасности кислотной коррозии.

Вернуться к сноске 15 реферер

Сноска 16

Биогаз может быть получен в результате анаэробной обработки сточных вод предприятий или поступать с близлежащей свалки.

Вернуться к сноске 16 реферер

Сноска 17

Различные типы анаэробных реакторов различаются по рабочей температуре, типу и потоку обрабатываемых отходов.Высокотемпературные реакторы (выше 30 90 321 o 90 322 C) занимают меньше времени (менее трех суток). Системы с высокой пропускной способностью (т. Е. Обработка более 10 м ³ на кубический метр объема реактора в сутки) обычно обрабатывают жидкие отходящие потоки, в то время как установки с более ограниченной производительностью обрабатывают твердые или целлюлозные отходы и требуют более длительных периодов времени.

Вернуться к сноске 17 реферер

Сноска 18

Сжигание биогаза не считается источником выбросов парниковых газов.

Вернуться к сноске 18 реферер

Содержание

Налоговые льготы на экологически чистую энергию для благоустройства дома и повышения энергоэффективности

Для домовладельцев и арендаторов, оплачивающих счета, самый дешевый способ сэкономить деньги на коммунальных услугах — снизить потребление. Летом повышение температуры вашего кондиционера или использование высокоскоростного напольного вентилятора во все дни, кроме самых жарких, может значительно сократить расходы на кондиционирование воздуха. Зимой вы можете сократить свой счет за бензин или топливо, закрыв окна, понизив термостат на несколько градусов и надев свой любимый свитер.

Такие исправления бывают быстрыми, легкими и эффективными. Но они не навсегда уменьшат углеродный след ваших приборов, работающих на ископаемом топливе, и не улучшат способность вашего дома удерживать теплый или прохладный воздух. Чтобы добиться долгосрочных и значимых изменений в энергетическом профиле вашего дома, ваш дом требует более сложных — и зачастую дорогостоящих — улучшений и обновлений дома.

К счастью, федеральные, государственные и местные налоговые льготы и другие финансовые стимулы частично компенсируют стоимость множества проектов в области экологически чистой энергии в жилищном секторе, помогая большему количеству домовладельцев финансировать их из своих сбережений или оплачивать выплаты по Федеральной жилищной администрации (FHA) 203k ремонтные кредиты.

И эти федеральные налоговые льготы и льготы наряду с сотнями льгот и льгот на уровне штата и местного уровня могут помочь вам сделать ваш экологичный дом реальностью.

Федеральные налоговые льготы и льготы по «зеленой» энергии и повышению эффективности жилищного строительства

Большинство из этих налоговых льгот и льгот по зеленой энергии действительны до конца 2021 года. Исключением является программа энергоэффективной ипотеки, которая доступна на неопределенный срок. Федеральное правительство предлагает эти программы, которые доступны любому американскому домовладельцу, подающему федеральную налоговую декларацию.

Если не указано иное, вы можете подать заявку на получение каждого кредита, заполнив форму IRS 5695 вместе с вашей федеральной налоговой декларацией.

Производство и хранение солнечной энергии (налоговый кредит на инвестиции в солнечную энергию)

Налоговая скидка на инвестиции в солнечную энергетику распространяется на два типа бытовых солнечных систем.

Первый — это фотоэлектрические солнечные системы производства электроэнергии (солнечные панели), которые используют безуглеродную энергию солнца для производства электроэнергии.

Второй — это системы хранения солнечной энергии.Это бытовые накопители энергии, такие как Tesla Powerwall, которые хранят электроэнергию, вырабатываемую исключительно солнечными батареями.

Системы хранения энергии, в которых хранится электроэнергия из сети или электричество, произведенное из невозобновляемых местных источников, таких как дизельные генераторы, не имеют права на кредит.

Солнечные панели и системы хранения солнечной энергии имеют право на налоговый кредит в размере 26% от стоимости оборудования и установки до 2022 года без ограничения размера кредита. В 2023 году кредит уменьшится до 22% и истечет для физических лиц в декабре.31 года того же года. Коммерческие клиенты могут потребовать 10% -ный кредит на соответствующие солнечные генерирующие установки на неопределенный срок после 2023 года.

Соответствующие требованиям солнечные панели должны вырабатывать электроэнергию для самого дома. Они должны соответствовать всем применимым требованиям правил пожарной и электробезопасности, которые зависят от юрисдикции.

По данным Управления солнечной энергетики, затраты на оборудование и установку составляют примерно от 7 до 9 долларов за ватт, или от 25 000 до 35 000 долларов за 5-киловаттную (кВт) систему, способную обеспечить электроэнергией средний американский дом.Однако в последние годы цены на солнечные панели значительно упали.

Кроме того, в дополнение к налоговой льготе на инвестиции в солнечную энергетику, многие коммунальные предприятия, а также правительства штатов и местных органов власти предлагают денежные льготы и скидки, которые могут значительно снизить наличные расходы.

Налогоплательщики могут претендовать на этот кредит на существующие и новые дома (включая вторые дома), но не на арендуемую недвижимость. Более подробную информацию о налоговой льготе на инвестиции в солнечную энергетику можно получить в Министерстве энергетики США (DOE) и EnergySage.

Солнечные водонагреватели (налоговый кредит на возобновляемые источники энергии)

Солнечные водонагреватели являются одними из нескольких систем возобновляемой энергии в жилищном секторе, которые подпадают под федеральный налоговый кредит на возобновляемые источники энергии. Он предоставляет налоговый кредит в размере 26% от общей стоимости системы (включая установку) для систем, установленных до 31 декабря 2022 года, и налоговый кредит в размере 22% от общей стоимости системы при установке для систем, установленных в 2023 году.

Чтобы претендовать на кредит, солнечные водонагреватели должны вырабатывать как минимум половину своей энергии за счет солнечной энергии и должны иметь сертификат Solar Rating and Certification Corporation (SRCC).Тем не менее, все солнечные водонагреватели с рейтингом Energy Star соответствуют требованиям. В самом жилище необходимо использовать подогретую воду — обогреватели бассейна и джакузи не в счет.

Согласно Angi (ранее Angie’s List), типичный солнечный водонагреватель стоит от 2000 до 5500 долларов с установкой, хотя более дорогие модели могут стоить дороже.

Производство энергии ветра (налоговый кредит на возобновляемые источники энергии)

Малые ветряные турбины (жилые) используют энергию ветра для выработки безуглеродной электроэнергии.Хотя они компактнее по сравнению с турбинами коммунального масштаба, которые взлетают на сотни футов в воздух и охватывают площадь в акр или более, им требуется достаточно места, поэтому они не идеальны в густонаселенных городских районах.

