- •Основы энергосбережения
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Энергия
- •1.1. Энергетические эпохи
- •1.2. Определение понятия «энергия»
- •1.3. Виды энергии
- •1.4. Первичная энергия
- •1.5. Параметры процесса горения топлива
- •Топливо
- •1.6. Производная энергия
- •1.7. Технологические схемы производства энергии
- •Контрольные вопросы
- •2. Энергоресурсы
- •2.1. Виды энергоресурсов
- •2.2. Темпы потребления энергоресурсов
- •Энергетический потенциал России
- •2.3. Закономерности потребления энергии
- •Таблица 2.2
- •2.4. Энергия и окружающая природная среда
- •Контрольные вопросы
- •3. Устойчивое развитие
- •3.1. Учение В.И. Вернадского о биосфере
- •3.2. Особенности устойчивого развития
- •3.3. Концепция перехода Российской Федерации
- •Контрольные вопросы
- •4. Эффективность использования энергии
- •4.1. Энтропийный капкан
- •4.3. Некоторые особенности энергопотребления в России
- •Контрольные вопросы
- •5.1. Энергетические законы, закономерности, правила
- •5.2. Научное обоснование энергосбережения
- •5.3. Потенциал энергосбережения
- •Контрольные вопросы
- •6. Правовое обеспечение энергосбережения
- •6.1. Мировая практика нормирования энергосбережения
- •6.2. Федеральная нормативная база в России
- •6.3. Региональная нормативная база в России
- •Энергетический
- •6.4. Региональная система управления энергосбережением
- •Контрольные вопросы
- •7. Энергосберегающие возможности современных электротехнологий
- •7.2. Основы применения электротермических процессов
- •7.3. Индукционный нагрев
- •7.4. Индукционная плавка
- •Контрольные вопросы
- •8. Системы и узлы учета расхода энергоресурсов
- •8.1. Общие положения
- •8.2. Общие вопросы учета энергоресурсов
- •8.3. Использование средств учета и регулирования расхода
- •энергоресурсов в жилищно-коммунальном хозяйстве
- •8.4. Системы учета энергоресурсов
- •Контрольные вопросы
- •9. Энергетические обследования
- •9.1. Общие положения
- •9.2. Основные причины нерационального расхода ТЭР
- •9.3. Организационные вопросы энергетических обследований предприятий
- •9.4. Управление спросом на энергию
- •Контрольные вопросы
- •10. Вопросы экономики при отоплении помещений
- •(на примере Германии)
- •10.1. Применение улучшенной тепловой изоляции
- •10.2. Электрические нагреватели с аккумулированием тепла
- •10.3. Тепловые насосы
- •10.4. Системы вентиляции воздуха
- •10.5. Инфракрасная термография
- •Контрольные вопросы
- •11. Энергетический паспорт
- •11.1. Общие сведения
- •11.2. Компьютерная версия энергетического паспорта как средство анализа и оптимизации потребления энергоресурсов
- •11.3. Энергетический паспорт здания
- •Контрольные вопросы
- •12. Светотехника
- •12.1. Основные понятия и определения
- •12.2. Классификация светильников
- •12.3. Некоторые характеристики осветительных приборов
- •12.4. Система условных обозначений типов осветительных приборов
- •12.5. Основные принципы хорошего внутреннего освещения
- •12.6. Экономика и энергоэффективность внутреннего
- •освещения
- •12.7. Методика расчета общего освещения помещений
- •Контрольные вопросы
- •13. Вторичные энергетические ресурсы
- •13.1. Терминология
- •13.2. Классификация ВЭР
- •Топливное
- •Тепловое
- •Раздельное производство электроэнергии и теплоты
- •Когенерация
- •13.4. Определение объемов выхода и использования ВЭР
- •13.6. Принципиальные схемы использования низкопотенциальной теплоты
- •13.7. Примеры практической реализации экономии ВЭР
- •Повышение эффективности использования пара установок ВЭР
- •Использование конденсата пара
- •13.8. Теплоиспользующие аппараты на тепловых трубах
- •Принцип действия, назначение и типы тепловых труб
- •Использование тепловых труб для утилизации
- •13.9. Основные итоги
- •Контрольные вопросы
- •Рекомендуемые темы для рефератов
- •Обозначения и сокращения
