Содержание 
 

Введение

     В современном мире одной из главных  проблем является вопрос об энергосбережении. Ограниченность запасов традиционных топливно-энергетических ресурсов заставляет человечество все чаще применять  нетрадиционные и возобновляемые источники  энергии, разрабатывать различные  мероприятия по энергосбережению.

     На  сегодняшний день основным направлением в обеспечении энергосбережения при эксплуатации любого здания, а  также на предприятиях  является повышение теплоизоляционных характеристик  ограждающих конструкций (наружных стен, полов, крыш).

     Не  менее важным энергосберегающим  мероприятием является экономия электроэнергии в жилых домах, при уличном  освещении, на крупных предприятиях и т.д. Основным мероприятиям в этой области является замена оборудования на оборудование с меньшим электропотреблением.

     Технологии  энергосбережения не только дают значительное уменьшение расходов на энергетические затраты, но и имеют очевидные  экологические плюсы.

     Поэтому в своем курсовом проекте я  рассмотрю мероприятия по электросбережению  и теплосбережению  для  предприятия,  а также для жилого многоквартирного дома.

     Целью моего курсового проекта является проектирование энергосберегающих  мероприятий для жилого дома и  для сборочного цеха.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Подобрать энергосберегающие мероприятия, подходящие для рассматриваемого объекта;
2. Подробно рассмотреть принцип действия каждого из мероприятий;
3. Рассчитать энергоэффективность проектируемых мероприятий.

Энергосбережение и энергоэффективность жилого участка.

 В ноябре 2009 г. принят Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» (от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ). Закон устанавливает новые направления работы для муниципалитетов, ресурсоснабжающих организаций, управляющих организаций, собственников помещений в многоквартирных домах на долгие годы вперед.

 Первые  шаги надо делать уже сейчас, а во многих домах они уже сделаны. В помощь тем собственникам, которые  хотели бы определиться с первоочередными  мерами по энергосбережению, начать реально  экономить собственные средства.

 Что мы понимаем под энергосбережением? Это рациональное использование  энергии. Специалисты утверждают, что  потребление энергии в многоквартирных  домах, в среднем, может быть сокращено  как минимум на 30-35%.

 Из  всей потребляемой в быту энергии  львиная доля — 79% идет на отопление  помещений, 15% энергии расходуется  на тепловые процессы (нагрев воды, приготовление  пищи и т. д.), 5% энергии потребляет электрическая бытовая техника  и 1% энергии расходуется на освещение, радио и телевизионную технику.

 На  электроэнергию в быту приходится 9-10% всей необходимой энергии. И хотя при использовании бытовой электротехники возможности энергосбережения (по сравнению  с отоплением и горячей водой) ограничены, но по оплачиваемым счетам Вы видите, что этот вид энергии  относительно дорог. При покупке  бытовой электротехники обратите внимание нa величину энергопотребления, сравните различные модели и производителей. Использование современной техники  и изменение наших привычек позволит экономить до 40% электроэнергии.

 Использование передовой осветительной техники (энергосберегающие лампы, осветительные  системы) позволяет экономить до 60% электроэнергии.

 Энергоэффективность отдельно взятого дома находится  в руках жильцов. Практика показывает, что в большинстве случаев  реализация энергосберегающих мер  окупается достаточно быстро.

 В силах  собственников произвести модернизацию инженерных систем дома. В  российских условиях хорошо себя зарекомендовали  автоматические тепловые пункты, которые  реагируют на температуру наружного  воздуха, в соответствии с ней  снижают или увеличивают температуру  теплоносителя. Огромный потенциал  энергосбережения имеет насосное оборудование. До 20% электроэнергии можно сэкономить за счет высокого КПД современных насосов, до 50% - благодаря системам частотного регулирования.

 В подъездах  рекомендуется заменить ветхие окна – один из основных «виновников» утечки тепла. Кроме того, и сами стены  домов, построенных 20-50 лет назад  нуждаются в теплозащите. Ведь когда  их сооружали, еще действовали низкие нормативы по энергосбережению и  попросту не существовало современной  теплоизоляции.

