17009С

Тюкалова А. Д. – студент группы Э-31, Годецкая Т. Е. – старший преподаватель РФ, Алтайский край, г. Барнаул, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова»

В настоящее время энергоэффективность является одной из важнейших составляющих любой сферы деятельности как для нашей страны в целом, так и для г. Барнаула в частности. Рациональное использование энергетических ресурсов позволяет уменьшить расходы предприятия, снизить себестоимость выпускаемой продукции и, таким образом, повысить экономическую эффективность производства. При этом, с точки зрения охраны окружающей среды бережное расходование ресурсов способствует уменьшению негативного влияния на экологию и сохранению природных ресурсов.

В нашей стране энергоэффективностью занимаются на государственном уровне, что говорит о безусловной важности этого понятия. С 2009 года действует федеральный закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности...». Исходя из данного закона, повышение энергоэффективности во всех отраслях жизнедеятельности человека достигается с помощью таких мероприятий, как:

– ограничение или запрет производства товаров с высоким потреблением энергии, при условии наличия на рынке более энергоэффективных аналогов;

– запрет на выпуск, реализацию и импорт ламп накаливания мощностью 100 ватт и более;

– требование маркировки бытовых приборов, компьютерной и оргтехники в соответствии с классом энергоэффективности;

– соответствие требованиям энергетической эффективности вводимых в эксплуатацию зданий и сооружений, также в них обязательна установка приборов учета;

– ежегодное сокращение энергопотребления каждого бюджетного предприятия не менее, чем на 3% в течение пяти лет;

– заключение энергосервисных контрактов и т. д. [1].

Увеличение энергоэффективности может быть достигнуто с помощью минимизации потерь электроэнергии. При этом значительная часть энергии на предприятиях расходуется на обеспечение собственных нужд, именно там заключена и немалая часть потерь, которых можно избежать. Поэтому одним из наиболее действенных способов уменьшения потерь является рациональный расход энергии на обогрев оборудования и помещений. Это может быть осуществлено путем частичной модернизации уже имеющейся системы обогрева или же полным обновлением тепловой системы с внедрением новых технологий.

Цель тепловой энергетики, как и всей энергетики в целом, – это надежное, безотказное обеспечение потребителей энергией с минимальными её потерями. Непроизвольные потери происходят на каждом этапе: при производстве, транспортировке и потреблении энергии.

Потери при производстве могут быть связаны с недожогом топлива и утечкой энергии через обмуровку котлов, что происходит из-за их несвоевременной чистки и наладки, а также из-за несоответствия реальной нагрузке горелок, устанавливаемых на котлоагрегате. Эти и другие причины потерь энергии при производстве являются неявными и сложно определяемыми, но при этом могут достигать 20–25%.

Потери при транспортировке в большей мере происходят из-за использования мощных сетевых насосов с низким КПД, а также из-за большой протяженности трубопроводов и низкого качества изоляции теплотрасс. Величина потерь при транспортировке должна быть не более 6–7%, но фактически это значение может быть в 2–3 раза больше допустимого.

Потери на объектах потребления тепловой энергии являются наиболее существенными. Главные причины потерь при потреблении – это нерациональная тепловая схема объекта, неравномерное распределение тепла по объекту и несоответствие характера отопления текущим погодным условиям. Значение потерь при потреблении может достигать 35% от тепловой нагрузки.

Таким образом, минимизация потерь, и как следствие повышение энергетической эффективности, при производстве, передаче и потреблении энергии является одной из важнейших задач энергетики.

Существуют различные системы управления обогревом, применяемые на сегодняшний день. Наиболее широкое распространение имеет ручное сезонное включение и отключение обогрева, которое характеризуется высокими затратами электрической энергии, и соответственно, крайне низкой энергоэффективностью. Потери энергии при использовании данного способа могут достигать 30-40%. Кроме того, поддерживать температуру выше нормы не только экономически не выгодно, но к тому же, она оказывает негативное влияние на состояние оборудования. Более низкие температуры, в свою очередь, экономят электроэнергию, однако, могут привести к преждевременному отказу оборудования.

Различают три основных вида локального обогрева:

– инфракрасный обогрев (радиационный);

При использовании конвективных систем обогрева существует проблема неравномерного обогрева – температура воздуха меняется в зависимости от высоты. Инфракрасные обогреватели решают данную проблему, так как передают тепло поверхностям твердых предметов. Это обеспечивает до 40% энергосбережения. Кроме того, данное устройство позволяет нагревать только необходимые объекты, а не весь объём помещения. Но приобретение и обслуживание инфракрасных обогревателей требует не малых затрат, а также при непрерывной работе они расходуют большое количество электроэнергии. При подключении автоматики системы инфракрасного обогрева становятся наиболее эффективными.

– индукционный нагрев;

Индукционный нагрев – это метод бесконтактного нагрева любого электропроводящего материала токами высокой частоты и силы. Данное устройство характеризуется высокой скоростью разогрева; электропроводящих материалов удобством эксплуатации, благодаря небольшому размеру индуктора, и простотой управления циклами нагрева и охлаждения. Но при всём этом данное оборудование является дорогостоящим, а также для его настройки и ремонта необходим квалифицированный персонал.

– конвективный обогрев (контактный)

Конвективные нагреватели наиболее широко используются в настоящее время. Они не требуют специального монтажа или обслуживания и характеризуются компактностью бесшумностью и дешевизной. Принцип их работы основан на естественных физических процессах циркуляции воздуха.

Каждая из этих систем обогрева хорошо справляется со своими задачами и может быть использована на подстанции для обогрева оборудования, но без использования надлежащей автоматики все они могут оказаться экономически невыгодными.

Есть два вида систем автоматизации обогрева:

– локальная;

– централизованная.

Локальная автоматизация тепловых систем зданий и сооружений обеспечивает полностью независимое управление технологическим процессом и защиту оборудования. Системы локальной автоматики могут поставляться как в комплексе с инженерным оборудованием, так и проектироваться отдельно с учетом дополнительных специфических требований.

В последнее время постепенно на предприятиях вводятся в эксплуатацию системы автоматики управления обогревом, простейшие из которых основаны на электромеханических терморегуляторах, и осуществляют включение и отключение обогрева в соответствии с фактической температурой помещения или оборудования. По сравнению с неавтоматическим обогревом, данные системы имеют как достоинства, так и недостатки. Электромеханические реле характеризуются низкой надежностью и коротким сроком службы, а также они требуют постоянного технологического обслуживания.

Надёжным путем к решению данной проблемы является совершенствование систем управления обогревом, а именно, их перевод на микропроцессорную базу, основанную на комбинации микропроцессорных систем управления и средств бесконтактной коммутации нагревательных элементов. Главные преимущества микропроцессорных систем:

– высокая надежность;

– многофункциональность;

– удобство использования;

– высокая точность измерения и поддержания температуры;

– компактность.

Кроме того, модернизация систем обогрева приведет не только к уменьшению потерь энергии, но и к увеличению срока службы используемого оборудования.

Таким образом, разработка и внедрение современных микропроцессорных систем управления обогревом на предприятиях позволит значительно повысить их энергоэффективность, что наилучшим образом повлияет как на работу данных предприятий, так и на благосостояние города и его жителей в целом.

Список использованных источников:

1. Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009 № 261-ФЗ.