- •14. Отраслевое энергосбережение
- •14.1. Общие данные
- •Материал
- •Теплоэнергия, Гкал
- •Обогащение руды
- •Агломерационное производство
- •Производство окатышей
- •Сталеплавильное производство
- •Электролиз:
- •Рафинирование:
- •14.3. Энергосбережение на предприятии
- •Снижение расхода электроэнергии при переходе от мягкого к жесткому режиму сварки
- •Мягкий
- •эффективности, %
- •Контрольные вопросы
- •15. Стратегия социально-экономического развития
- •региона: энергетическая составляющая
- •15.1. Схема развития и размещения производительных сил
- •15.2. Интегральный энергетический менеджмент
- •региональной экономики
- •Таблица 15.2
- •Валовые и удельные показатели России и Свердловской области
- •По результатам анализа региональной экономики можно сделать следующие выводы:
- •Контрольные вопросы
- •16. Методические рекомендации по изучению вопросов энергосбережения
- •16.1. Энергосбережение в повседневной жизни
- •Требуемые навыки и знания – способность делать наблюдения и описывать их.
- •Словарный лист
- •Тепловые «грабители»
- •16.3. Энергоемкость производства и социально-экономические показатели ряда стран
- •17. История энергосбережения в лицах
- •18. Пословицы народов мира
- •Пословицы народов Востока
- •Пословицы народов России
- •19. Основные термины и определения
- •Библиографический список
- •Основы энергосбережения
- •И.Г. Южакова
Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения |
Глава 7. Энергосберегающие возможности |
|
современных электротехнологий |
индукционной канальной печи емкостью 50 т. Потребляемая конечная энергия уменьшается примерно на 60 %, а первичная на 20 %. Наряду с этим значительно сокращается выброс СО2. (Все расчеты основываются на типичных для Германии коэффициентах преобразования энергии и выделения СО2 при работе смешанных электростанций). Полученные результаты подчеркивают особое влияние потерь металла при плавке, связанных с его окислением. Их компенсация требует большого дополнительного расхода энергии. Примечательно, что в производстве меди потери металла при плавке также велики и должны учитываться при выборе той или иной технологии плавки.
Контрольные вопросы
1.Какие преимущества электротехнологий вы можете назвать?
2.Чем можно объяснить то, что индукционный нагрев получил последние годы наиболее широкое развитие?
3.В чем преимущества индукционных плавильных печей по сравнению с пламенными?
190
Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 8. Системы и узлы учета расхода энергоресурсов
8. Системы и узлы учета расхода энергоресурсов
8.1. Общие положения
Требования к экономии и рациональному использованию тепловой энергии, расходу жидкого и газообразного топлива сегодня в России возведены в ранг государственной политики.
В этой связи одной из важнейших в области энергосбережения стала проблема создания надежных, с требуемой точностью, средств измерений. Актуальной остается проблема создания приборов, достаточно простых в эксплуатации и по ценам, доступным основной массе российских потребителей.
Сегодня российский рынок средств измерений наполнен большим количеством измерительных приборов, выпускаемых как зарубежными фирмами, так и отечественными предприятиями, но, к сожалению, имеющих в отдельных случаях сомнительные показатели качества, которые требуют проверки.
Для защиты прав потребителей от некачественной продукции в России введена обязательная сертификация. Разрешительными органами проводятся испытания каждого типа приборов независимо от места выпуска и предназначения. В случае положительных результатов испытаний выдается сертификат утверждения типа средства измерения, который является документом, разрешающим применение данного средства измерения в России. Его назначение, основные технические и эксплуатационные характеристики приведены в обязательном приложении к сертификату.
