7507

Учет и регулирование потребления электрической энергии

Контрольная

Энергетика

Учет и регулирование потребления электрической энергии. Бытовое энергосбережение В жилищном хозяйстве потребляется около 30% тепловой энергии, которая получается от сжигания твердого, жидкого и газообразного топлива. Поэтому, экономия топлива ...

Русский

2013-01-24

112.61 KB

30 чел.

Учет и регулирование потребления электрической энергии

1Бытовое энергосбережение

В жилищном хозяйстве потребляется около 30% тепловой энергии, которая получается от сжигания твердого, жидкого и газообразного  топлива. Поэтому, экономия топлива является важнейшей  народно-хозяйственной задачей.

В последние годы стоимость добычи и перевозки топлива  значительно увеличилась. Перевозка его к потребителям вызвала резкое  увеличение капитальных вложений в газопроводы и железнодорожный транспорт. Перерасход тепловой энергии в жилых зданиях по сравнению с расчетным составляет более 25%. Причин такого перерасхода много:

1) пониженные теплозащитные  свойства наружных  ограждающих конструкций (стен), окон и балконных дверей;

2) расход теплоты на нагрев наружного воздуха, который проникает  в помещение через неплотности оконных переплетов и балконных дверей;

3) плохо отрегулирована система отопления, что приводит к перегреву помещений.

Для снижения потерь тепла в первую очередь необходимо реализовать энергосберегающие мероприятия, на осуществление которых  не потребуются капитальные вложения.

Обязательным мероприятием является приведение в исправное  состояние всех контрольно-измерительных  приборов и арматуры систем отопления и горячего водоснабжения. Задвижки в котельных и на вводах в зданиях должны быть отрегулированы и зафиксированы.  Расход воды в нагревательных приборах необходимо привести в соответствие с расчетным расходом с помощью кранов регулировки. Необходимо  устранить избыточные поверхности нагрева, установленные жильцами. Проверка выполнения перечисленных мероприятий должна производиться не реже двух раз в год (в начале и в конце отопительного периода). Одновременно необходимо выявить и устранить все неисправности наружных ограждающих конструкций зданий с предъявлением санкций к жильцам, которые не выполняют требования экономии тепла (заклейка щелей  в оконных переплетах на зимний период, отсутствие в них стекол, и др.).

2 Структура расхода тепловой и электрической энергии зданиями

По оценкам отечественных и зарубежных экспертов, потенциал экономии электроэнергии в зданиях и сооружениях равен 30-40%, а тепловой энергии около 50%.

Потери тепловой энергии зданием составляют через:

- наружные стены – 30%,

- окна   - 35%,

- вентиляцию – 15%,

- крышу, пол – 8%.

Как видно, основные  потери тепловой энергии происходят через окна, стены, крышу, пол, а также за счет вентиляции.

При применении современной строительной и теплозащитной технологии появляется возможность удержать годовое потребление энергии в пределах 30-70кВт·ч/м2 жилой площади в год.

Прохождение теплового потока через ограждающие конструкции зданий оценивается коэффициентом теплопередачи. Коэффициент теплопередачи – единица, которая обозначает прохождение теплового потока мощностью 1Вт сквозь  элемент строительной конструкции площадью 1 м2 при разнице внутренней и внешней температуры в 1 Кельвин. Так, для жилого дома коэффициент теплопередачи равен:

- потолок (12 см изоляции) – 0,35 Вт/(м2К);

- пенобетон (30-36 см или легкий кирпич) – 0,66 Вт(м2/К);

- пол (5 см теплоизоляции) – 0,68 Вт(м2/К).

Низкое энергопотребление зданием обеспечивают:

1) хорошие теплоизолирующие свойства строительных элементов (стен, окон, крыши, пола, подвала);

2) добросовестное выполнение изоляции (недопущение теплопотерь, защита от ветра);

3) управляемый воздухообмен (по возможности возвращение тепла);

4) хорошо регулируемые отопительные устройства;

5) энергоэкономное обеспечение горячей водой (возможно посредством солнечной энергии в летнее время).

