Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Энергосбережение при водозаборе в быту

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(национальный исследовательский университет)» (МАИ)

Филиал “Восход”

Кафедра ОТД

«Утверждаю»

Преподаватель Суптеля В. А.

____________

« __» октября 2013 г.

РЕФЕРАТ

на тему: Энергосбережение при водозаборе в быту

по дисциплине: Ресурсосберегающие технологии

Студент гр. ДЭ3-11 Афанасьева Е.

____________

« __» октября 2013 г.

г. Байконур 2013 год

Содержание

Введение

1 Переход на независимые схемы теплоснабжения………………………….5

1.1 Этапы перехода на независимые схемы теплоснабжения………………...6

2 Установка частотно-регулируемых приводов (ЧРП) на насосы…….……11

2.1 Этапы установки частотно-регулируемых приводов (ЧРП) на насосы….12

Заключение……………………………………………………………………….17

Список литературы……………………………………………………………....20

Введение

С каждым годом на бытовые нужды расходуется всё большая доля электроэнергии, газа, тепла, воды; в огромных масштабах растёт применение бытовой электрифицированной техники. Между тем, многие месторождения в обжитых местах уже исчерпаны, а новые приходится искать и обустраивать в труднодоступных районах Сибири и Дальнего Востока. Обходится всё это очень недёшево. Поэтому именно экономия становится важнейшим источником роста производства. Расчёты показали, а практика подтвердила, что каждая единица денежных средств, истраченных на мероприятия, связанные с экономией электроэнергии, даёт такой же эффект, как в два раза большая сумма, израсходованная на увеличение её производства. На фоне экономического (и энергетического) кризиса в нашей стране этот факт, как мне кажется, стоит принять во внимание.

Коммунально-бытовое хозяйство является на сегодня крупным потребителем топлива и энергии: на его долю приходится около 20% топливно-энергетических ресурсов. Т. е. самыми крупными потребителями электроэнергии в коммунально-бытовом хозяйстве являются жилые дома.

Потребность в энергии постоянно увеличивается. Электростанции работают с полной нагрузкой, особенно напряжённо – в сеннее-зимний период года в часы наибольшего потребления электроэнергии: с 8.00 до 10.00 и с 17.00 до 21.00. И в это напряжённое время где-то столь необходимые для производства киловатт-часы тратятся напрасно. Установлено, что 15-20% потребляемой в быту электроэнергии пропадает из-за небережливости потребителей.

Повышенный расход электроэнергии вызывает и применение электроотопительных приборов (каминов, радиаторов, конвекторов и др.) дополнительно к системе центрального отопления, в котором часто нет необходимости, если выполнить простейшие мероприятия, а именно:

- своевременно подготовить окна к зиме; привести в порядок до наступления холодов оконные задвижки;

- покрыть полы толстыми коврами или половиками;

- расставить мебель так, чтобы не препятствовать циркуляции теплого воздуха от батареи;

- гардины должны быть не очень длинными, чтобы не закрывать батареи центрального отопления;

- убрать лишнюю краску с батарей.

Многие считают, что экономия воды это другая проблема, не относящаяся к электроэнергии. На самом же деле, экономя воду, мы экономим электроэнергию. Вода не сама приходит в наши многоэтажные дома. Мощные насосы, приводимые в движение электрическими моторами, поднимают воду на нужную высоту. Этот расход энергии не отражается на наших электросчетчиках, но величина его весьма ощутима.

Во многих странах Европы водомерные счетчики уже стали привычной деталью квартир.

Простота и доступность электроэнергии породили у многих людей представление о неисчерпаемости наших энергетических ресурсов, притупили чувство необходимости её экономии. Между тем, электроэнергия сегодня дорожает. Поэтому старый призыв «Экономьте воду!» стал ещё более актуальным. Посмотрим, как и за счёт чего это можно сделать.

Переход на независимые схемы теплоснабжения

Переход с зависимой схемы присоединения отопительных установок абонентов к тепловым сетям на независимую наиболее актуален для крупных городов, имеющих абонентов с разнородной тепловой нагрузкой и при значительной протяженности тепловой сети.

