Снижение расхода электроэнергии в электроустановках зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Обеспечение комфортных тепловых условий в помещениях жилых и общественных зданий в холодное время года необходимо для высокопроизводительного труда, укрепления здоровья и улучшения отдыха людей.

Но ускорение темпов развития народного хозяйства сегодня не может быть достигнуто без проведения в жизнь мероприятий по экономии материальных и трудовых ресурсов.

Развитию электроэнергетики как основополагающей отрасли народного хозяйства уделяют большое внимание. Вместе с тем возможности электроэнергетической промышленности ограничены как добычей и доставкой топлива, так и развитием генерирующих систем и линий электропередач.

Жилые и общественные здания являются одним из крупных потребителей электрической и тепловой энергии, причём удельный вес электроэнергии в общем энергетическом балансе коммунально-бытового сектора неуклонно возрастает. Это связано в первую очередь с решением социальных задач обеспечения труда в домашнем хозяйстве и на предприятиях коммунального хозяйства, снижения времени на ведение домашнего хозяйства, сближения условий жизни городского и сельского населения. Функционирование указанных зданий и предприятий сегодня немыслимо без электрификации: на электроэнергии работают осветительные приборы, аппаратура приёма и воспроизведения информации, практически все приводные механизмы.

Электроэнергия применяется для получения холода в домашних холодильниках и крупных холодильных установках, для приготовления пищи, а в ряде случаев - для нагрева воды и отопления помещений. С помощью электроприборов создаются установки искусственного климата, обеспечивается гибкое регулирование теплового и воздушного режимов. Электроэнергия позволяет обеспечить теплоту воздуха в домах и населённых пунктах.

Использование электроэнергии в качестве энергоносителя позволяет создать экономичные приборы и установки практически любой мощности: от электробритв мощностью 10-25 Вт до отопительных установок мощностью в сотни киловатт. Электроэнергия позволяет максимально автоматизировать производственные процессы в коммунальном хозяйстве, обеспечивает работу многих бытовых приборов в домашнем хозяйстве.

Возможность лёгкой автоматизации процессов, работа без обслуживающего персонала, сравнительная простота электротехнологического оборудования приводят к повышению роли электроэнергии в энергообеспечении общественных зданий. Широко применяютсяэлектроплиты. Электроэнергия используется для вентиляции и кондиционирования. При этом иногда приточная вентиляция совмещается с электрическим подогревом поступающего воздуха. Требования к созданию светового комфорта вызвали увеличение норм освещённости зданий общественного назначения. Однако применение люминесцентных светильников позволило в большинстве случаев избежать увеличения расхода электроэнергии.

Коммунальная энергетика характеризуется относительно невысоким уровнем топливо потребления. Однако в силу сложившихся условий её работы резервы по улучшению использования топлива, тепловой и электрической энергии здесь чрезвычайно велики. Современные источники теплоты в коммунальной энергетике имеют низкую экономичность, значительно уступающую таковой для котельных установок промышленной энергетики и тепловых электростанций. Для теплоснабжения жилищного фонда коммунальное хозяйство

Беларуси большую часть тепловой энергии получает от других отраслей.

Эффективность использования этой энергии остаётся невысокой. В РБ этот показатель не выше 38%. Отсюда видно, что дальнейшее успешное развитие народного хозяйства республики будет тормозиться без реализации энергосберегающих мероприятий.

1. Экономия тепловой энергии

тепловая энергия электричество экономия

Успешное применение энергосберегающей технологии в нашей республике в значительной мере предопределяет нормы технологического и строительного проектирования зданий и, в частности, требования к параметрам внутреннего воздуха, удельного тепло-, влаго-, паро-, газовыделения.

Значительные резервы экономии топлива заключены в рациональном архитектурно-строительном проектировании новых общественных зданий.

Экономия может быть достигнута: соответствующим выбором формы и ориентации зданий; объёмно-планировочными решениями; выбором теплозащитных качеств наружных ограждений; выбором дифференцированных по сторонам света стен и размеров окон; применением в жилых домах моторизованных утеплённых ставней; применением ветроограждающих устройств; рациональным расположением, охлаждением и управлением приборами искусственного освещения. Определённую экономию может принести применение центрального, зонального, пофасадного, поэтажного, местного индивидуального, программного и прерывистого автоматического регулирования и использование управляющих ЭВМ, оснащённых блоками программного и оптимального регулирования энергопотребления.

Тщательный монтаж систем, теплоизоляция, своевременная наладка, соблюдение сроков и состава работ по обслуживанию и ремонту систем и отдельных элементов - важные резервы экономии ТЭР.