3 Тепловая изоляция трубопроводов, зданий и сооружений

В белорусских городах осуществляются работы по реконструкции, модернизации, капитальному ремонту и термической реабилитации, т.е. санации ранее выстроенных зданий жилого и нежилого фонда. Санация в части термореабилитации означает повышение теплозащиты зданий путем теплоизоляции стен минеральной ватой и пенопластом, утепление крыш, полов, замену оконных блоков, остекление балконов, модернизацию систем вентиляции, реконструкцию и автоматизацию теплоузлов, установку индивидуальных регуляторов тепла в квартирах и комнатах, экономичных осветительных приборов, счетчиков тепла и воды. Обследование состояния зданий и сооружений позволяет выявить потенциал энергосбережения. В жилом фонде он составляет 30-76%, т.е. нынешнее годовое потребление энергии может быть сокращено наполовину. В нежилом фонде (административные, общественные, культурного назначения здания, школы, больницы и т.д.) может быть сэкономлено около половины годового объема потребления энергии. Разработаны и применяются технологии термореабилитации зданий путем наружного утепления их фасадов.

К наиболее эффективным системам «утепления» зданий из числа отечественных относятся системы «ПСЛ» и «термошуба». Они представляют собой многослойные конструкции из плиты-утеплителя, прикрепленной к подготовленной поверхности стен специальным клеящим составом и анкерами, защитного покрытия из клеящего состава, армированного одним-двумя слоями сетки в сочетании с металлическими профилями и отделочного покрытия из тонкослойной штукатурки. Утеплитель может крепиться к стене механическим способом, а жесткая облицовка устраивается на специальных каркасах с образованием воздушной прослойки между плитой утеплителя и облицовкой. В качестве теплоизоляционных материалов в этих конструкциях применяются жесткая минераловатная плита и пенополистирол. Среди зарубежных следует упомянуть две технологии утепления стен с наружной стороны: фасадное утепление под штукатурку, аналогичное отечественной «термошубе», и вентилируемые фасады. Второй вариант утепления представляет собой устанавливаемый на стену несущий каркас с вентилируемым теплоизоляционным слоем и последующей защитой из специальных фасадных плит.

Сегодня существует также широкий выбор теплоизоляционных материалов (пеноплэкс, на основе базальтовой ваты, стиропор и др.) и конструкций для утепления крыш, чердаков, подвалов, трубопроводов инженерных наружных и внутренних сетей. На смену традиционным канальным теплопроводам, срок службы которых составляет 12-15 лет, а иногда не превышает пяти при расчетном - 25, а тепловые потери достигают 20%, должны прийти бесканальныетеплогидропредизолированные (ПИ) теплопроводы. Подземные ПИ-теплопроводы являются механической конструкцией, состоящей из стальной трубы, полиуретановой теплоизоляции и наружной полиэтиленовой трубы-оболочки, которые жестко связаны друг с другом и вместе с окружающим теплопровод грунтом образуют единую систему. Такая конструкция обеспечивает тепловые потери на уровне 2-3% на протяжении всего расчетного срока службы равного 20-30 годам. В Беларуси в настоящее время определена потребность и организуется собственное производство ПИ-теплопроводов для строительства и реконструкции магистральных и распределительных тепловых сетей. Энергосберегающий эффект применения ПИ-теплопроводов, их надежность и долговечность определяют новый качественный уровень системы транспорта теплоты в городах. Например, при замене в Минске к 2010 г. изношенных теплосетей ПИ-теплопроводами тепловые потери, а следовательно, и необходимая мощность теплоисточников в зимний период снизятся на 600-800 Гкал/час.

Так, в Беларуси внедряются технологии строительства коттеджей путем сборки из пустотных энергосберегающих опалубочных блоков из специального строительного пенополистирола (стипора), удерживаемых арматурой и заливаемых бетоном. Стипор обладает исключительно высокими теплоизоляционными свойствами, хорошими эксплуатационными характеристиками.