 Утеплить  стены домов можно с помощью  штукатурных или вентилируемых  фасадных систем. Оба способа позволяют  сделать жилой дом не только более  экономичным, но и придать морально устаревшим советским «коробкам» хотя бы некоторую эстетику.

 Также проект «тепловой реконструкции» здания может предусматривать утепление  чердачных перекрытий, ремонт и замену кровли, дополнительное утепление цокольных  и подвальных этажей.

 Терморегуляторы, современные радиаторы, пластиковые  окна и энергосберегающие лампочки способны снизить затраты в среднем на 30-40%. При выборе бытовой техники для дома россиянам теперь тоже придется обращать внимание на новый критерий покупки: класс энергоэффективности. Самый высокий из них обозначается буквой «А».

 Оценить реальный эффект от вышеперечисленных  мероприятий, выраженный в сокращении счетов на оплату услуг ЖКХ, возможно только с параллельным внедрением приборов учёта.

 Решение проблемы энергоэффективности становится личным делом каждого, кто хочет  получать качественные услуги ЖКХ за разумную плату. Нам предстоит в  очередной раз вносить коррективы в свой традиционный менталитет, где  до сих пор так и не сформировалась привычка к экономии и рачительности. Скоро и россияне вслед за европейцами  станут понимать, что лучше изначально заплатить за установку теплосчетчика  и потратиться на утепление окон, чем потом каждый год раскошеливаться  на несколько тысяч рублей за отопление  улицы. 

 Методы  энергосбережения и  ресурсосбережения  в многоквартирном  доме

 Сектор  многоквартирного жилья считается  одной из самых проблемных областей в том, что касается экономии энергии. 2/3 до 3/4 общего потребления энергии  в жилищном секторе - это снабжение  горячей водой и отопление. Основные факторы, которые влияют на потребность  в отоплении, - это климат, размеры  отапливаемых площадей, качество внешнего каркаса здания, система отопления  и т.д.

 Большинство многоквартирных домов не отвечают современным требованиям энерго- и ресурсосбережения, так как  построены они с учетом старых строительных норм.

 Энергосбережение  в многоквартирном доме - прежде всего уменьшение потерь тепла за счет утепления полов, стен, потолков. Также сюда можно отнести переделку  системы отопления, которая неэффективно расходует энергию, в такую, которая  будет оптимально расходовать энергию, не нарушая при этом комфортные условия  проживания.

   Решение проблем энергосбережения в многоквартирном доме также включает в себя:

• проведение энергетического аудита, который даст общую картину потерь тепла в доме и выявит те слабые места, нуждающиеся в решении;
• развитие образования в области энерго- и ресурсосбережения;
• сокращение потребления энергии в процессе эксплуатации дома;
• формирование энерго- и ресурсосберегающего поведения жильцов дома;
• развитие перспективных направлений строительства дома и эксплуатации жилья;
• повсеместное измерение потребления коммунальных ресурсов;
• оборудование системами водоснабжения (холодного и горячего), канализации, газоснабжения, устройство водоподкачек, бойлерных, газоходов;
• утепление многоквартирных домов (работы по улучшению теплозащитных свойств ограждающих конструкций, устройство наружных тамбуров, оконные заполнения с тройным остеклением), но к сожалению, в многоквартирных домах отсутствует возможность утепления снаружи отдельно взятой стены, поэтому происходит утепление изнутри;
• установка общедомовых приборов учета расхода холодной и горячей воды, тепловой энергии на горячее водоснабжение и отопление) и квартирных приборов учета холодной и горячей воды;

настойчивое внедрение  ресурсосберегающих технологий, новых  материалов, приборов учета холодной и горячей воды, тепловой энергии и т.д. 
 
 

Как снизить потребление  энергоресурсов в  многоквартирных  домах?  