Основной недостаток зависимой схеме – это невозможность пропорционального регулирования тепловой мощности, так как при не изменяющемся диаметре отверстия соплового аппарата он имеет постоянный коэффициент смешения, а процесс регулирования предполагает возможности изменения этой величины. Помимо этого давление в абонентской установке зависит от давления в тепловой сети.

При переходе на независимую схему присоединения удается избежать ряд недостатков присущих зависимой схеме. При этом давление в местной системе не зависит от давления в тепловой сети, тем самым отсутствует жесткая гидравлическая связь тепловой сети с нагревательными приборами абонентских установок, т. е. увеличивается гидравлическая устойчивость всей системы. Кроме этого снижаются утечки сетевой воды, появляется возможность их контроля и обнаружения в процессе эксплуатации.

В том случае, когда давление в тепловой сети в статических условиях превышает допустимый уровень давлений в абонентских установках, применение независимых схем присоединения систем отопления абонентов к тепловым сетям является обязательным независимо от структуры, конфигурации, размеров системы централизованного теплоснабжения.

При переводе от зависимых к независимым схемам присоединения происходит также экономия затрат на водоподготовку сетевой воды, а также повышается качество горячей воды; удается получить экономию тепла в размере до 10 % за счет регулирования температуры теплоносителя в соответствии с температурой наружного воздуха и ночного снижения температуры в отапливаемых зданиях до 30% в переходный период отопительного сезона.

Применение независимых систем теплоснабжения открывает возможности в развитии внутриквартальных сетей и внутренних систем отопления: использование гибких пластиковых распределительных трубопроводов с повышенным сроком службы, полипропиленовых труб для внутренних систем, штампованных панельных и алюминиевых радиаторов и т.п.

К техническим ограничениям при внедрении мероприятия следует отнести необходимость разделения гидравлических контуров на ЦТП при наличии у абонентов чугунных (в старых домах) и современных стальных отопительных приборов, имеющих разные запасы прочности.

1.1 Этапы перехода на независимые схемы теплоснабжения

Формулировка проблемы.

Значительную долю в жилом фонде страны продолжают составлять здания с устаревшими инженерными коммуникациями. Абонентские установки в 4-5-тиэтажных зданиях, как правило, подключены к тепловым сетям по зависимой схеме.

При такой схеме для качественного регулирования достигнуть гидравлической увязки всех вводов практически не удается, особенно в системах с ИТП оборудованных элеваторными узлами, качественная работа которых зависит от располагаемого напора перед тепловым вводом, т.е. давление в абонентской установке зависит от давления в тепловой сети. Такая технология, несмотря на простоту и дешевизну, не дает возможности обеспечить подачу количества тепла в точном соответствии с погодными условиями и правильно распределить потоки тепла между потребителями.

Основной недостаток зависимой схеме - это невозможность пропорционального регулирования тепловой мощности, так как при не изменяющемся диаметре отверстия соплового аппарата, он имеет постоянный коэффициент смешения, а процесс регулирования предполагает возможности изменения этой величины. Регулируемые элеваторы ситуацию не спасают из-за своей ненадежности.

2) Наличие методов, способов, технологий и т.п. для решения обозначенной проблемы.

Следует переходить от зависимых схем к независимым схемам присоединения абонентских установок, когда вода из тепловой сети проходит через теплообменник, в котором нагревает вторичный теплоноситель, используемый в абонентской установке.

3) Краткое описание предлагаемого метода.

При независимых схемах присоединения обеспечивается:
- независимость давления в местной системе от давления в тепловой сети, тем самым отсутствует жесткая гидравлическая связь тепловой сети с нагревательными приборами абонентских установок, что характерно для условий крупных городов;
- снижение утечек сетевой воды, их контроль и обнаружение в процессе эксплуатации.

4) Прогноз эффективности метода в перспективе c учётом:
- роста цен на энергоресурсы;
- роста благосостояния населения;
- введением новых экологических требований;
- других факторов.

При переводе от зависимых к независимым схемам присоединения происходит экономия сетевой воды в связи с уменьшением утечек, затрат на водоподготовку, а также повышается качество горячей воды; удается получить экономию тепла в размере до 10 % за счет регулирования температуры теплоносителя в соответствии с температурой наружного воздуха и ночного снижения температуры в отапливаемых зданиях до 30% в переходный период отопительного сезона.