Перерасход теплоты в зданиях происходит, в основном, из-за:

- пониженного по сравнению с расчётным сопротивлением теплопередачи ограждающих конструкций;

- перегрева помещений, особенно в переходные периоды года;

- потери теплоты через неизолированные трубопроводы;

- не заинтересованности теплоснабжающих организаций в сокращении расхода теплоты;

- повышенного воздухообмена в помещениях нижних этажей.

Для коренного изменения положения дел с использованием тепла на отопление и горячее водоснабжение зданий у нас необходимо осуществить целый комплекс законодательных мероприятий, определяющих порядок проектирования, строительства и эксплуатации сооружений различного назначения.

Должны быть чётко сформулированы требования к проектным решениям зданий, обеспечивающих пониженное энергопотребление; пересмотрены методы нормирования использования энергоресурсов. Задачи по экономии теплоты на теплоснабжение зданий должны также находить отражение в соответствующих планах социального и экономического развития республики.

В числе важнейших направлений экономии энергии на перспективный период необходимо выделить следующие:

- развитие систем управления энергоустановками с использованием современных средств АСУ на базе микро-ЭВМ;

- использование сборного тепла, всех видов вторичных энергетических ресурсов;

- увеличение доли ТЭЦ, обеспечивающих комбинированную выработку электрической и тепловой энергии;

- улучшение теплотехнических характеристик ограждающих конструкций жилых, административных и промышленных зданий;

- совершенствование конструкций источников теплоты и теплопотребляющих систем.

Оснащение потребителей тепла средствами контроля и регулирования расхода позволяет сократить затраты энергоресурсов не менее, чем на 10-

14%. А при учёте изменения скорости ветра - до 20%. Кроме того, применение систем пофасадного регулирования отпуска теплоты на отопление даёт возможность снизить расход теплоты на 5-7%. За счёт автоматического регулирования работы центральных и индивидуальных тепловых пунктов и сокращения или ликвидации потерь сетевой воды достигается экономия до 10%.

С помощью регуляторов и средств оперативного контроля температуры в отапливаемых помещениях можно стабильно выдержать комфортный режим при одновременном снижении температуры на 1-2ОС. Это даёт возможность сокращать до 10% топлива, расходуемого на отопление. За счёт интенсификации теплоотдачи нагревательных приборов с помощью вентиляторов достигается сокращение расхода тепловой энергии до 20%.

Известно, что недостаточная теплоизоляция ограждающих конструкций и других элементов зданий приводит к теплопотерям. Интересные испытания эффективности применения теплоизоляции проведены в Канаде. В результате теплоизоляции наружных стен полистиролом толщиной 5 см. тепловые потери были снижены на 65%. Теплоизоляция потолка матами из стекловолокна позволила снизить потери тепла на 69%. Окупаемость затрат на дополнительное устройство теплоизоляции - менее 3 лет. В течение отопительного сезона достигалась экономия по сравнению с нормативными решениями - в интервале 14-71%.

Разработаны ограждающие строительные конструкции со встроенными аккумуляторами на основе фазового перехода гидратных солей. Теплоёмкость аккумулирующего вещества в зоне температуры фазового перехода увеличивается в 4-10 раз. Теплоаккумулирующий материал создан из набора компонентов, которые позволяют иметь температуру плавления от 5О до 70О С.

В Германии получает распространение аккумулирование теплоты в наружных ограждениях зданий с помощью замоноличенных пластмассовых труб с водногликогелевым раствором. Разработаны также мобильные теплоаккумуляторы ёмкостью до 90 м2 с заполнением их жидкостью с высокой температурой кипения (до 320 С). Потери тепла в наших аккумуляторах относительно невелики.

Снижение температуры теплоносителя не превышает 8О С в сутки. Эти аккумуляторы могут быть использованы для утилизации сборного тепла промышленных предприятий и подключения к системам теплоснабжения зданий.

Использование бетона низкой плотности с наполнителями типа перлита или других лёгких материалов для изготовления ограждающих конструкций зданий позволяет в 4-8 раз повысить термическое сопротивление организаций.

Одним из перспективных направлений является создание комбинированных теплоаккумуляторных систем отопления на базе электроэнергии, вырабатываемой в энергосистеме в ночное время. Такие системы позволяют более полно использовать установленную мощность генерирующих установок и максимально вытеснять органическое топливо из топливно-энергетического баланса экономического района. Комбинированная система даёт возможность покрывать базовую нагрузку за счёт провальной электроэнергии, а пиковую - котельной на органическом топливе, используемой в качестве доводчика.