В таблице  приведены рекомендуемые мероприятия  по ресурсосбережению, которые могут  быть выполнены, в том числе, в  рамках капитального ремонта. Для некоторых  работ приведены значения достигаемой  экономии. Поскольку многоквартирные  дома имеют различные технические  характеристики, предписывать последовательность или приоритетность работ по реновации  нецелесообразно, так как в первую очередь, как правило, ремонтируется  то, что в данный момент срочно нуждается  в ремонте. 
 

Энергетический  паспорт дома

  
   Целью введения и подготовки  энергетического паспорта многоквартирных  домов есть контроль за потреблением  энергетических ресурсов, поэтапная  работа по созданию энергетического  баланса жилищного фонда, определение  мероприятий по экономии энергии  и ресурсов.

 Энергетический  паспорт состоит из нескольких разделов: расход энергоресурсов по годам, водоснабжение  и водоотведение, газоснабжение, теплотехнический, строительный и электротехнический разделы.

 Он  разрабатывается путем систематизации нормативных показателей потребления  ресурсов в зависимости от условий  эксплуатации здания, его конструктивных особенностей и т.д. В результате сопоставления этих данных мы получаем исходную информацию, которая важна  для анализа ситуации. Это может  побудить к установке приборов учета  ресурсов, проведению энергоаудита здания, определению задач энерго- и ресурсосбережения.

 Для более эффективной работы важно, чтобы в процессе использовались современные компьютерные технологии. Этой работой должна заниматься управляющая  организация (ТСЖ) в рамках договора на управление домом. Она должна поддерживать энергетический паспорт в актуальном состоянии.

Утепление стен помещения

  
    К сожалению, в многоквартирных  домах отсутствует возможность  утепления снаружи отдельно взятой  стены, поэтому происходит утепление  изнутри. Но утепление изнутри  отапливаемого помещения имеет  свои недостатки. Оно переводит  эту стену в область отрицательных  температур. Выходящие наружу пары  влаги проходят через слой  утеплителя и упираются в слой  стены. Пар будет переходить  в капельно-жидкое состояние,  конденсируясь на холодной поверхности.

   Утеплитель необходимо защитить  от влаги с помощью фольги  или полиэтиленовой пленки, иначе  утеплитель и часть стены через  некоторое время намокнут, в результате  чего ухудшатся теплоизоляционные  свойства и стена подвергнется  разрушению. В процессе утепления  слои должны быть в такой  последовательности: стена - утеплитель (минеральная вата или пенополистерол) - паробарьер (пленка, фольга) - гипсокартон. 

Установка теплоотражающих экранов за радиаторами отопления

 Необходимо  сокращение бесполезных потерь тепла  отопительными приборами, установленными у наружных ограждений. При отсутствии теплоотражающего экрана возможный  перерасход тепловой энергии может  составлять порядка 5÷7 % от всей теплоотдачи прибора.

 Теплоотражающий экран за радиатором отопления полностью  изолирует стены от нагрева, тем  самым, понижая потери тепла. Установив  теплоотражающий экран за радиатор отопления, можно повысить температуру  внутри помещения, как минимум, на 1÷2 °С.

 В подавляющем  большинстве случаев отопительные приборы устанавливаются у наружных стен. Для снижения теплопотерь необходимо теплоизолировать заприборные участки  наружной стены материалами с  низким (около 0,05 Вт/м·°С) коэффициентом  теплопроводности (например, алюминиевой  фольгой). Теплоизоляцию желательно располагать ближе к наружной поверхности стены.

 Энергосбережение  достигается за счет сокращения потребности  в теплоте для отопления помещений  и оценивается при установке  чугунных секционных радиаторов и конвекторов  с кожухом в 2%, конвекторов без  кожуха в 3%, стальных панельных радиаторов - в 4% от теплоотдачи прибора.

 При отсутствии теплоотражающего экрана (например, из металлизированной фольги) возможный  перерасход тепловой энергии может  составлять порядка 5÷7 % от всей теплоотдачи прибора (стена за радиатором может нагреваться до 50°С).