5) Составить перечня групп абонентов и объектов, где возможно применение данной технологии c максимальной эффективностью.

Переход с зависимой схемы присоединения отопительных установок абонентов к тепловым сетям на независимую наиболее актуален для крупных городов при наличии абонентов с разнородной тепловой нагрузкой и при большой протяженности тепловой сети.

6) Обозначить причины, по которым предлагаемые энергоэффективные технологии не применяются в массовом масштабе; наметить план действий, для снятия существующих барьеров

Мероприятия массово не применяются из-за значительных капвложений. (В рамках программ по реконструкции систем теплоснабжения в регионах мероприятие включено в таких городах как Санкт-Петербург, Зеленоград, Хабаровск и др..)

7) Наличие технических и других ограничений применения метода на различных объектах; при отсутствии сведений по возможным ограничениям необходимо их определить проведением испытаний

Применение данного метода регламентируется СНиП 41-02-2003 Тепловые сети, Правила технической эксплуатации тепловых установок, Распоряжение Правительства РФ от 28.08.2003 №1234-Р «Об энергетической стратегии России на период до 2020 года».

При переводе на независимую схему:
- снижается повреждаемость тепловых сетей в 10-20 раз по сравнению с зависимой схемой;
- снижаются потери тепла в тепловых сетях на 10-15 %;
- сокращаются потери сетей воды при авариях;
- понижаются удельные расходы топлива на производство и транспортировку тепла;
- снижаются «перетопы» потребителей в осенний и весенний периоды;
- снижаются затраты на эксплуатацию котельных и тепловых сетей;
- снижаются затраты на восстановление коммуникаций, благоустройство территорий после аварий.
- повышается качество теплоснабжение потребителей из-за уменьшения потерь тепла и количества повреждений на тепловых сетях;
- сокращаются сроки отключения ГВС в межремонтный период (летний) период;
- снижается стоимость услуг по теплоснабжению;
- сокращаются перебои в поставке ГВС и тепла;
- потребитель получает необходимое количество тепла;
- улучшается качество теплоносителя;
- снижаются выбросы в атмосферу газов и тепла от котельных, а также при авариях на тепловых сетях;
- уменьшается количество аварий на тепловых сетях, и, следовательно, уменьшается вред окружающей среде (нарушение благоустройства, затопление подвалов жилых зданий и подземных сооружений).

В стране имеются достаточные производственные мощности для внедрения этого метода причём специальной переподготовки квалифицированных кадров не требуется.

16) Определить предполагаемые способы внедрения:
1) коммерческое финансирование (при окупаемости затрат);
2) конкурс на осуществление инвестиционных проектов, разработанных в результате выполнения работ по энергетическому планированию развития региона, города, поселения;
3) бюджетное финансирование для эффективных энергосберегающих проектов с большими сроками окупаемости;
4) введение запретов и обязательных требований по применению, надзор за их соблюдением;
5) другие предложения.

Способы внедрения могут быть как коммерческое финансирование так и инвестиционный проект по планированию энергетического развития региона, города, поселения.

2 Установка частотно-регулируемых приводов (ЧРП) на насосы

Одним из источников уменьшения экономических затрат и установки оптимальных режимов работы системы водоснабжения в многоэтажных домах для управляющих компаний в ЖКХ является внедрение автоматизированных систем подкачки воды с использованием частотных преобразователей. Практика использования частотных преобразователей показывает, что срок окупаемости их внедрения составляет менее одного года. Реализация данного проекта позволяет достичь двух основных целей: снизить расход электроэнергии, воды и тепла и значительно снизить вероятность аварий в системах холодной и горячей воды у потребителей, а также на сетях.

Наибольший эффект от внедрения данного мероприятия прослеживается при установке ЧРП на насосы горячего и холодного водоснабжения ТП, поскольку их режимы работы отличаются наибольшей нерегулярностью.

В качестве причин, согласно которым предлагаемое мероприятие до сих пор не реализуется на объектах ЖКХ России в массовом масштабе во всех регионах, можно назвать следующие:

- сокращение и низкий уровень заработной платы работников ЖКХ привело к тому, что эксплуатация систем теплоснабжения свелась только к поддержанию их жизнедеятельности;

- повсеместно наблюдается отсутствие средств для оптимизации режимов теплоснабжения; все имеющиеся средства, как правило, направляются на оплату долгов, топлива и электроэнергии, а остаток на крайне необходимые ремонтные работы.