Согласно EnergySage, затраты на оборудование и установку турбины, достаточной для питания среднего дома (примерно 5 кВт генерирующей мощности), сильно различаются — от 15 000 до 75 000 долларов без учета скидок, в зависимости от мощности системы. Более дорогие системы окупаются дольше, хотя многие установщики предлагают варианты финансирования, позволяющие снизить первоначальные затраты.

Системы ветряных турбин для жилых домов также имеют право на налоговую скидку на возобновляемые источники энергии. Согласно Министерству энергетики, малые ветряные турбины имеют право на налоговый кредит в размере 26% от стоимости оборудования и установки без верхнего предела размера кредита до 2022 года. Кредит снижается до 22% для систем, установленных в 2023 году, и истекает в конце этот год.

Установленная изготовителем квалификационная турбина генерирующая мощность (максимальная мощность при идеальных ветровых условиях) не должна превышать 100 кВт.Налогоплательщики могут претендовать на получение кредита на новые и существующие основные жилые дома и вторые дома, но не на аренду.

Геотермальные тепловые насосы (налоговый кредит на возобновляемые источники энергии)

Геотермальные тепловые насосы используют огромные запасы внутреннего тепла планеты для производства низкоуглеродного тепла и электроэнергии. В зависимости от системы они обеспечивают горячую воду, кондиционирование и отопление дома.

По данным Energy Saver (офис Министерства энергетики США), геотермальные тепловые насосы потребляют на 25-50% меньше электроэнергии, чем традиционные системы отопления и охлаждения.Однако они дорогие. По данным EnergyHomes.org, установка геотермальной системы в доме площадью 2500 квадратных футов может стоить от 20 000 до 25 000 долларов, а срок окупаемости — до 10 лет.

Геотермальные тепловые насосы имеют право на налоговую скидку в размере 23% стоимости оборудования и установки без верхнего предела до 2022 года и налоговую скидку в размере 22% в 2023 году. Срок действия кредита истекает в конце 2023 года, если Конгресс не примет решение продлить ее.

Квалифицированные геотермальные системы должны соответствовать минимальным критериям эффективности и производительности, установленным Energy Star.Они могут частично или полностью вырабатывать тепло воды, тепло дома и кондиционирование воздуха.

Кредит распространяется на системы, установленные в новых и существующих первичных и вторичных домах, но не на сдаваемую в аренду недвижимость.

Производство энергии на топливных элементах (налоговый кредит на возобновляемые источники энергии)

Жилые топливные элементы и микротурбинные системы представляют собой компактные устройства, которые одновременно вырабатывают домашнее тепло, водяное тепло и электричество из одного места в доме. Обычно они работают на природном газе или биотопливе (жидкое топливо из органических материалов) и могут работать независимо от местной электросети (то есть они продолжают работать во время отключений электроэнергии).

Они довольно дорогостоящие — по данным FuelCellsWorks, общая стоимость системы в существующих домах может достигать 100 000 долларов. Строительство новых зданий обычно дешевле, потому что для их установки не требуется никакого переоборудования.

К счастью, эти системы имеют право на получение федерального налогового кредита, равного налоговому вычету ветра, солнца и геотермальной энергии. Домовладельцы могут претендовать на получение кредита в размере 26% от стоимости оборудования и его установки до 2022 года и 22% в 2023 году. Если Конгресс не продлит его позже, срок действия кредита истекает в декабре.31, 2023.

Соответствующие системы должны иметь 30% или более высокий КПД и генерирующую мощность не менее 0,5 кВт. Кредит распространяется только на системы, установленные в новых и существующих первичных домах. Вторые дома и сдаваемая в аренду недвижимость не принимаются.

Печи на биомассе (налоговый кредит на возобновляемые источники энергии)

Печи, работающие на биомассе, сжигают органическое топливо для обогрева домов или воды (или того и другого). В зависимости от типа печи топливо из биомассы может включать древесину, обработанные древесные продукты, такие как гранулы, сельскохозяйственные культуры и растительные остатки, а также встречающиеся в природе растения и травы.

Топливные печи

, работающие на биомассе, сравнительно доступны, со средними первоначальными затратами на печь на древесных гранулах от 1500 до 3500 долларов, по данным EnergySage. Годовые затраты на гранулы в среднем составляют около 750 долларов на EnergySage.

Налоговая скидка на возобновляемые источники энергии предоставляется для недавно установленных печей, работающих на биомассе, с показателем теплового КПД 75% или выше. Кредит равен 26% затрат на оборудование и установку систем, установленных до 31 декабря 2022 года, и 22% затрат на системы для систем, установленных до 2023 года.В отсутствие решения Конгресса срок действия кредита истекает 31 декабря 2023 г.

Программа энергоэффективной ипотеки

Долгосрочная программа энергоэффективной ипотечной ссуды (EEM) FHA объединяет стоимость энергоэффективных улучшений дома с новой покупкой, рефинансированием или ссудой на восстановление 203 000 и страхует всю сумму.

Кредитор не учитывает часть кредита, предназначенную для улучшений, в расчетах андеррайтинга. Например, заемщик, который обычно имеет право на ссуду на сумму не более 150 000 долларов, может получить 155 000 EEM, если 5 000 долларов основной суммы ссуды пойдут на покрытие утвержденных энергоэффективных усовершенствований.

Согласно директивам FHA, заемщики могут снизить стоимость покупки до 3,5%, хотя они должны платить ежегодные взносы по ипотечному страхованию, по крайней мере, в течение первых 11 лет своей ипотеки. У Министерства жилищного строительства и городского развития США есть дополнительная информация о ежегодных взносах по ипотечному страхованию для ипотечных заемщиков FHA.

Перед подачей заявки на EEM домовладельцы и покупатели должны пройти оценку энергопотребления дома у квалифицированного специалиста, сертифицированного Институтом эффективности строительства или Сетью жилищных энергетических услуг.Затем они должны использовать результаты оценки для определения реальных возможностей повышения эффективности и улучшения.

Программа EEM вознаграждает домовладельцев только за рентабельные проекты. FHA определяет рентабельные обновления и улучшения существующих домов как те, которые могут сэкономить домовладельцу достаточно затрат на электроэнергию, чтобы окупить себя.

В домах нового строительства FHA определяет рентабельную модернизацию как превышающую самые последние стандарты, принятые HUD, установленные Международным кодексом энергосбережения.