Каждым потребителем (это может быть предприятие или объект коммунального хозяйства, это может быть квартиросъемщик или хозяин дома и т.д.) сегодня ставятся вопросы: нужен ли прибор, который бы учитывал расход энергоресурсов, какие средства измерения выпускаются, каковы их технические характеристики, надежность, во что обойдется уста-
190
Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 8. Системы и узлы учета расхода энергоресурсов
новка прибора, эксплуатация, имеется ли сервисное обслуживание и кто его осуществляет, даст ли установка приборов экономическую выгоду? Следует также отметить, что в последнее время наблюдается рост расхода энергоресурсов, вызванный приростом объемов валового внутреннего продукта.
При использовании какого-либо метода измерения расхода среды необходимо связать скорость среды с определенными физическими характеристиками среды, которые имеют однозначную зависимость от ее скорости и которые могут быть измерены приборами. Широко применяемыми для измерения расхода различных сред являются следующие методы:
•переменного перепада давления среды на сужающем устройстве;
•вихревой;
•гидродинамический;
•тахометрический;
•силовой.
Вчисле методов, пригодных для измерения расхода главным образом жидкостей, используются:
• ультразвуковой;
• электромагнитный.
Вданном учебнике не ставится задача рассмотрения принципов, положенных в основу измерения расхода перечисленными выше методами. Ознакомиться с ними можно в [14, 23].
В[24] предлагается перечень методов измерений основных показателей энергоэффективности изделий (табл. 8.1). Следует учитывать, что подтверждение показателей энергетической эффективности проводят на различных стадиях жизненного цикла продукции. Оно включает в себя в общем случае операции по определению потребления (потерь) энергии при разработке и изготовлении изделий; по контролю экономичности энергопотребления изготовляемых, изготовленных, модернизированных и
191
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.1 |
|
Методы измерений основных показателей энергоэффективности изделий |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показатель |
Метод изме- |
Измеряемый параметр |
|
Расчетная формула |
Применяемый прибор |
|
|
рения |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход топлива GT, кг/ч |
Объемный |
Объем израсходованного топлива V, см3 |
|
GT = 3,6 |
V рт /t |
Мерная емкость |
|
|
||||||
|
|
метод |
Плотность топлива рт, г/см3 |
|
|
|
Пикнометр (ареометр) |
|
|
|
Продолжительность измерения t, с |
|
|
|
Секундомер |
|
|
Массовый ме- |
Масса топлива, израсходованного за время |
|
GT = 3,6 |
G / t |
Весы |
|
|
тод |
замера G, г |
|
|
|
Секундомер |
|
|
|
Продолжительность измерения t, с |
|
|
|
|
|
Расход топлива gT, дм3/с |
Прямое |
Расход топлива |
|
– |
|
Топливный расходо- |
|
|
измерение |
Объем израсходованного топлива Vт, дм3 |
|
gt = V t |
мер |
|
|
|
Объемный |
Продолжительность измерения t, с |
|
|
|
Мерная емкость |
|
|
метод |
|
|
|
|
Секундомер |
192 |
Расход топлива gT, г/с |
Объемный |
Объем израсходованного топлива Vт, см3 |
|
gt = Vт рт / t |
Мерная емкость |
|
|
метод |
Плотность топлива рт, г/см3 |
|
|
|
Пикнометр (ареометр) |
|
|
|
|
Продолжительность измерения t, с |
|
|
|
Секундомер |
|
Потребляемая электрическая |
Прямое |