На сегодняшний день единственной эффективной мерой для развития данного мероприятия и других энергосберегающих мероприятий в масштабах страны остается распространение информации рекламного характера. Источниками являются, как правило, энергоаудиторские фирмы и производители ЧРП.

Так как установка ЧРП является мероприятием с малым сроком окупаемости, внедрение данного мероприятия не требует во многих случаях бюджетного финансирования со стороны администраций городов.

2.1 Этапы установки частотно-регулируемых приводов (ЧРП) на насо-

сы

1) Формулировка проблемы.

Проблема, которую планируется решить путем реализации мероприятия, состоит в несовершенстве используемого насосного оборудования, применяемого в тепло- и водоснабжении.

Насосное оборудование на ТП и повысительных станциях устанавливается с резервом по напору от 15% до 50%, поскольку при его подборе учитывается перспектива застройки района и суточные колебания напоров холодной воды, обеспечиваемых водоснабжающими организациями.

Кроме того, разбор воды потребителями в течение суток очень неравномерен: ночью практически отсутствует, а в утренние и вечерние часы находится на максимальном уровне. А поскольку насосы работают с одинаковой мощностью в течение суток, напор резко увеличивается в часы минимального водозабора, и наоборот, падает в пиковые часы.

При пуске насоса, не оснащенного частотно-регулируемым приводом, происходит гидравлический удар, способный повредить как разводящие сети, так и внутренние сантехнические системы в присоединенных зданиях.

Другая проблема, связанная с невозможностью регулирования производительности насосного оборудования, состоит в нерациональном расходе энергетических ресурсов - электрической и тепловой энергии, а также воды.

Электрическая энергия расходуется по максимальной производительности насоса, хотя в ночные часы, ее расход мог бы быть снижен.

Избыточный напор в системе в часы минимального разбора приводит к повышенным утечкам, что приводит к перерасходу холодной воды, тепла на приготовление горячей воды, а как следствие, объема канализирования стоков.

2) Наличие методов, способов, технологий и т.п. для решения обозначенной проблемы.

3) Краткое описание предлагаемого метода.

Установка частотно-регулируемых приводов позволяет обеспечить минимально необходимые напоры в системе, и, кроме того, плавный пуск насосов, что, в свою очередь приводит к продлению ресурса ТП и тепловых сетей.

Установка ЧРП является хорошо зарекомендовавшим себя энергосберегающим мероприятием, массово применяемым в России и за рубежом. Применяемые технологии являются испытанными, оборудование для ЧРП массово выпускается многими отечественными и иностранными производителями.

Установка ЧРП в тепловых пунктах выгодна и потребителям, поскольку позволяет сэкономить средства на оплату холодной и горячей воды, а также канализирование стоков. Соответственно снижается объем бюджетных субсидий на компенсацию коммунальных платежей населению.

Для получения максимального эффекта от мероприятия проводится предварительное обследование насосного оборудования, изучаются гидравлические режимы работы. По результатам обследования выполняется проект на установку ЧРП и предлагаются мероприятия по замене насосов и запорной арматуры, что в совокупности повышает эффективность реконструкции.

Наибольший эффект от внедрения данного мероприятия прослеживается при установке ЧРП на насосы горячего и холодного водоснабжения, поскольку их режимы работы отличаются наибольшей неравномерностью.

Необходима разработка методических указаний по расчету и установке ЧРП на насосные агрегаты в тепловых пунктах и котельных. В настоящее время данная документация носит исключительно рекламный характер.

В качестве примера, для жилого дома с максимальным потребным расходом 15 м³/ч и напором 60 м современная станция повышения давления с ЧРП дает экономию электроэнергии (по сравнению с обычными отечественными установками) около 1-2 кВт на каждый час работы. За год разница достигает 8000-16000 кВтч. Это позволяет быстро окупить первоначальные вложения и снизить общие затраты.

Проект установки ЧРП на ТП и насосных станциях является энергосберегающим. В результате реализации данного мероприятия снижается не только потребление энергоресурсов (электроэнергия, тепловая энергия и вода), но и происходит снижение выбросов в атмосферу и повышается надежность системы теплоснабжения.