Возможности финансирования программы EEM не безграничны. Независимо от того, сколько рентабельных проектов идентифицируют их оценщики или сколько их суммарной долларовой стоимости проекта, домовладельцы могут использовать EEM для финансирования только меньшего из:

Общая стоимость рентабельных улучшений, выявленных в ходе оценки энергопотребления дома
Меньшее из 5% скорректированной стоимости дома, 115% от средней местной цены односемейного жилья или 150% от соответствующего национального лимита ипотеки

EEM были доступны заемщикам в США.S. с 1995 года и, как ожидается, останется доступным на неопределенный срок.

Невозобновляемые энергоэффективные улучшения жилищных условий (кредит на энергоносители, не связанные с коммерческой деятельностью)

В 2021 году Конгресс до 31 декабря 2021 года повторно санкционировал ряд федеральных программ налоговых льгот для повышения энергоэффективности домов, в совокупности известных как налоговые льготы по некоммерческой энергетической собственности.

Самая популярная из этих программ обещает налоговые льготы по федеральному подоходному налогу в размере до 300 долларов для владельцев-жильцов за установку подходящих тепловых насосов с воздушным источником, печей на биомассе, эффективного центрального кондиционирования воздуха, эффективных несолнечных водонагревателей, а также обычных котлов и печей.

Он также включает федеральные налоговые льготы в размере 10% от общей стоимости (до максимального кредита в большинстве случаев до 500 долларов США) для эффективных улучшений ограждающих конструкций зданий, таких как окна, двери, крыши и изоляция.

Выгодны ли эти кредиты для вас с финансовой точки зрения, во многом зависит от того, сколько вы платите за них заранее и насколько они могут сэкономить вам в долгосрочной перспективе.

Воздушные тепловые насосы

Тепловые насосы с воздушным источником эффективно распределяют тепло по всему дому, обеспечивая теплый и прохладный воздух (в единой системе) с эффективностью от полутора до трех раз по сравнению с обычными системами отопления и охлаждения.

Хотя более новые модели могут работать в течение продолжительных периодов минусовой температуры, эффективность теплового насоса снижается по мере уменьшения наружной температуры. Таким образом, системы не подходят для круглогодичного использования в местах с очень холодными зимами, например, на Аляске, в Канаде, на возвышенностях горного запада и во внутренних районах северных Соединенных Штатов.

Тем не менее, в более мягком климате (более низкие возвышенности на западном побережье, большая часть южного яруса США, прибрежные северо-восточные и среднеатлантические регионы) тепловые насосы могут полностью заменить традиционные печи и кондиционеры.

В более холодном климате тепловые насосы обычно работают в паре с масляными или газовыми печами, чтобы обеспечить необходимое тепло в начале и в конце отопительного сезона, когда наружные температуры достаточно высоки для нормальной работы систем.

По данным Северо-восточного партнерства по энергоэффективности, тепловые насосы экономят в среднем 459 долларов в год при замене резистивных нагревателей и 948 долларов в год при замене систем, работающих на жидком топливе.

По данным HomeAdvisor, тепловые насосы с бесканальным воздуховодом, способные обогреть весь дом среднего размера, стоят от 4500 до 8000 долларов за оборудование и установку.Более крупные мини-сплит-системы могут стоить до 14 500 долларов за оборудование и установку.

Системы центрального кондиционирования

Эффективные центральные системы кондиционирования воздуха используют сетевое электричество для генерации и распространения прохладного воздуха по жилым помещениям. Любые системы кондиционирования воздуха, признанные наиболее эффективными Energy Star, имеют право на налоговую скидку.

Согласно This Old House, установка центрального кондиционирования воздуха в доме площадью 2000 квадратных футов с существующими воздуховодами принудительного отопления стоит от 3500 до 4000 долларов.Новые воздуховоды стоят от 10 до 20 долларов за квадратный фут в домах без существующих воздуховодов, добавляя от 500 до 2000 долларов к стоимости проекта на HomeAdvisor.

Со временем вы сможете окупить часть этих затрат. Согласно Energy Star, новый высокоэффективный кондиционер может снизить затраты на охлаждение до 20%, если он заменяет менее эффективный агрегат, которому более 10 лет.

Несолнечные водонагреватели

Несолнечные водонагреватели используют природный газ или электричество для нагрева воды, используемой в доме.Для получения налоговой льготы по налогу на энергоносители, не являющимся коммерческими предприятиями, газовые и электрические обогреватели должны соответствовать минимальным стандартам эффективности. Многие новые газовые водонагреватели, сертифицированные Energy Star, и большинство новых электрических водонагревателей (водонагревателей с тепловым насосом), сертифицированные Energy Star, соответствуют требованиям.

Согласно HomeGuide, установка водонагревателя с резервуаром на 40-50 галлонов стоит в среднем от 650 до 1600 долларов, в то время как установка безбаквального водонагревателя стоит около 2500 долларов. Затраты сильно различаются в зависимости от модели обогревателя, ставки установщика (лицензированный сантехник обычно взимает больше) и от того, требуется ли вам избавиться от старого обогревателя.

По данным Energy Star, новый электрический водонагреватель может сэкономить домовладельцам до 3500 долларов на затратах на электроэнергию в течение всего срока службы. По данным Energy Star, экономия на газовых водонагревателях не столь значительна, но все же имеет значение: около 25 долларов в год или 250 долларов за 10 лет.

Котлы и печи на обычном топливе

В эффективных котлах и печах используются ископаемые виды топлива, такие как природный газ и нефть, для обеспечения горячей водой или воздухом домашних систем отопления. Все печи и горелки на обычном топливе, сертифицированные Energy Star (кроме печей, предназначенных только для использования в США).Южный регион) имеют право на налоговый кредит.

По данным HomeAdvisor, установка нового котла стоит примерно от 3500 до 8000 долларов, причем цены на более крупные и более эффективные модели выше. По оценкам HomeAdvisor, новая печь стоит примерно от 2500 до 6500 долларов, в зависимости от модели.

По данным Energy Star, новые печи с обычным топливом, соответствующие стандарту Energy Star, на 15% эффективнее старых моделей. Обычные топливные котлы с рейтингом New Energy Star до 5% более эффективны, чем модели, которые они заменяют.Такая повышенная топливная эффективность напрямую влияет на экономию.

Улучшения оболочки здания

«Оболочка здания» — это любая часть здания, которая находится между внутренними и внешними кондиционируемыми помещениями. В зависимости от расположения и конструкции оболочка здания может включать его внешние стены, крышу, окна, двери, световые люки и нижние этажи.

