alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2018.19-21.091-100alternative-1455Research ArticleЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕENERGY SAVINGОБ ЭЛЕКТРООТОПЛЕНИИ МНОГОКВАРТИРНОГО ДОМА В КОМПЛЕКСЕ «ЭНЕРГОСИСТЕМА-ДОМ»ON THE HEATING OF AN APARTMENT HOUSE IN THE POWER-HOUSE COMPLEXЛямбельА. Н.LyambelA. N.

Лямбель Анастасия Николаевна - аспирант   кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина.

Образование: Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина (УрФУ) (2015 г.).

Область научных интересов: энергосбережение; экономика энергетики; участник ряда реализованных   инновационных   проектов,   в   т.ч. «Электродом для Урала».

Публикации: 6.

h-index (РИНЦ) 1.

д. 19, ул. Мира, Екатеринбург, 620002.

Тел.: +7(343)375-95-08.

Anastasiya Lyambel - Ph.D. Student, Department of Atomic Stations and Renewable Energy Sources, Urals Federal University.

Education: Urals Federal University, 2015.

Research interests:  energy saving; energy economy; participant in several implemented innovative projects, including the “Electro House for the Urals”.

Publications: 6.

19 Mira St., Ekaterinburg, 620002.

Tel.: +7(343)375 95 08.

s.e.shcheklein@urfu.ruПахалуевВ. М.PahaluevV. M.

Пахалуев Валерий Максимович - доктор технических наук, профессор кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина; действительный член Международной академии наук о природе и обществе.

Образование: Уральский политехнический институт (УГТУ-УПИ) (1961 г.).

Награды:   Почетная   грамота   министерства энергетики и жилищно-коммунального хозяйства Свердловской области (2011 г.).

Область научных интересов: теплофизические и физико-химические процессы в теплоэнергетике и металлургической теплотехнике; разработка  физических  основ  нетрадиционных  и  возобновляемых источников энергии.

Публикации: более 90, в том числе 1 монография.

h-index 3.

д. 19, ул. Мира, Екатеринбург, 620002.

Тел.: +7(343)375-95-08.

Valery Pakhaluev - D.Sc. in Engineering, Professor at Department of Nuclear Power Plants and Renewable Energy Sources, Urals Federal University; Member of International Academy of Natural and Social Sciences.

Education: Ural State Technical University, 1961.

Awards: Diploma of the Ministry of Energy and Housing and Utilities of the Sverdlovsk region, 2011.

Research   interests:   thermophysical and physical and chemical processes in thermal power generation and metallurgical engineering  with  the development of the physical foundations of alternative and renewable energy sources.

Publications: more than 90, including 1 monograph.

19 Mira St., Ekaterinburg, 620002.

Tel.: +7(343)375 95 08.

s.e.shcheklein@urfu.ruЩеклеинС. Е.ShchekleinS. E.

Щеклеин Сергей Евгеньевич - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой атомных станций и возобновляемых  источников  энергии  Уральского  федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина; действительный член Международной  энергетической  академии;  член  редколлегии журнала «Известия вузов. Ядерная энергетика»; Международного научного журнала «Альтернативная   энергетика   и   экология»   (ISJAEE); сборника  трудов  УГТУ-УПИ  «Теплофизика  ядерных энергетических установок»; Трудов Одесского национального    политехнического    университета; Научно-технического   журнала   «Энергоэффективность и анализ».

Награды: Заслуженный энергетик России; Национальная   экологическая премия   им. В.И. Вернадского; медаль  «Ветеран  атомной энергетики и промышленности».

Образование: Уральский политехнический институт (УГТУ-УПИ) (1972 г.).

Область  научных  интересов:  термодинамика ядерных    энергетических    установок;    проблемы атомной  энергетики  и  теплофизики  двухфазных потоков; продление ресурса и повышение надежности оборудования АЭС; солнечная энергетика; ветроэнергетика; биоэнергетика.

Публикации:  более  350,  включая  2  монографии, 20 изобретений.

h-index 11.

д. 19, ул. Мира, Екатеринбург, 620002.

Тел.: +7(343)375-95-08.

Sergey  Shcheklein - Information about the author: D.Sc. in  Engineering,  Professor,  the  Head  of Atomic  Stations  and  Renewable  Energy Sources  Department,  Urals  Federal  University; a member of International Energy Academy; a member of the editorial board of  “Institute  of  Higher  Education  News. Nuclear  Power”;  International  Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology (ISJAEE); “Nuclear Power Units Heat Engineering”   USTU;   Odessa   National Polytechnic  University  article  collection; Scientific Journal of “Energy Effectiveness and Analysis”.