Установка радиаторных термостатов

 На  современном этапе развития строительной индустрии при строительстве  и реконструкции зданий достаточно актуальным направлением является снижение затрат энергии на климатизацию помещений  за счет совершенствования систем отопления, например, регулирование расхода  тепловой энергии на отдельном отопительном приборе. Важное место среди устройств  систем отопления занимают терморегуляторы  или радиаторные термостаты.

 Термостат устанавливается в системе отопления  здания перед отопительным прибором любого типа на трубе, подающей в него горячую воду. Радиаторный терморегулятор представляет собой автоматический пропорциональный регулятор с относительно небольшим диапазоном регулирования. После установки радиаторных  терморегуляторов отпадает необходимость  открывать окна для регулирования  температуры в помещениях. Терморегуляторы  будут постоянно поддерживать температуру  в диапазоне от 6°С до 26°С на желаемом уровне с точностью 1°C.

 Термостаты  легко устанавливаются как в  новых, так и в существующих системах отопления. Они долговечны и не требуют  профилактического обслуживания.

 Оснащение отопительных приборов индивидуальными  автоматическими термостатами позволяет, уменьшить расход тепловой энергии  на отопление на 10÷20 % за счет снижения непроизводительных затрат теплоты («перетоп»), за счет учета теплопоступлений с солнечной радиацией, с внутренними тепловыделениями и за счет снижения воздухообмена в отапливаемых помещениях.

 Перспективным представляется применение на отопительных приборах регуляторов с электрическим  управлением. Данные регуляторы могут  осуществлять простейшую функцию поддержания  заданной температуры воздуха в  помещении.

 Эффективность инвестиций в энергосберегающие  мероприятия находится в прямой зависимости от стоимости энергии. Применение регулируемой системы отопления  с терморегулятором прямого действия на каждом отопительном приборе выглядит достаточно привлекательным для  инвестора: срок окупаемости этого варианта с учетом дисконтирования составляет не более 10 лет при сроке службы терморегулятора 30 лет.

 Технических ограничений применения радиаторных  термостатов нет (для однотрубной  системы отопления обязательно  наличие байпасной перемычки  около каждого из радиаторов).

 Установлено, что в случае комплексного оборудования системы отопления не только индивидуальными  термостатами, но и регуляторами у  источника тепловой энергии или  в ИТП эффект экономии тепловой энергии  на отопление составляет до 25-35 %.

Индивидуальные  тепловые пункты (ИТП)

 Для системы теплоснабжения России характерно максимальное упрощение оборудования тепловых вводов большинства потребителей. Это использование элеваторов на вводе и наличие центральных  тепловых пунктов. Последние обслуживают, как правило, большие группы зданий, а порой и целые микрорайоны. Системы такого типа обуславливают  значительные потери тепла при подаче отопления и горячей воды потребителю. Главная проблема состоит в том, что в большинстве жилых домов  регулировать потребление тепловой энергии на вводе системы отопления  попросту нечем. Решением проблемы эффективного регулирования теплоснабжения в  домах является устройство индивидуальных тепловых пунктов (ИТП).

 Во  многих случаях можно будет уйти от схемы теплоснабжения через ЦТП  к прямому подключению зданий к тепловым магистралям через  ИТП. При этом квартальные тепловые сети будут больше не нужны, что даст дополнительную экономию тепла и  денежных затрат.

 Можно выделить два принципиально различных  подхода к изготовлению тепловых пунктов. Первый, наиболее распространенный, метод заключается в сборке теплового  пункта из отдельных компонентов  на месте установки. Второй способ, получающий все большее распространение, заключается в том, что тепловой пункт полностью изготавливается  в заводских условиях и доставляется на место монтажа в собранном  виде. Базой ИТП является пластинчатый теплообменник, который может быть либо разборным, либо неразборным (паяным). Пластинчатые теплообменники имеют  малую металлоемкость, компактны, их можно установить в небольшом  помещении, они просты в обслуживании. Конструкция теплообменника выбирается исходя из конкретных условий эксплуатации.