Существует также понятие «экодом». Имеется в виду жилище, в котором практически не используются невозобновляемые источники энергии и эксплуатация которого не наносит вреда природе и здоровью человека. В США, Швеции, Японии, Германии построены достаточно давно комфортабельные экодома с низким, практически нулевым энергопотреблением, без канализационных сетей. Иногда они стоят очень дорого. Однако есть варианты с использованием солнечного отопления и аккумулирования тепла не дороже традиционных домов. В Беларуси ведутся изыскательские работы по строительству относительно дешевых малоэтажных экодомов из местных экологически чистых природных материалов (прессованной соломы, глиносоломенной смеси, соломенных блоков) с применением энергосберегающих технологий строительства, солнечной энергии для отопления и сезонного нагрева воды. Для канализации в экодомах предусматривается использование локальных биологических систем утилизации хозбытовых стоков замкнутого цикла, или компостные туалеты. Отопление экодома обычно содержит основную систему из солнечного теплового коллектора и теплоаккумулятора и вспомогательную (аварийную) - камин или печь медленного горения. В Беларуси намечено построить показательные экспериментальные экодеревни на 20-40 экодомов с альтернативными системами энергоснабжения.

Совершенствование теплоснабжения.На цели отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в Республике Беларусь расходуется 40% от общего потребления топлива. Потенциал энергосбережения, по оценкам отечественных и зарубежных экспертов, в системах теплоснабжения республики составляет около 50%. Следовательно, за счет энергосберегающих мероприятий можно снизить потребление топлива на нужды теплоснабжения на 20% от его общего потребления республикой. Именно поэтому одной из приоритетных задач действующей Государственной программы «Энергосбережение» является совершенствование теплоснабжения. Проблема потерь тепла в тепловых сетях может быть решена только с помощью эффективной теплоизоляции теплопроводов. Прогрессивным решением является применение предизолированных пенополиуретановой (ППУ) теплоизоляцией труб, а также гибких ППУ-труб. Последние позволяют облегчить прокладку теплотрасс, обладают лучшими эксплуатационными характеристиками.

4Изоляционные характеристики остекления и стеклопакеты

Заполнения оконных проемов должны обладать такими же характеристиками, как и стеновые ограждающие конструкции.  Они должны обеспечивать необходимую освещенность, комфортное проветривание,  простоту и удобство в эксплуатации.

Сопротивление теплопередаче – величина, обратная коэффициенту  теплопередачи и обозначается (м2К)/Вт. Сопротивление теплопередаче окон должно  быть не ниже установленного в РБ показателя R0>0,6 (м2К)/Вт. (R0 – величина, обратная коэффициенту теплопередачи). Это достигается установкой рамы с двухслойным теплозащитным стеклом.

Теплозащитные окна имеют специальный слой, не видимый глазом,  но значительно уменьшающий потери тепла. Окна в теплозащитном исполнении стоят на 15-20% дороже обычных, но затраты компенсируются экономией на отоплении. Оконная рама должна иметь утепляющий слой как с наружной, так и с внутренней стороны.

Сейчас для закрытия оконных проемов широко применяются стеклопакеты. Стеклопакет  представляет собой изделие, которое состоит из двух или более слоев стекла. Они соединены между собой по контуру таким образом, что между стеклами образуются герметически замкнутые полости, которые заполнены обезвоженным воздухом или другим газом (рисунок 1).

Сопротивление теплопередаче одного обычного стекла составляет  примерно 0,17 (м2К)/Вт, а стеклопакета из двух обычных стекол – 0,36-0,39 (м2К)/Вт. Сопротивление теплопередаче трехстекольного окна  с учетом материала, из которого оно изготовлено, может превышать 0,6 (м2К)/Вт. Наибольший эффект достигается при использовании в стеклопакете одного из стекол с селективным покрытием. Это  покрытие способно отражать  тепловые волны  внутрь помещения и одновременно пропускать снаружи солнечное тепловое излучение.  За счет применения в стеклопакете такого стекла, а также введения в межстекольное пространство вместо воздуха газов (аргона, криптона), можно добиться величины сопротивления теплопередаче, которое приближается к единице.