Awards: Honored Power Engineer of the  Russian  Federation;  V.I.  Vernadsky National   Environmental   Award;   Medal “Veteran of Nuclear Energy and Industry”.

Education:  Urals  Polytechnic  Institute, 1972.

Research   interests:   nuclear   power units thermodynamics; questions of nuclear energy and thermophysics of the two-phase flows; NPP equipment lifetime enduring  and  reliability  increasing;  solar, wind and bioenergetics.

Publications: more than 350, including 2 monographs, 20 inventions.

19 Mira St., Ekaterinburg, 620002.

Tel.: +7(343)375 95 08.

s.e.shcheklein@urfu.ruУральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. ЕльцинаРоссияUral Federal University Named after the First President of Russia B.N. YeltsinRussian Federation201817102018019-2191100Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20182018Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/1455

Анализировалась проблема значительной суточной неравномерности энергопотребления, которая требует изменения производства электроэнергии в течение суток, что, в свою очередь, приводит к снижению коэффициента использования установленной мощности и повышению расхода топлива на ТЭС. Расходование электроэнергии на нужды отопления позволяет решить проблему накопления и последующего использования «ночной» электроэнергии в часы провалов графика нагрузки энергосистемы с применением двухтарифного принципа ценообразования. Эффективность системы электроотопления заметно возрастает при небольшом перегреве здания в ночной период на 1–4 ºС, что практически не оказывает влияния на комфортность режима проживания.

Предложенная в данной работе схема незначительного перегрева здания ведет к некоторому росту потребления электроэнергии для отопления, но при этом снижаются финансовые затраты вследствие переноса нагрузки на ночной период с низким тарифом и значительного сокращения потребления электроэнергии для отопления в дневной период. Расчеты на основе нестационарного теплового баланса многоквартирного дома в г. Екатеринбурге с электроотоплением показали возможное снижение финансовых затрат на отопление на 3,86–5,18 руб/м2 при перегреве строительных конструкций здания на 2–3 ºС по сравнению с электроотоплением без перегрева в ночной период. Сравнение с конвективно-водяным отоплением также говорит о целесообразности применения предлагаемой схемы электроотопления с суточным регулированием.

The paper deals with the problem of large daily uneven energy consumption which leads to the need to change energy production within a day resulting in lower utilization of installed capacity, improving fuel consumption by thermal power plants. The use of electricity for heating solves the problem of the accumulation and subsequent application of electricity in the night hours of power system load failure with double tariff of the pricing principle. Electrical heating system efficiency is greatly increased when overheated buildings in the night period on 1–4 ºC that almost does not affect the comfort of the residency.

The paper proposes a scheme of a minor overheating building which leads to some energy consumption for heating, but reduces financial costs as a result of load transfer for the night period with low tariff and significant reducing electric power consumption for heating in the daytime period. The calculations using non-stationary thermal balance of the Yekaterinburg's apartment house with electric heating have showed that reduction of financial expenses for heating the 5.18–3.86 rub/m2 when overheated constructions building at 2–3 ºC is possible compared with direct connection without overheating in the night period; comparison with convection heating also demonstrates the appropriateness of the proposed scheme with daily electrical heating regulation.