 Индивидуальные  тепловые пункты должны быть встроенными  в обслуживаемые ими здания и  размещаться в отдельных помещениях на первом этаже у наружных стен здания. Допускается размещать ИТП  в технических подпольях или  в подвалах зданий и сооружений. При этом помещения тепловых пунктов  должны отделяться от этих помещений  ограждениями (перегородками), предотвращающими доступ посторонних лиц в тепловой пункт. Так как ИТП оборудуют  в подвалах домов, необходимо применение малошумных насосов.

 Повышение эффективности автоматического  регулирования отопления позволит использовать 70% той энергии, которая  расходуется сейчас. Организация  индивидуальных тепловых пунктов имеет  ряд других преимуществ: удобство эксплуатации и обслуживания; отсутствие внутридворовых сетей горячего водоснабжения; сокращение тепловых потерь и утечек воды в  системах горячего водоснабжения.

Установка теплосчетчиков

 При установке приборов учета, потребители  тепловой энергии постоянно могут  наблюдать за потреблением ресурса, тем самым узнавать: сколько они  потребили и на сколько могут  сократить потребление тепловой энергии, чтобы платить меньше.

 Коммерческий  учет теплоносителей подразумевает  внедрение в отношения по производству, транспортировке, потреблению тепловой энергии организационной и нормативно-правовой базы, которая будет способствовать повышению экономических стимулов к энергоресурсосбережению у  всех участников процесса теплоснабжения.

 При установке счетчика стоит учитывать  стоимость и марку завода-изготовителя. Как правило, более дешевые счетчики быстрей окупаются, но более дорогие  имеют возможность работать дольше без поломок и потерей в  метрологической точности.

 В большинстве  современных систем теплоснабжения приборный учет тепловой энергии  внедряется активно. Для потребителей он интересен возможностью экономии денежных средств, для поставщика возможностью отслеживать потребление, поиску мест утечек и т.д.

 Стоит принимать во внимание, что в большинстве  многоквартирных домов возможен учет только горячей воды и невозможен учет тепловой энергии в отопительных приборах. Это связано с вертикальной разводкой стояков отопления и учет технологически не осуществим. В современных домах с горизонтальной разводкой отопления учет тепловой энергии возможен.

 Вопросы учета тепловой энергии регулируются Федеральным законом «Об энергосбережении», а также при взаимоотношениях юридических лиц друг с другом «Правилами учета тепловой энергии  и теплоносителя» и Гражданским  кодексом РФ, при взаимоотношениях жителей с юридическими лицами или  управляющими компаниями постановлением правительства № 307 «О порядке предоставления коммунальных услуг гражданам» и  Жилищным Кодексом РФ.

Очистка и защита поверхности  труб в системах водоснабжения  и отопления

  
Проблемы энерго- и ресурсосбережения  зависят и от состояния труб в  системе отопления и водоснабжения. Для устранения коррозии металлических  труб применяются различные методы, которые требуют специального оборудования: стабилизационная обработка воды, деаэрация, химическое связывание агрессивных  газов и т.д. Перспективными методами борьбы с коррозией являются физические методы, а именно - протекторная защита и магнитная обработка воды.

 Сегодня широко применяются пластмассовые, которые обладают рядом положительных  свойств: небольшой вес, большая  коррозионная стойкость, небольшие  гидравлические потери, простое соединение. Хотя они не термостойки, обладают холодной текучестью материала, обладают меньшей  прочностью.

 В результате кристаллизации солей магния и кальция  в воде образует накипь, которая  способна доставить немало неприятностей  в процессе водоснабжения и отопления. Котельный камень (отложения на стенках  отопительного оборудования) приводит к большим потерям тепла в  системе отопления. Для очистки  труб используют магнитный преобразователь  воды, электромагнитный умягчитель воды, автоматические системы фильтрации воды, сменные фильтрующие элементы с кристаллами гексаметафосфата и другие средства.