Налоговые льготы по налогу на энергоносители, не являющиеся коммерческими предприятиями, охватывают улучшения различных частей ограждающей конструкции здания.Если не указано иное, все применяются только к существующим основным резиденциям и компенсируют 10% общих затрат на улучшение (не включая изоляцию) до максимального кредита в размере 500 долларов США.

Вторые дома, дома в новостройке и сдаваемая в аренду недвижимость не имеют права.

Изоляция

Этот балл распространяется на изоляцию любой части ограждающей конструкции здания, включая чердаки, подвалы и наружные стены. К подходящим типам изоляции относятся (но не ограничиваются ими) войлок, обдув, рулон, расширяющийся спрей, жесткая плита и заливка на месте.

Некоторые дополнительные продукты, снижающие тепловые потери, также подходят для этого, в том числе герметики, герметики, домашняя пленка и баллончики с пеной для небольших утечек воздуха.

Согласно Fixr, изоляция стоит от 1 до 3 долларов за квадратный фут, поэтому изоляция мансардного этажа площадью 500 квадратных футов будет стоить примерно от 500 до 1500 долларов, в зависимости от типа материала. По данным Fixr, средняя стоимость утепления всего дома площадью 2500 квадратных футов колеблется от 2000 до 6000 долларов.

По оценкам

Energy Star, домовладельцы могут сэкономить до 15% на общих расходах на отопление и охлаждение и на 11% на общих расходах на электроэнергию, добавив надлежащую изоляцию по всей ограждающей конструкции здания.

Крыши

Этот кредит распространяется на асфальтовые или металлические кровельные материалы, соответствующие требованиям Energy Star, с охлаждающими гранулами или пигментированными покрытиями, предназначенными для уменьшения поглощения тепла.

По данным HomeAdvisor, профессиональная установка новой асфальтовой крыши в доме среднего размера стоит примерно от 5 500 до 11 000 долларов. Установка более дорогих материалов, таких как сталь или алюминий, обычно обходится дороже. Однако они, как правило, служат дольше.

По данным Energy Star, эффективные кровельные материалы могут снизить пиковые потребности в отоплении и охлаждении на 10–15%.

Окна и мансардные окна

Этот кредит распространяется на окна и световые люки с рейтингом Energy Star. Квалифицируются эффективные новые и замененные окна и световые люки.

HouseLogic оценивает стоимость нового окна с двойным остеклением от 270 до более чем 800 долларов, включая установку. Окна с высоким КПД обычно входят в верхний предел этого диапазона.

Эти расходы быстро накапливаются. Если вы хотите заменить все окна в доме среднего размера, рассчитывайте заплатить небольшую пятизначную сумму.Этот кредит ограничен 200 долларами на расходы на улучшение, не включая установку.

По данным Energy Star, замена окон и световых люков в доме на светильники с рейтингом Energy Star снижает общие затраты на электроэнергию в среднем на 12%.

Двери

Этот кредит покрывает входные двери с рейтингом Energy Star, которые, по словам Анги, обычно стоят от 1500 до 2500 долларов за стандартную дверь из стекловолокна или сталь.

По данным Energy Star, замена дверей дома на светильники с рейтингом Energy Star снижает общие затраты на электроэнергию в среднем на 12%.

Выберите государственные, местные и коммунальные кредиты и льготы

Правительство каждого штата имеет уникальный набор налоговых льгот и стимулов для зеленой энергии и повышения эффективности жилья, а во многих меньших юрисдикциях, таких как городские и окружные правительства, предлагаются экологические льготы.

Кроме того, некоторые из крупнейших коммунальных предприятий страны также сокращают финансовую слабость своих клиентов.

DSIRE, инициатива, финансируемая Министерством энергетики и находящаяся в Центре технологий чистой энергии NC Университета штата Северная Каролина, содержит исчерпывающий и актуальный список экологических политик и стимулов штата, местных властей и коммунальных предприятий.Некоторые репрезентативные списки включают:

Солнечные водонагреватели, Пенсильвания . Клиенты-владельцы отдельных коммунальных предприятий Пенсильвании имеют право на скидку с подоходного налога штата в размере до 500 долларов за систему. Вы должны нанять лицензированного подрядчика для установки подходящего солнечного водонагревателя.
Продукты возобновляемой энергии, Род-Айленд . Штат Род-Айленд отказывается от 7% налога с продаж на товары, определенные законом штата как «возобновляемые источники энергии». К ним относятся солнечные фотоэлектрические панели, солнечные тепловые коллекторы, геотермальные тепловые насосы, башни ветряных турбин и преобразователи постоянного тока в переменный, которые позволяют домовладельцам перекачивать энергию обратно в электрическую сеть.Для этого исключения нет ограничения.
Освобождение от налога на имущество для солнечных систем, Нью-Мексико . Давно действующее в штате Нью-Мексико освобождение от налога на имущество для солнечных систем освобождает установленные в жилых домах солнечные фотоэлектрические системы от начисления налога на имущество во время установки, что потенциально снижает счета домовладельцев по налогу на имущество на сотни долларов каждый год (в зависимости от стоимости системы, стоимости дома и местные ставки налога на имущество).
Тихоокеанские скидки на газ и электричество для жилых домов, Калифорния .Pacific Gas & Electric, крупное коммунальное предприятие Калифорнии, предлагает скидки на счета за коммунальные услуги клиентам, которые покупают эффективные приборы и оборудование. Скидки могут меняться каждый год, но постоянные примеры включают до 120 долларов на подходящие интеллектуальные термостаты.
Ссуды и скидки на повышение энергоэффективности жилых домов, Таллахасси, Флорида . Город Таллахасси предлагает множество ссуд и скидок на повышение энергоэффективности в жилищном секторе, охватывающих около 25 бытовых приборов и улучшений в целом. Срок ссуды обычно составляет от пяти до 10 лет, с относительно низкими фиксированными процентными ставками и залогом собственности.Для участия в программе заемщики должны быть потребителями коммунальных услуг в области электроснабжения или природного газа. Подходящие устройства и улучшения включают в себя эффективные осушители природного газа, плиты для природного газа, холодильники, окна, двери, насосы для бассейнов и кровли, а также солнечные фотоэлектрические панели и системы водяного отопления. Максимальная сумма кредита составляет 10 000 долларов США.

Заключительное слово

Зеленая энергия и энергоэффективные технологии значительно улучшились — и стали значительно более доступными — с конца 20 века.Отчасти благодаря этим налоговым льготам и льготам темпы этих улучшений ускорились за последнее десятилетие.