отоплениедвухтарифная системаэнергоэффективностьэнергосбережениеаккумуляция энергииheatingdouble tariff systemenergy efficiencyenergy savingenergy accumulationReferencesКазарян, В.А Использование крупномасштабных подземных аккумуляторов энергоносителей для регулирования неравномерности энергопотребления/ В.А Казарян // Известия Российской академии наук: Энергетика. 2013. – № 3. – С. 3–26.Kazaryan V.A. The use of large-scale under-ground battery energy to regulate energy consumption inequality (Ispol'zovanie krupnomasshtabnyh podzemnyh akkumulyatorov ehnergonositelej dlya regulirovaniya neravnomernosti ehnergopotrebleniya). Izvestiya Rossijskoj akademii nauk. Ehnergetika, 2013;3:3–26 (in Russ.).Ольховский, Г.Г. Методы регулирования неравномерности электропотребления / Г.Г. Ольховский, В.А. Казарян, А.Я. Столяревский. – М.: Ижевск: ИКИ, 2012. – 712 c.Ol'hovskij G.G., Kazaryan V.A., Stolyarevskij A.Ya. Methods for regulating consumption inequality (Metody regulirovaniya neravnomernosti ehlektropotrebleniya). Izhevsk: IKI Publ., 2012; 712 p. (in Russ.).Лисин, Е.М. Повышение экономической устойчивости региональных энергетических систем в условиях роста неравномерности энергопотребления/ Е.М. Лисин [и др.] // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. Серия: Экономика и управление. – 2017. – Т. 4. – № 31. – С. 42–50.Lisin E.M., Zhovtyak P.G., Kurdyukova G.N., Anisimova Yu.A. Improving the economic sustainability of regional power systems in the face of rising energy consumption inequality (Povyshenie ehkonomicheskoj ustojchivosti regional'nyh ehnergeticheskih sistem v usloviyah rosta neravnomernosti ehnergopotrebleniya). Vektor nauki Tol'yattinskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Ehkonomika i upravlenie, 2017;4(31):42–50 (in Russ.).Шилкин, Н.В. Термоактивные системы отопления и охлаждения зданий / Н.В. Шилкин // АВОК. – 2012. – № 5. – C. 36–47.Shilkin N.V. Thermoset heating and cooling systems in buildings (Termoaktivnye sistemy otopleniya i ohlazhdeniya zdanij). AVOK, 2012;5:36–47 (in Russ.).Элякова, И.Д. Объективные факторы перевода на электроотопление потребителей западного энергорайона республики Саха / И.Д. Элякова, В.В. Барахова // Экономика и управление. – 2013. – Т. 11. – № 97. – С. 53–57.Ehlyakova I.D., Barahova V.V. Objective factors translate to consumer electric West jenergorajona Republic of Sakha (Ob"ektivnye faktory perevoda na ehlektrootoplenie potrebitelej zapadnogo ehnergorajona respubliki Saha). Ehkonomika i upravlenie, 2013;11(97):53–57 (in Russ.).Об электроэнергетике: Закон Российской Федерации от 26 марта 2003 г. № 35-ФЗ (в ред. от 29.06.2012. № 96-ФЗ) // Собрание законодательства Российской Федерации. – 2003. – № 13. – Ст. 1177 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.komi.fas.gov.ru/page/. – (Дата обращения:29.06.18).About the electric power industry: the law of the Russian Federation from March 26, 2003 No. 35-FZ (ed. on Jun 29, no. 96-FZ) (Ob ehlektroehnergetike: Zakon Rossijskoj Federacii ot 26 marta 2003. № 35-FZ (v red. ot 29.06.2012. № 96-FZ)). Sobranie zakonodatel'stva Rossijskoj Federacii, 2003, No. 13, Ar.1177. Available on: http://www.komi.fas.gov.ru/page/ (06.29.18.) (in Russ.).Olesen, B.W. Теплоаккумуляционные системы отопления и охлаждения помещений офисных зданий // B.W. Olesen / АВОК. – 2012. – № 2. – С. 13–18.Olesen B.W. Heat accumulation, heating and cooling office buildings (Teploakkumulyacionnye sistemy otopleniya i ohlazhdeniya pomeshchenij ofisnyh zdanij). AVOK, 2012;2:13–18 (in Russ.).Kolarik, J. Simulation of energy use, human thermal comfort and office work performance in buildings with moderately drifting operative temperatures / J. Kolarik // Energy and Buildings. – 2011. – Vol. 43. – No. 11. – С. 2988–2997.Kolarik J. Simulation of energy use, human thermal comfort and office work performance in buildings with moderately drifting operative temperatures. Energy and Buildings, 2011;43(11):2988–2997(in Eng).СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.SNiP 2.04.05-91 heating, ventilation and air conditioning (SNiP 2.04.05-91 Otoplenie, ventilyaciya i kondicionirovanie vozduha) (in Russ.).Соколов, Е.Я. Теплофикация и тепловые сети/ Е.Я. Соколов. – М.: изд. МЭИ. 2001. – 422 с.Sokolov E.Ya. Thermofication and heat networks (Teplofikaciya i teplovye seti). Moscow: MEHI Publ., 2001; 422 p. (in Russ.).Табунщиков, Ю.А. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. – 194 с.Tabunshchikov Yu.A., Brodach M.M. Mathematical simulation and optimization of the thermal efficiency of buildings (Matematicheskoe modelirovanie i optimizaciya teplovoj ehffektivnosti zdanij). Moscow: AVOK-PRESS, 2002;194 p. (in Russ.).Мохов, Л.М. Системы напольного отопления/ Л.М. Мохов, О.О. Самарин // АВОК. – 2003. – № 5. – С. 32–37.Mohov L.M., Samarin O.O. Underfloor heating system (Sistemy napol'nogo otopleniya). AVOK, 2003;5:32–37 (in Russ.).Писарев, Е. Теплый пол. Водяной или электрический / Е. Писарев. – Самиздат, 2012. – 48 с.Pisarev E. Warm floor. Water or electric (Teplyi pol. Vodyanoi ili ehlektricheskii). Samizdat Publ., 2012; 48 p. (in Russ.).Сахаров, И.А. Расчет взаимного влияния тепловых и конструктивных параметров водяного теплого пола / И.А. Сахаров, М.И. Низовцев // Ползуновский вестник. – 2013. – № 3/2. – C. 33–37.Saharov I.A., Nizovcev M.I. Calculation of the mutual influence of thermal and design parameters of water floor heating (Raschet vzaimnogo vliyaniya teplovyh i konstruktivnyh parametrov vodyanogo teplogo pola). Polzunovskij vestnik, 2013;3(2):33–37(in Russ.).Лукьянов, М.Ю. Водяной и инфракрасный теплый пол. Сравнение систем / М.Ю. Лукьянов // Инновационная наука. – 2015. – Т. 12. – № 2. – С. 90–92.Luk'yanov M.Yu. Water and infrared heatinsulated floor. Comparison of systems (Vodyanoi i infrakrasnyi teplyi pol. Sravnenie system). Innovacionnaya nauka, 2015;12(2):90–92 (in Russ.).Вавилин, К.В. Сравнение отопительных систем с использованием тёплого пола / К.В. Вавилин, Д.Н. Сурсанов // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. – 2018. – Т. 1. – С. 360–369.Vavilin K.V., Sursanov D.N. Comparison of heating systems using hot floor (Sravnenie otopitel'nyh sistem s ispol'zovaniem teplogo pola). Sovremennye tekhnologii v stroitel'stve. Teoriya i praktika, 2018;1:360–369 (in Russ.).Сахибзадинов, А.Ф. Теплые полы. Учебное пособие. – М.: Изд. «Застройщик», 2008. – 335с.Sahibzadinov A.F. Warm floors. Tutoria (Teplye poly. Uchebnoe posobie). Moscow: Zastrojshchik Publ., 2008; 335 p. (in Russ.).Olesen B. W. International standards for the in-door environment // Indoor Air. – 2004. – Vol. 14. – No. s7. – С. 18–26.Olesen B.W. International standards for the indoor environment. Indoor Air, 2004;14(s7):18–26 (in Eng).Olesen, B. W. Control of slab heating and cooling systems studied by dynamic computer simulations / B. W. Olesen, K. Sommer, B. Düchting. // ASHRAE Transactions. – 2000. – No. 108 (2). – P. 646–707.Olesen B.W., K. Sommer B. Düchting Control of slab heating and cooling systems studied by dynamic computer simulations. ASHRAE Transactions, 2000;108(2):646–707 (in Eng).ISO 11855–3: Building Environment Design – Standards for the Design, Construction and Operation of Radiant Heating and Cooling Systems – Part 3: Design and dimensioning. – 2012.ISO 11855–3: Building Environment Design – Standards for the Design, Construction and Operation of Radiant Heating and Cooling Systems. Part 3: Design and dimensioning, 2012 (in Eng).Olesen, B.W. Operation and control of activated slab heating and cooling systems. CIB / B.W. Olesen, F.C. Curro Dossi // World Building Congress. – 2004.Olesen B.W., Curro Dossi F.C. Operation and control of activated slab heating and cooling systems. CIB World Building Congress, 2004 (in Eng).Бодров, В.И. Методика расчета теплового режима зданий массовой застройки в период «температурных срезов» / В.И. Бодров, М.В. Корягин // Известия высших учебных заведений: Строительство. – 2007. – № 2. – С. 42–46.Bodrov V.I., Koryagin M.V. Calculation method of the thermal regime of buildings during mass building “temperature slices” (Metodika rascheta teplovogo rezhima zdanii massovoi zastroiki v period “temperaturnyh srezov”). Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Stroitel'stvo, 2007;2:42–46 (in Russ.).Лямбель, А.Н. Анализ эффективности использования электроотопления многоквартирного дома / А.Н. Лямбель, В.М. Пахалуев, С.Е. Щеклеин // НПК «Перспективные энергетические технологии» – Екатеринбург: УралЭНИН, ФГАОУ ВО «УрФУ». – 2016. – С. 89–91.Lyambel' A.N., Pahaluev V.M., Shcheklein S.E. Analysis of electrical heating efficiency multi-family homes (Analiz ehffektivnosti ispol'zovaniya ehlektrootopleniya mnogokvartirnogo doma). NPK Perspektivnye ehnergeticheskie tekhnologii [Advanced energy technology]. Yekaterinburg: UrFU Publ., 2016; pp. 89–91(in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.