Потребляемая электрическая энергия |
|
– |
|
Счетчик активной |
|
энергия постоянного и переменного |
измерение |
Мощность потребления Р, Вт |
|
W = P / t; |
электроэнергии |
|
|
тока W, Вт·с (кВт·ч) |
Косвенный |
Продолжительность измерения t, с (ч) |
|
W = U I t |
Ваттметр |
|
|
|
метод |
Напряжение сети U, В |
|
|
|
Секундомер (часы) |
|
|
|
Потребляемый ток I, А |
|
|
|
Вольтметр |
|
|
|
Продолжительность измерения t, с |
|
|
|
Амперметр |
|
|
|
|
|
|
|
Секундомер (часы) |
|
Потребляемая электрическая |
Прямое |
Измерение электрической мощности в цепи |
|
– |
|
Ваттметр постоянного |
|
энергия в цепи постоянного тока Р, |
измерение |
постоянного тока |
|
P = U t; |
тока |
|
|
Вт (кВт) |
Косвенный |
Напряжение сети U, В |
|
P = I2R = U2/R |
Вольтметр постоянно- |
|
|
|
метод |
Потребляемый ток I, А |
|
|
|
го тока |
|
|
|
Активное электрическое сопротивление |
|
|
|
Амперметр |
|
|
|
R, Ом |
|
|
|
постоянного тока |
|
|
|
|
|
|
|
Омметр, мегаомметр, |
|
|
|
|
|
|
|
измерительный мост |
193
Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 8. Системы и узлы учета расхода энергоресурсов
Окончание табл. 8.1
Показатель |
Метод измерения |
|
Измеряемый параметр |
Расчетная |
Применяемый прибор |
|
формула |
||||
|
|
|
|
Ваттметр переменного |
|
Потребляемая электрическая |
Прямое |
|
Измерение электрической мощности |
– |
|
энергия в цепи переменного |
измерение |
|
в цепи переменного тока |
P = U/cos φ |
тока |
тока Р, Вт (кВт) |
Косвенный |
|
Напряжение сети U, В |
|
Вольтметр переменного |
|
метод |
|
Потребляемый ток I, А |
|
тока |
|
|
|
Фазовый сдвиг между напряжением |
|
Амперметр переменного |
|
|
|
и током φ |
|
тока |
|
|
|
|
|
Фазометр |
Потребляемая электрическая |
Прямое измерение |
Измерение электрической энергии Wсч и |
Wp = |
Счетчик электрической |
|
энергия и (или) мощность в |
с применением |
(или) мощности Pw с учетом коэффициен- |
= Wсч КI·КU; |
энергии |
|
сети высоковольтного пере- |
измерительных |
тов трансформации: |
Р = Pw КI·КU |
Ваттметр переменного |
|
менного тока W, Вт·с (кВт·ч); |
трансформаторов |
• |
трансформатора тока КI |
|
тока |
Р, Вт (кВт) |
|
• |
трансформатора напряжения КU |
|
Измерительные |
|
|
|
|
|
трансформаторы тока и |
|
|
|
|
|
напряжения |
|
|
|
|
Счетчик электрической |
|
Потребляемая электрическая |
Прямое |
Измерение электрической энергии Wсч и |
W = Wсч КI; |
||
энергия и (или) мощность в |
измерение с |
(или) мощности Pw с учетом коэффициента |
Р = Pw КI |
энергии; |
|
сети низковольтного пере- |
применением |
трансформации трансформатора тока КI |
|
Ваттметр переменного |
|
менного тока с током больше |
измерительного |
|
|
|
тока; |
допустимого тока |
трансформатора |
|
|
|
Измерительный транс- |
счетчика и (или) ваттметра |
тока |
|
|
|
форматор |
W, Вт·с (кВт·ч); |
|
|
|
|
|
P, Вт (кВт) |
|
|
|
|
Тахометрический |
Расход гидравлической |
Прямое |
Расход гидравлической жидкости |
– |
||
жидкости Q, дм3/мин |
измерение |
Объем жидкости V, дм3 |
Q = 60V/t |
расходомер |
|
|
Объемный |
Продолжительность замера t, с |
Q = V0 n·103 |
Мерная емкость |
|
|
метод |
Рабочий объем тарированного гидромото- |
|
Счетчик жидкости |
|
|
Весовой метод |
ра V0, см3 |
|
Секундомер |
|
|
|
Частота вращения тарированного |
|
Счетчики, электронные |
|
|
|
гидромотора п, с-1 |
|
частотомеры |
193