Большинство домов нового строительства содержат самую современную бытовую технику, усовершенствования ограждающих конструкций и механические системы. Они предлагают уровень эффективности и комфорта, которого просто не существовало поколение назад. Что наиболее важно для экономных покупателей и домовладельцев, эти системы дешевле в установке, а это означает, что они окупаются быстрее, чем когда-либо прежде.

Нет никаких гарантий, что нынешние и будущие политики поддержат истекающие налоговые льготы по зеленой энергии и энергоэффективности или примут новые законы. Однако, несмотря на все успехи, которых мы добились за последние годы, вполне возможно, что мы достигли переломного момента, когда ветряные, солнечные и энергоэффективные технологии больше не нуждаются в значительной государственной поддержке для привлечения покупателей.

Будущее энергосбережения: предстоящие улучшения в технологии

Энергия отвечает за многое из того, что питает нашу повседневную жизнь.Это также ресурс, которым мы постоянно пытаемся управлять более эффективно и результативно, чтобы не только сберечь эти ресурсы, чтобы быть хорошими распорядителями, но и сэкономить деньги.

Частный сектор вместе с правительством США привержены разработке новых технологий, которые потребляют меньше электроэнергии, чтобы уменьшить экологические проблемы, снизить затраты и стимулировать экономику в целом. Чем меньше денег компания тратит на счета за электричество, тем больше они могут потратить на найм сотрудников и расширение своего бизнеса.

Это хорошо для бизнеса — и это хорошо для Америки.

Когда вы думаете о «новых энергетических технологиях», вы можете думать просто о зеленой энергии — солнечной энергии, ветряных электростанциях и т. Д. — но этот пост больше сфокусирован на предметах и продуктах, с которыми вы могли бы взаимодействовать ежедневно. Как мы можем мыть одежду и посуду более эффективно? А как насчет изоляции, которую используют наши дома и предприятия, а также термостатов, которые мы используем для их охлаждения?

Давайте подробнее рассмотрим 12 продуктов, которые могут оказать наибольшее влияние на устойчивость использования энергии в наших домах и на предприятиях в течение следующих нескольких лет:

1.Намагниченные холодильники

Исследования и разработки новых технологий охлаждения помогли увеличить экономию энергии в жилищах. По оценкам, холодильники, продаваемые в США, сегодня потребляют примерно на 60% меньше энергии, чем двадцать лет назад. Хотя стоимость энергоэффективного холодильника может быть выше, в долгосрочной перспективе затраты на его поддержание в рабочем состоянии намного более рентабельны, чем у менее эффективной модели.

Чтобы компании могли продавать холодильники, которые имеют право на экономию энергии, они должны соответствовать определенным требованиям программы Energy Star.Агентство по охране окружающей среды США (EPA) устанавливает критерии для этой программы.

В рамках программы финансирования Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Окриджская национальная лаборатория и General Electric объединились для реализации проекта исследований и разработок в области магентокалорийного охлаждения. Их цель — построить домашний холодильник, который потребляет на 25% меньше энергии, чем нынешние конкуренты. Вместо сжатия пара команда использует технологию, известную как магнитокалорический эффект (MCE).Это процесс, в котором температура регулируется изменяющимся магнитным полем. Такой подход исключает использование хладагентов, что, в свою очередь, снижает выбросы парниковых газов.

2. Разработки в посудомоечных машинах

Покупка энергоэффективной посудомоечной машины может снизить счет за электроэнергию для семьи (при условии, что цена посудомоечной машины не более чем на 20 долларов превышает цену менее эффективного продукта). Как и в случае с энергоэффективными холодильниками, правительство требует, чтобы технология соответствовала требованиям программы Energy Star.Это важно, потому что многие коммунальные предприятия также предоставляют скидки при покупке посуды, соответствующей требованиям Energy Star.

Для улучшения энергопотребления посудомоечных машин было разработано множество новых технологий. К ним относятся датчики почвы, которые контролируют и регулируют в зависимости от степени загрязнения посуды, а также улучшенные форсунки, обеспечивающие меньшее потребление энергии.

Новейшая техника для мытья посуды разработана немецкой компанией Bosch, занимающейся проектированием и электроникой. Их команда придумала способ использовать минерал под названием цеолит для быстрой и эффективной сушки посуды, используя только 0.83 кВтч электроэнергии! На данный момент минусы могут перевесить плюсы, поскольку посудомоечная машина еще не доступна в США, а текущая цена, безусловно, не из дешевых. Однако очевидно, что новые технологии повлияют на будущую энергоэффективность этого устройства.

3. Тепловые насосы

Офис строительных технологий США занимается разработкой новых технологий для систем тепловых насосов. Несколько недавних научно-исследовательских проектов включают:

Многофункциональный топливный тепловой насос: разработанный под руководством Национальной лаборатории Окриджа, разработанный продукт предлагает HVAC и водонагреватель для домов с 50-55% общей экономии энергии.Этот новый продукт представляет собой тепловой насос с приводом от газового двигателя. Он вырабатывает тепло, охлаждение, горячую воду и аварийную электроэнергию.

Тепловой насос Vuilleumer (VHP):? Этот тепловой насос использует природный газ как для охлаждения, так и для обогрева любого помещения, а также для производства горячей воды. Чтобы повысить эффективность цикла, насос был разработан с горелкой сгорания со сверхнизким выбросом вредных веществ и теплообменниками. В этом продукте, разработанном Thermolift и несколькими партнерами, не используются хладагенты, что снижает затраты на электроэнергию, выделяет меньше парниковых газов и облегчает работу энергосистемы.

Тепловые насосы подпадают под Федеральную программу управления энергопотреблением (FEMP), которая требует, чтобы компании соответствовали определенным стандартам, чтобы претендовать на участие в программе Energy Star. Тепловые насосы также классифицируются Управлением по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии как новая, недостаточно используемая технология. Это оказывает значительное влияние на общие цели исследований и разработок компаний, разрабатывающих продукты такого типа. Это хороший показатель того, что даже более инновационные технологии тепловых насосов в конечном итоге достигнут и улучшат рынок.

4. Стирка и сушка одежды

Что касается стиральных машин, продукты программы Energy Star включают несколько передовых технологий, позволяющих снизить потребление энергии и воды на треть. Например, устройства с фронтальной загрузкой потребляют меньше воды, потому что они не заполняют всю ванну. Это приводит к снижению затрат на электроэнергию, потому что меньше воды означает меньше энергии, используемой для отопления. Эти энергоэффективные машины также используют более высокую скорость отжима для удаления воды с одежды, что помогает сократить время, которое одежда должна проводить в сушилке.