Рис.1 Принципиальная схема стеклопакета

Рассмотрим принципиальную схему конструкции стеклопакета (рисунок 1).

В качестве материала, который обеспечивает межстекольное  расстояние, применяется алюминиевый профиль коробчатого сечения. Внутрь короба засыпается селикачель, который поглощает влагу в межстекольном пространстве. Профиль крепится к стеклам с помощью бутиловой массы (внутренний шов), а по торцам образованного  стеклопакета укладывается прочная полисульфидная масса (наружный шов).

5 Бытовые приборы регулирования и учета

потребляемых энергоресурсов

Одно из самых перспективных и быстроокупаемых направлений республиканской программы энергосбережения — оборудование зданий и сооружений приборами индивидуального и группового учета и контроля расхода энергоресурсов. С 1997 года счетчики горячей и холодной воды, тепла и газа в обязательном порядке устанавливаются во всех вновь возводимых жилых домах. Кроме того, ведется работа по оснащению такими приборами остального жилого фонда.

Что дает реализация программы по внедрению индивидуальных и групповых приборов учета и контроля расхода энергии государству? По оценкам специалистов комитета, массовая установка счетчиков позволит обеспечить экономию тепла в 1,5 раза, холодной воды — в 2 раза, горячей — в 2,5 раза. В масштабе государства это огромные деньги, которые для нашего бюджета, разумеется, не лишние.

Постепенно в Беларуси также будут установлены приборы-регуляторы потребления тепла.

Первичный приборный учет.Учет тепловой энергии осуществляется с помощью теплосчетчиков горячей воды и пара. Современные конструкции теплосчетчиков позволяют осуществлять обработку, преобразование и регистрацию информации о количестве потребленной или отпущенной тепловой энергии, температуре, давлении, расходе теплоносителя и о времени работы в системах теплоснабжения отопления и горячего водоснабжения.

Наиболее подходящими для условий Беларуси признаны индукционный и ультразвуковой методы измерения расхода воды. Тепловые счетчики на базе ультразвуковых расходомеров, как показал опыт Дании, Германии, России, имеют то преимущество, что качество теплоносителя (горячей сетевой воды) не влияет на погрешность и стабильность измерений. Более остро стоит проблема измерения тепловой энергии пара. Применяемые сегодня диафрагмы (метод разностного давления) удовлетворительны только при стабильном потреблении пара на предприятии; для переменных режимов потребления могут использоваться теплосчетчики на базе вихревого расходомера.

Реальную экономию можно получить лишь при совместном применении учета теплопотребления с помощью счетчиков и его автоматического регулирования. Для группового регулирования служат устанавливаемые на теплопунктах, регуляторы прямого действия и электронные регуляторы. Регуляторы прямого действия поддерживают температурные и гидравлические параметры систем теплоснабжения на постоянном уровне, имеют более низкую стоимость, чем электронные и более долгий срок службы. Электронные регуляторы позволяют задавать временной 7-дневный график теплоснабжения, поддерживать по графику температуру воды на подаче в зависимости от наружной температуры и ограничивать температуру обратной воды.

Для поквартирного учета расхода горячей и холодной воды устанавливаются водосчетчики, перед которыми рекомендуется устанавливать фильтры. Экономии воды, более равномерному ее распределению по этажам способствует установка на водоразборных кранах ограничителей расхода воды. В общественных зданиях применяют водоразборные краны с фиксированным временем автоматического их закрытия.