Преимуществами электроотопления по сравнению с традиционно применяемыми системами водного отопления являются:

- относительная простота и надёжность обеспечения автоматического регулирования;

- возможность использования электроэнергии в периоды нагрузок электросистемы;

- меньшие капитальные вложения.

Но такой вид теплоэнергоснабжения жилых домов не всегда экономически целесообразен, так как следует анализировать и учитывать потребности теплоты не только на нужды отопления и горячего водоснабжения, а и на пищеприготовление. Значительные сложности возникали при выборе схем теплоэнергосбережения новых посёлков, темпы развития которых неясны. Схемы теплоснабжения новых посёлков или микрорайонов городов в первые годы их существования могут существенно отличаться от новых в последующие годы.

Причём имеющая место частая смена видов топлива для источников теплоты вносит известную неопределённость и затрудняет выбор оптимальной системы теплоснабжения.

Основными направлениями работ по экономии тепловой и электрической энергии в системах теплоснабжения зданий является:

- разработка и применение при планировании и в производстве технически и экономически обоснованных прогрессивных норм расхода тепловой и электрической энергии для осуществления режима экономии и наиболее эффективного их использования;

- организация действенного учёта отпуска и потребления тепла;

- оптимизация эксплуатационных режимов тепловых сетей с разработкой и внедрением наладочных мероприятий;

- разработка и внедрение организационно-технических мероприятий по ликвидации непроизводительных тепловых потерь и утечек в сетях;

При разработке планов организационных мероприятий по экономии тепловой энергии в зданиях необходимо предусматривать выполнение работ в следующих направлениях:

- повышение теплозащитных свойств зданий;

- повышение надёжности и автоматизация систем отопления при централизованном теплоснабжении;

- разработка конструкции и методики расчётов систем прерывистого отопления зданий с переменным тепловым режимом;

- разработка методов реконструкции существующих систем отопления при изменении технологического процесса эксплуатации зданий;

- совершенствование систем отопления;

- совершенствование схем подключения систем отопления к тепловым сетям.

2. Экономия электрической энергии

В процессе эксплуатации электрических сетей и электрооборудования жилых зданий имеются определённые возможности снижения расхода электроэнергии. Часть мероприятий по экономии требует замены или модернизации установленного электрооборудования, а некоторые - только проведения организационных мер или несложных реконструкций, не требующих затрат материальных и трудовых ресурсов.

Электрическое освещение квартир осуществляется с помощью светильников общего и местного освещения, как правило, с лампами накаливания. В настоящее время всё шире внедряется люминесцентное освещение, позволяющее без дополнительного расхода энергии создать более высокие уровни освещённости. Кроме того, люминесцентные лампы имеют значительно больший срок службы и менее чувствительны к колебаниям напряжения. Расход электроэнергии на освещение, благодаря переходу на эти лампы, снизился вдвое.

Исследования, проведённые рядом фирм США, показывают, что люминесцентная лампа мощностью 7Вт заменяет лампу накаливания 40Вт и экономит 30Вт мощности в течение номинального срока службы, который для новой лампы превышает 10 000 часов. Люминесцентные лампы мощностью 5Вт дают световой поток 250лм, что эквивалентно 25Вт. Люминесцентные лампы наиболее массового спроса 10 и 13 Вт эквивалентны по своему световому потоку лампам накаливания 60 и 75 Вт.

Несмотря на высокую световую отдачу и срок службы люминесцентных ламп, их применение в установках общедомовых помещений требует технико-экономического обоснования. Это связано с существенно большими капитальными затратами в осветительные установки. Сложность схемы включения люминесцентных ламп и их большая длина обусловили высокую стоимость светильников. Сами лампы и работы по их замене в 6-8 раз дороже, чем лампы накаливания.

Приведём основные рекомендации по экономичному использованию осветительных приборов. Цифры в скобках обозначают процентный показатель экономии энергии.

При пользовании осветительными приборами:

- выключайте свет, когда он не нужен. Действуйте по принципу; «Кто уходит последним, гасит свет!» (15%);

- используйте одну мощную лампу вместо немногих ламп меньшей мощности, например, лампу 100 Вт вместо двух по 60 Вт (1%);

- заменяйте люминесцентные лампы, как только они начинают мигать (1%);

- используйте или переделайте схему электропроводки так, чтобы осветительные приборы можно было включать не все сразу, а в отдельности (2%);

- содержите в чистоте лампы, плафоны и другую осветительную арматуру (1%);

- окрашивайте потолки и стены в светлые тона с таким расчётом, чтобы они имели высокую отражательную способность (2%).

Основные факторы, определяющие эффективность расхода электроэнергии в быту, различны в каждом конкретном случае, однако между ними есть много общего, в частности рациональная конструкция приборов и их правильная эксплуатация.