5) Предполагаемые способы внедрения:
1) коммерческое финансирование (при окупаемости затрат);
2) конкурс на осуществление инвестиционных проектов, разработанных в результате выполнения работ по энергетическому планированию развития региона, города, поселения;
3) бюджетное финансирование для эффективных энергосберегающих проектов с большими сроками окупаемости;
4) введение запретов и обязательных требований по применению, надзор за их соблюдением;
5) другие предложения.

В условиях сложившейся ситуации энергодефицита следует уделять большее внимание мерам принудительного характера в отношении энергоснабжающих компаний в плане внедрения ЧРП и других энергосберегающих мероприятий

Выделение бюджетных средств для проведения энергетических обследований объектов ЖКХ и надзор за их проведением позволит более успешно проводить массовое внедрение энергосберегающих мероприятий.

Заключение

Следует иметь в виду, что широкое внедрение водосберегающих технологий в промышленном производстве требует серьёзного вложения средств в переоборудование предприятий. Эти меры приводят к увеличению затрат производства и следующего из него снижению прибыли, а потому владельцы производственных предприятий сами по себе не заинтересованы во внедрении ресурсосберегающих технологий. Если же средств на реконструкцию у предприятия нет – оно не может вообще проводить мероприятия по повышению экономичности. Всё это относится и к предприятиям, обеспечивающим бытовое водоснабжение населения.

Экономическая комиссия ООН для Европы в своё время опубликовала доклад, согласно которому в больших городах Западной Европы из-за плохого состояния водопроводов теряется до 80% воды - примерно на 10 млрд. долларов в год. Поскольку поиск места утечки обходится дорого (до 1 тыс. долл. за километр) его стараются и не искать. В малых городах водопроводы получше (помоложе), но и тут дело плохо. В Испании в целом по стране теряется 40% воды, в Норвегии - 50%. Из-за утечки воды снижается давление, из-за чего в трубах накапливаются колонии бактерий. Еще хуже то, что в Великобритании водопроводные трубы продолжают делать из свинца, так что вода не соответствует стандартам ВОЗ и вредна для здоровья. На это закрывают глаза, поскольку смена технологии обошлась бы в 12 млрд. долл.

Некоторые возможности по экономии воды могут быть обеспечены за счёт простого снижения потребления воды населением в быту. Так, если в Западной Европе среднее потребление воды городским жителем составляет 320 л в день – то, например, в Москве, оно составляет 545 л, а в среднем по России удельное водопотребление на одного городского жителя составляет 367-369 л/сут. В связи с этим, для стимулирования экономии воды в быту предлагается повышение стоимости воды для населения, с установкой квартирных и домовых водосчётчиков, а средства на реконструкцию водопровода и канализации полностью включить в тарифы на пользование коммунальными услугами.

Затраты на покупку, установку, последующее обслуживание самих счётчиков, водяных фильтров к ним, на приобретение и замену внутридомовых труб, а также на приобретение и установку новых сантехнических устройств, позволяющих экономить воду, также предполагается производить за счёт средств населения.

К сожалению, эти меры приведут к сокращению водопотребления с ущербом уровню жизни и здоровью той немалой части населения, которая не сможет нести все затраты на переход к бытовым водосберегающим технологиям, а оплачивать воду в прежних, необходимых в быту, объёмах по новым тарифам – будет не в состоянии. Возникнут и дополнительные технические проблемы. Так, например, в условиях пониженного потребления воды канализация легко подвергается засорению. Более того, в свете имеющихся данных выглядит крайне сомнительной сама возможность осуществить реконструкцию водоснабжения преимущественно за счёт средств населения.

Но главным является то, что все социальные и экономические издержки во многом окажутся напрасными. Ведь большая доля потерь и загрязнений пресной воды, а также основные резервы улучшения положения в этой сфере, присутствуют не в отрасли бытового водопотребления, а в сфере сельскохозяйственного и промышленного производства. В бытовом же потреблении большая часть потерь воды приходится на изношенные распределительные сети – «до счётчиков». В результате, экономия воды, которую вообще можно достигнуть уменьшением использования в быту, даже теоретически составляет ничтожную долю от общего расходуемого количества.

Энергосбережение при водозаборе в быту 📙 Реферат → 🆔 313546