В настоящее время значительное количество брендов сушилок для одежды в США используют электрические резистивные нагреватели. Этот тип технологии не очень экономичен или энергоэффективен, поскольку он потребляет около 71 ТВт-ч в год.

Национальная лаборатория Ок-Ридж (и партнеры) работают над созданием сушилки для одежды с тепловым насосом. Эта новая технология будет включать цикл теплового насоса, в котором для сушки одежды используется тепловая энергия. Он потребляет примерно на 60% меньше энергии и устраняет проблемы с удалением влаги.

5. Освещение для дома и бизнеса Светодиоды

постепенно меняют то, как жители США освещают свои дома и предприятия. В настоящее время лучшие светодиодные лампы, доступные на рынке, потребляют на 85% меньше энергии, что обеспечивает значительную экономию, более низкие затраты и минимальное обслуживание.

В настоящее время Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии США отвечает за более десятка проектов по исследованиям и разработкам светодиодов. К ним относятся:

Повышение теплопроводности
Экономичные, высокоэффективные светильники нового поколения
Сверхкомпактные светодиоды теплого белого цвета
Полная интеграция с системами независимо от типа или материала держателя схемы
Инновационные системы освещения офисов и учебных аудиторий

6.Умные термостаты

На рынке представлено несколько термостатов, которые меняют способ обогрева и охлаждения домов и предприятий. Хотя сама технология не нова, многие компании упорно работают над разработкой термостатов, которые будут соответствовать образу жизни потребителя энергии (и другим устройствам), чтобы помочь снизить как стоимость энергии, так и потребление.

Новейшие интеллектуальные термостаты включают Wi-Fi, интеллектуальный климат-контроль и элегантный дизайн. Они могут определить, когда кто-то находится дома или в офисе, узнать о предпочтениях в области отопления и охлаждения и позволить пользователям контролировать устройство и управлять им через смартфон.

Это, вероятно, окажет большое влияние в будущем, поскольку владельцы новых домов и предприятий ищут способы уменьшить свой углеродный след. Кроме того, конкуренция начинает усиливаться, поскольку эта технология привлекает внимание других энергетических компаний, которые разрабатывают собственные продукты.

7. Чистое приготовление пищи? Плиты и грили

Использование наших духовок и плит способствует использованию энергии в периоды пиковой энергии. Для тех, кто использует дровяную печь, время, энергия и затраты, необходимые для сбора материала, необходимого для разжигания огня, не облегчают повседневную задачу приготовления пищи.

GoSun Stove, вошедший в десятку самых крутых гаджетов на выставке CES 2016 по версии TechCrunch, представляет собой новый продукт, который может готовить еду, используя солнечную энергию. Пища готовится внутри солнечной трубки, которая поглощает солнечный свет и преобразует эту энергию в тепло. Грили могут нагреться до 550 градусов за 10-20 минут.

8. Домашняя изоляция

На рынке представлено множество различных типов изоляции. При этом многие из них оказывают негативное воздействие на окружающую среду, работают неэффективно и в конечном итоге приводят к увеличению общей суммы счета за электроэнергию.

Сеть промышленной науки и технологий недавно разработала новый тип пенопласта. Этот материал безвреден для окружающей среды, поскольку для продувания изоляции в нем используется углекислый газ вместо фторуглеводорода. Это экономичное решение, которое превосходит своих предшественников. Изоляция может использоваться в различных областях, таких как фундамент и стены зданий, а также вокруг систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

9. Самозатеняющиеся окна

Недавно разработанная оконная технология поможет пользователям автоматически обогревать и охлаждать свои дома.

После установки эти специальные окна используют датчики и микропроцессоры для изменения оттенка стекла в зависимости от нескольких элементов. Эти элементы включают солнечный свет и время суток, которые основываются на алгоритмах, разработанных с учетом потребностей и уровней комфорта потребителя.

10. Технология строительства с нулевым потреблением энергии

Новые инициативы, выдвинутые Управлением по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии США, вероятно, изменят повседневное использование энергии в коммерческих зданиях.Используя сочетание возобновляемой и эффективной энергии, здание может генерировать ресурсы, необходимые для питания и самообслуживания. Цель состоит в том, чтобы попытаться достичь нулевого потребления энергии, чтобы здание не оказывало влияния на окружающую среду и экономичное потребление энергии.

Первым шагом в этом амбициозном проекте является строительство зданий с использованием технологий, позволяющих создавать эффективные системы, устройства, операции, техническое обслуживание и изменять поведение пользователей. В качестве альтернативы можно провести анализ существующего здания, чтобы определить области, в которых можно внести изменения.Любые выдающиеся факторы устраняются путем внедрения технологий производства возобновляемой энергии на месте.

11. Эволюция потолочного вентилятора

Потолочные вентиляторы — это полезная хозяйственная вещь. Проблема в том, что они практически не изменились за более чем сто лет. Они предназначены для обдува воздуха вниз и могут иметь одну из трех скоростей.

Подобно интеллектуальному термостату, новые технологии позволяют пользователю управлять своим потолочным вентилятором из приложения на своем смартфоне.Он также включает датчики, которые определяют движение и факторы окружающей среды, которые влияют на необходимость охлаждения помещения. Некоторые потолочные вентиляторы могут даже интегрироваться с другими продуктами, чтобы сэкономить время пользователей и еще больше снизить потребление энергии.

Программа Energy Star также применима к потолочным вентиляторам, прежде всего потому, что они включают в себя осветительный элемент. Их сертифицированная продукция на 60% эффективнее и позволяет ежегодно сокращать расходы на электроэнергию на 15 долларов.

12. Cool Roofs

Холодные крыши — это новый способ лучше контролировать температуру в жилых или коммерческих зданиях.Эти типы крыш используют технологию отражения солнечного света для более низких температур. Установка такой крыши может снизить местную температуру воздуха и пиковую потребность в электроэнергии, а также сократить выбросы двуокиси углерода, двуокиси серы, оксидов азота и ртути.

Недавние исследования и разработка флуоресцентных пигментов Национальной лабораторией Лоуренса Беркли позволили еще больше усовершенствовать эту технологию. Эти пигменты темного цвета, но очень эффективны с точки зрения эффективного солнечного отражения.

В солнечных батареях

также наблюдается сдвиг в технологиях. Недавние исследовательские и опытно-конструкторские работы показали потенциал создания панелей из перовскита вместо других материалов, таких как кремний. Это приведет к более дешевому продукту, что в конечном итоге может повлиять на доступность этого продукта.