Коммерческий учет объема газа и измерение его расхода производится с помощью счетчиков газа, применение которых позволяет снизить расходы на оплату газа в среднем на 10-20%. Они классифицируются по роду тока, количеству фаз, классу точности, измеряемым параметрам, количеству тарифов, элементной базе и т. д. С точки зрения элементной базы, более широкое применение находят индукционные (электромеханические) счетчики и более современные - гибридные и электронные электросчетчики. Электронные счетчики могут выполняться на интегральных схемах с фиксированным набором функций - «на жесткой логике» или на микропроцессорных элементах с гибкими, программируемыми в условиях эксплуатации функциями. Электронные счетчики в 5-10 раз дороже индукционных, их применение оправдано при переходе от локальных измерений к автоматизации энергоучета, т. е., в первую очередь, в АСКУЭ энергосистем и промышленных предприятий.

Рисунок  2 - Счетчик  активной энергии  «Энергия-9» СТК1-10.BU(A1H5(9))

Многотарифный учет активной электрической энергии в двухпроводных сетях переменного тока частотой 50 Гц  дифференцированного по времени суток можно осуществлять при помощи счетчика «Энергия-9» СТК1-10.BU. ( рисунок 2). Счетчик учитывает активную электроэнергию независимо от направления прохождения тока. Энергопотребление отображается на ЖКИ. Счетчик может осуществлять контроль за энергопотреблением с заданными ограничениями по мощности или энергии и отключать потребителя при превышении им установленных лимитов.

При потреблении воды без учета считается, что каждый житель потребляет в день 120л горячей и 180л  холодной воды. Для учета расхода воды применяют крыльчатые и турбинные водосчетчики, технические требования к которым изложены в ГОСТах 60019-83,14167-83, 8156-83.

Для учета расхода газа в квартирах и на дачах применяются бытовые счетчики ротационного типа РЛ-2,5; РЛ-4; РЛ-6. которые обеспечивают надежную работу при пульсирующих давлениях газа.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

51004. Проектирование вторичного источника электропитания 3.83 MB
  Изучить структуру и основные типы промышленных источников питания. По заданию составить структурную схему ИП, рассчитать и выбрать основные элементы: общая компоновка, трансформатор или преобразователь, выпрямитель, фильтр, электронный стабилитрон. Составить общую электрическую схему ИП и рассмотреть принцип действия его элементов...
51005. Изучение газовых законов. Определение показателя адиабаты и политропы 55 KB
  Цель работы: изучение газовых законов, опытное определение показателя адиабаты и политропы воздуха. Приборы и принадлежности: баллон, манометр, насос Камовского.
51007. Изучение распределения Больцмана 44 KB
  Цель работы: изучение распределения Больцмана определение постоянной Больцмана. Компьютер выдал: Вывод: изучили распределение Больцмана определили постоянную Больцмана.
51009. Методи підвищення технічної експлуатації суднових газотурбонагнетачів 3.04 MB
  Суднові двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ) підрозділяють на поршневі і газотурбінні. Робочим тілом у них є гази, які утворюються при згоранні палива безпосередньо в циліндрах поршневих ДВЗ або спеціальних камерах газових турбін. Якщо теплову енергію, преобразуемую двигуном в механічну, використовують для обертання рушіів (на транспортних судах) або для основних виробничих цілей (на суднах технічного флоту)
51010. Устройство для задания интервалов времени (циклический таймер) 4.16 MB
  Прибор производственно-технического, военного или бытового назначения, в заданный момент времени выдающий определённый сигнал, либо включающий — выключающий какое либо оборудование через своё устройство коммутации электроцепи. Большей частью под таймерами подразумеваются устройства, отмеряющие заданный интервал времени
51011. Биологические истоки морального поведения. Как соотносится этика с другими механизмами регуляции общественных отношений 69 KB
  Охарактеризуйте биологические истоки морального поведения. Мораль способ регулирования отношений. Природа морали ее биологические истоки. Как соотносится этика с другими механизмами регуляции общественных отношений. Утверждение мыслителей. Понятие нормы. Социальные нормы как способ регулирования отношений (формы)...