При эксплуатации зданий, во-первых, очевидно обеспечение своевременного ремонта технологического оборудования и организация строгого оперативного контроля за его работой. Экономия от этих мероприятий может составить 10%. Во-вторых, можно рекомендовать следующие мероприятия: ограничение интенсивности освещения в холлах, подъездах, складских помещениях и т.п., контроль за выключением света перед уходом персонала и ночью (5-10%); использование, где возможно, естественной вентиляции и зашторивания окон для предотвращения потерь тепла или перегрева (20%); включение силового электрооборудования в часы низких нагрузок в электросети.

Рациональное использование электроэнергии и затрат на нужды освещения может быть обеспечено за счёт: оптимизации светотехнической части осветительных установок, осветительных сетей и систем управления и регулирования освещения, рациональной организации эксплуатации освещения.

Экономию материальных и энергетических ресурсов, расходуемых на освещение, можно получить за счёт применения эффективных источников света, в частности, источников с высокой световой отдачей: люминесцентных ламп и газоразрядных ламп высокого давления, дуговых ртутных типа ДРЛ, металлогалогенных ДРЦ, натриевых типа ДНаТ.

Важным шагом в направлении создания новых осветительных установок являются комплексные осветительные устройства (КОУ) на основе щелевых светильников - световодов. Их преимущества: большая световая отдача источников света и уменьшение количества осветительных приборов ввиду их большой единичной мощности, высокий КПД вводных устройств, уменьшение длины сетей и, следовательно, потерь электроэнергии в них. Применение КОУ даёт 15-

25% экономии электроэнергии, снижает трудоёмкость монтажных работ, уменьшает расход материалов. Одна система КОУ может заменить 30-50 светильников для тяжёлых условий среды или во взрыво- и пожароопасных зонах.

Централизованное автоматическое или ручное управление искусственным освещением позволяет своевременно включать или отключать частично или полностью осветительные установки в начале и конце работы с учётом графиков работы производств, в обеденный перерыв, оставляя включённым только дежурное освещение. Такое управление обеспечивает при некотором увеличении капитальных затрат экономию энергии около 10-15%, а в установках совмещённого освещения - до 10-20% и более в зависимости от сезонной длительности светового времени суток и графика работы конкретного предприятия.

Повышение эффективности использования электроэнергии на освещение может быть достигнуто только при условии правильной организации его эксплуатации. Без чётко действующей службы эксплуатации любые современные осветительные установки быстро приходят в негодность и теряют свою эффективность.

Основные функции службы эксплуатации освещения: периодическое обследование осветительных установок и выявление необходимости их реконструкции; приёмка в эксплуатацию новых или реконструированных осветительных установок; своевременное и качественное проведение планово- предупредительного ремонта; установление режимов выключения и отключения искусственного освещения с учётом изменения естественного освещения; организация мастерских для ремонта и текущей эксплуатации осветительного оборудования.

Заключение

Приведённые выше материалы показывают, насколько сложной и многогранной является работа по повышению уровня экономичности систем тепло- и энергоснабжения.

Необходимо отметить, что экономия всех видов энергии не должна быть самоцелью. Целесообразность реализации энергосберегающих мероприятий нужно всегда проверять на основе технико-экономического анализа. Следует учитывать экономический эффект, достигаемый непосредственно на предприятии и в масштабах народного хозяйства. В первую очередь должны внедряться малозатратные мероприятия или вообще не требующие затрат.

Для получения реальной экономии в системе потребителей топлива, тепловой и электрической энергии необходимо упорядочить оплату коммунальных услуг, разработать научно обоснованные нормы потребления энергоресурсов.

Нужно незамедлительно приступить к разработке дешёвых приборов контроля расхода потребляемых населением видов энергии.

Наряду с техническими мероприятиями предстоит решить большое количество организационных вопросов. Нужно воспитывать у населения сознание бережного отношения к энергоресурсам.

Список использованной литературы

1. Афанасьева Е. И., Тульчин И. К. Снижение расхода электроэнергии в электроустановках зданий. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 224 с.

2. Воробьёв Л. А., Стриха И. И. Эффективное использование топливно- энергетических ресурсов в жилищно-коммунальном хозяйстве БССР. - Мн.: 1987. - 74 c.

3. Цигельман И. Е. Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий. М.: Высш. шк., 1988. - 320 с.

4. Тарнижевский М. В., Афанасьева Е. И. Пути экономии электроэнергии в жилищно-коммунальном хозяйстве. Москва. Стройиздат. 1980. - 274 с.

Размещено на Allbest.ru