Воздействие энергетических технологий | SaveOnEnergy.com

Технологии будущего, которые позволят установить более экологичные отношения с окружающей средой, быстро приближаются.Чтобы лучше понять влияние этих технологий, мы разделили их на две отдельные области: экономия дома и экономия в дороге.

Сообщается, что за последние 16 лет потребление первичной энергии во всем мире увеличилось на 44% (statista.com). Таким образом, мы вряд ли резко откажемся от нашего поведения, связанного с наличием мощных домов и частым использованием транспорта.

Эти технологии позволят нам ограничить потребление энергии без изменения нашего привычного стиля жизни.

Расшифровка инфографики:

Накопление дома

Энергопотребление в жилищах

С 2012 года общее потребление энергии в жилищном секторе увеличилось на 8,86%. Поиск новых способов экономии энергии в домашних условиях теперь становится основной задачей новаторов в области технологий.

Экономия денег

От бытовой электроники до источников тепла и энергии — на общее энергопотребление дома влияет множество факторов.Эти новые технологии нацелены на то, чтобы помочь людям сэкономить деньги за счет экономии количества энергии, потребляемой их домом в течение дня.

Новый домашний аккумулятор Powerwall от Tesla

Несмотря на то, что батарея требует высоких первоначальных затрат, она обещает значительную потенциальную долгосрочную экономию благодаря своей способности генерировать и хранить солнечную энергию в виде электричества. Используя энергию, вырабатываемую солнечными панелями, Powerwall может защитить дом от перебоев в подаче электроэнергии, выступая в качестве резервного источника электроэнергии и предлагая независимость от энергосистемы.

Tesla Powerwall заменяет вашу первичную энергию, экономя до 500 долларов в год.

Умные термостаты

Интеллектуальный термостат с автоматическим программированием вносит ваши температурные предпочтения в расписание, позволяет интегрировать смартфон и предоставляет ежемесячные отчеты о сбережениях.

Лампочки Advanced

Индукционные лампы

потребляют на 75% меньше энергии, чем лампы накаливания, служат в 15 раз дольше и имеют срок службы 15 000 часов.

КЛЛ (компактные люминесцентные лампы)

Эти лампочки потребляют на 70% меньше энергии, чем лампы накаливания, служат на несколько лет дольше, и их можно купить менее чем за два доллара за лампочку.

Светодиоды Светодиоды

Светодиоды

потребляют на 90% меньше энергии, чем лампы накаливания, и служат до 50 000 часов, что в пять раз дольше, чем аналогичные лампы. Эти лампочки также нагреваются медленнее, что снижает риск возгорания.

Галогенные лампы накаливания

Галогенные лампы накаливания потребляют на 25-35% меньше энергии, чем традиционные лампы накаливания, служат на 1,8 года дольше, а также вызывают ностальгическое ощущение, основанное на их свечении.

Экономия в дороге

В 2015 году только транспортный сектор США потребил 15 981 триллион БТЕ. Этот сектор отстает только от промышленного сектора (18 212 триллионов БТЕ) по общему потреблению энергии.

Важным фактором в транспортном секторе является энергия, используемая для питания автомобилей и автомагистралей. Поиск новых способов энергосбережения в этом секторе будет императивом для сохранения природных ресурсов и предотвращения отходов и высоких затрат на энергию.

Следующие технологии разрабатываются для ограничения энергопотребления водителями и дорожными технологиями.

Солнечные дороги

Оборудованные встроенными светодиодными лампами, дороги на солнечных батареях были заказаны Федеральным управлением шоссейных дорог для создания чистого источника возобновляемой энергии.В этих проездах используются солнечные батареи и дорожные технологии с эффективностью 18,5%. Панели рассчитаны на срок службы не менее 20 лет и выдерживают до 250 000 фунтов.

Эти дорожные панели выдерживают температуру до 257 градусов по Фаренгейту и тают снег и лед при контакте, предотвращая дорожно-транспортные происшествия.

Светящаяся в темноте дорожная разметка

Светящаяся в темноте дорожная разметка состоит из линий светящейся краски для освещения дороги в ночное время.

В настоящее время внедряется в Нидерландах, эта дорожная разметка может светиться в течение 10 часов и позволяет убрать уличные фонари вдоль дороги.

Приоритетные электрические полосы

Электрические приоритетные полосы движения заряжают автомобили в пути с помощью встроенных магнитов. Эти полосы в настоящее время проходят испытания в Германии и помогают продлить срок службы электрических батарей для более длительного вождения в дороге.

Интерактивный свет

Дорожные фонари с датчиком движения загораются при приближении автомобилей и гаснут, когда движение разрешается.Они встроены в проезжую часть и могут обеспечить долгосрочную экономию энергии.

Как использовать энергоэффективные технологии в вашем доме

Установка энергосберегающей технологии — отличная идея, переезжаете ли вы на новое место или модернизируете свой дом.

Различные устройства и типы техники могут повысить комфорт вашего дома и помочь вам сэкономить деньги. Они также могут помочь вам стать более экологически сознательными.

Появляется все больше устройств и программного обеспечения, которые могут помочь вам повысить эффективность использования энергии.Ниже вы найдете 6 способов использования экологически чистых домашних технологий для защиты окружающей среды и вашего кошелька.

1. Программируемый термостат

Программируемый термостат прост в установке, и вы можете запрограммировать его на изменение температуры в те моменты, когда вам не нужно столько обогрева или охлаждения, в том числе когда вы на работе, в отпуске или спите. Некоторые термостаты позволяют управлять ими с помощью приложения на телефоне или компьютере, что упрощает изменение температуры, когда вас нет дома.

2. Системы автоматизации умного дома

Системы умного дома интегрируются и могут улучшать различные функции. Например, интеллектуальная система сигнализации в сочетании с камерами или датчиками, которые контролируют определенные области, могут сделать ваш дом более безопасным, сообщая вам через смартфон, когда кто-то там находится. Умные термостаты могут автоматически регулировать и контролировать температуру. Другие программы управляют освещением с такой же точностью и эффективностью. Например, с некоторыми из последних систем освещения вы можете выключать освещение по комнате или области или создать расписание, когда определенные огни должны включаться или выключаться.Таким образом, даже если кто-то оставит свет в одной комнате, он все равно выключится в назначенное время. Некоторые системы управляют умными приборами, например, включают духовку, поэтому она уже нагревается, когда вы возвращаетесь домой; выключить случайно оставленную кофеварку; или закрытие гаражных ворот по вашей команде.

3. Энергоэффективные окна

Энергоэффективные окна могут снизить ваши расходы на отопление и кондиционирование воздуха. Переход с одинарных окон на двухкамерные требует первоначальных вложений, но экономия средств возрастет, поскольку вы будете меньше тратить на счета за электроэнергию.Старые окна позволяют горячему или холодному воздуху выходить через щели, а конструкции с одинарным остеклением также не удерживают тепло или прохладный воздух. Если вы не готовы обновить окна, вы можете изолировать каждое окно, что может частично сократить утечку воздуха.

Оконные покрытия также могут помочь. Затеняя окна в жаркие дни, можно сократить использование кондиционера. В холодные дни держите те же оконные шторы открытыми, чтобы пропускать естественный теплый солнечный свет.

4. Энергоэффективные кондиционеры

В дополнение к использованию энергоэффективного кондиционера (ищите тот, который имеет рейтинг Energy Star), решения по энергосбережению включают закрытие вентиляционных отверстий для кондиционирования воздуха в тех частях дома, которые вы, возможно, не используете.Таким образом, вы не охладите пустую зону, а это отличный способ сэкономить энергию летом. Кроме того, подумайте о повышении температуры термостата на несколько градусов выше того места, где вы обычно ее устанавливаете. Новая норма для вас может означать более низкие счета за электроэнергию, и вы по-прежнему будете чувствовать себя комфортно. Если вы используете оконный кондиционер, убедитесь, что он плотно прилегает к нему, чтобы воздух не выходил в окно.

5. Светодиодные фонари

Управление освещением делает ваш дом более комфортным, делает его более заметным и помогает расслабиться.Вы можете сделать это с помощью автоматизированных систем, заменив некоторые лампочки. Светодиодные лампы потребляют меньше энергии и холоднее при работе, чем традиционные лампы накаливания, а также служат дольше. Замена лампочек помогает вашему дому стать экологически чистым и может сэкономить вам деньги в долгосрочной перспективе. Подумайте об установке умных лампочек, чтобы еще больше контролировать домашнее освещение; эти устройства работают в паре с приложением для смартфонов, поэтому вы можете удаленно включать и выключать их, а также переключать их цвет.

6. Энергосберегающие устройства

Бытовая техника, включая холодильники, водонагреватели, посудомоечные машины и сушилки для одежды, потребляют много энергии.Рассмотрите возможность приобретения энергоэффективных приборов с рейтингом Energy Star, если вы хотите приобрести новые приборы или модернизировать их. Их энергосберегающая технология — простой способ снизить потребление энергии.

Вы в восторге от экономии энергии в вашем доме? Не отставайте. Узнайте больше о способах использования экологически чистых технологий для повышения энергоэффективности ваших приборов.

Новые технологии энергосбережения в строительстве — Руководство по строительным технологиям

🕑 Время чтения: 1 минута

Понимание новых технологий энергосбережения в зданиях позволит энергоаудитору предложить лучший метод энергосбережения для конкретного типа здания.Таким образом, он рассматривает потенциал внедрения и интеграции новых технологий на предприятии. В области энергосбережения сделано несколько разработок, основные из которых кратко описаны ниже.

Содержание:

Энергосберегающие технологии в зданиях
- 1. Подключенные и умные дома
- 2. Технологии ограждающих конструкций
- 3. Технологии световодов
- 4. Изоляция нового поколения
- 5. Когенерация
- 6.Светоотражающие кровельные материалы
- 7. Усовершенствованная система управления окнами
- 8. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Энергосберегающие технологии в строительстве

Некоторые из известных и новейших технологий в области энергосбережения в здании:

Подключенные и умные дома
Building Envelope Technologies
Light Pipe Technologies
Изоляция нового поколения
Когенерация
Светоотражающие кровельные материалы
Расширенная система управления окнами
Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

1.Подключенные и умные дома

Национальная лаборатория Ок-Ридж разработала новые беспроводные датчики , которые позволяют повысить энергоэффективность здания. Это достигается за счет наличия автоматизированных систем управления для:

Холодильные агрегаты
Отопительные блоки
Системы освещения
Другие системы температурного доступа

2. Building Envelope Technologies

Новые технологии разрабатываются для повышения эффективности ограждающих конструкций здания.В основном окна строительных конструкций улучшаются следующими способами:

Свойства окон можно изменять в зависимости от температуры и уровня освещенности, то есть днем и ночью, за счет хромогенного остекления .
Оптимизация солнечного излучения и эффектов затенения может быть выполнена с помощью спектрально-селективных стекол для окон.
Фотоэлектрические панели можно использовать для выработки электроэнергии путем поглощения солнечного излучения.Это также помогает уменьшить тепло, проходящее через ограждающую конструкцию здания.

Рис.1: Оконные пленки

Рис.2: Технологии затенения

3. Light Pipe Technologies

Эта технология позволяет «направлять» свет, падающий на крышу или настенный коллектор, во внутренние пространства здания. Эти внутренние пространства не расположены рядом с окном или мансардными окнами.

4. Изоляция нового поколения

Это тип пеноизоляции , разработанный для окон Промышленными науками и технологиями.Эти утеплители изготовлены из экологически чистых и современных композитных материалов. Это помогает ограничить утечку тепла от стен, чердаков и других помещений в более холодный климат.

5. Когенерация

Когенерация — это комбинированный метод производства электроэнергии и тепла для энергоэффективных зданий. Этот метод снижает стоимость, повышает эффективность и является экологически чистым.

6. Светоотражающие кровельные материалы

Новый флуоресцентный пигмент , разработанный Национальной лабораторией Лоуренса Беркли и производителями PPG, используется для покрытия кровельных систем, что позволяет крышам отражать падающий на них солнечный свет.Это снижает поглощение тепла крышами и снижает нагрев здания.

Рис.3. Светоотражающие кровельные материалы; Изображение предоставлено: Metal Roofing Chicago

Доступны и другие пигменты, но флуоресцентные пигменты в четыре раза эффективнее обычных.

7. Расширенная система управления окнами

Эта энергоэффективная система использует микропроцессоры и датчики , а также изолированные окна . Это помогает автоматически регулировать затенение в зависимости от солнечного света и времени суток.Это обеспечивает необходимый комфорт, освещение, экономит энергию и деньги.

8. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Технологии модернизации энергетики также являются новыми методами создания энергоэффективных зданий. Это включает:

Вращающиеся тепловые колеса и тепловые трубки: Они помогают рекуперировать тепло и рекуперировать энергию от 50 до 80%. Рекуперированная энергия может быть использована для нагрева или охлаждения вентиляционного воздуха, подаваемого в здание.