БЫТОВОЕ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

«Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет» Кафедра медицинской и биологической физики

РЕФЕРАТ  По дисциплине «Основы энергосбережения» БЫТОВОЕ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

Студент гр. № 37                            ___________________    Шустов Д.А.

Витебск, 2014

Содержание

Введение. 3

Бытовое энергосбережение. 4

1.1 Энергосбережение при освещении зданий. 4

1.2 Электробытовые приборы и их эффективное использование. 8

1.3 Автономные энергоустановки. 11

1.4 Системы воздушного отопления. 12

2 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ПРОМЫШЛЕННЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ.. 13

2.1 Тепловые потери в зданиях и сооружениях. 13

2.2 Тепловая изоляция зданий и сооружений. 15

2.3 Изоляционные характеристики остекления. Стеклопакеты. 17

Заключение. 19

Список использованной литературы.. 20

Введение

С каждым днём электроэнергия дорожает всё сильнее, а счета за неё становятся всё больше и больше. Однако, существуют способы сократить затраты на электроэнергию, тем самым сэкономить часть своих денег. Конечно, можно вообще не пользоваться освещением, но этот вариант нам не подходит. Света должно быть много, так как это положительным образом влияет на здоровье. В целом, по различным оценкам, потери тепла через основные ограждающие конструкции здания – стены, потолок и пол - могут составлять от 20 до 80%. Поэтому вопросу энергосбережения необходимо уделять большое внимание во время строительства нового дома или же ремонта квартиры.

Бытовое энергосбережение 1.1  Энергосбережение при освещении зданий

В настоящее время около 40 % генерируемой в мире электрической энергии и 37 % всех электрических ресурсов используется в жилых и общественных зданиях. Существенную долю (40-60 %) в энергопотреблении зданий составляет энергии на освещение. Сокращение расхода электроэнергии на эти цели возможно двумя основными путями:

1. снижением номинальной мощности освещения;

2. уменьшением времени использования светильников.

Снижение установленной  мощности освещения в первую очередь означает переход  к более эффективным источника света, дающим нужные потоки при существенно меньшим энергопотреблении. Такими источниками могут быть компактные люминесцентные лампы. В общественных зданиях также можно применять более эффективные светильники.

Уменьшение времени использования светильников достигается внедрением современных систем управления, регулирования и контроля осветительных установок. Применение регулируемых люминесцентных светильников позволяет эксплуатировать их при сниженной (по сравнению с номинальной) мощности. А это значит, что при неизменной установленной мощности освещения снижается фактически потребляемая мощность и энергопотребление.

Управление осветительной нагрузкой осуществляется двумя основными способами:

1. отключением всех или части светильников (дискретное управление);

2. плавным изменением мощности светильников (одинаковым для всех или индивидуальным).

К системам дискретного управления, в первую очередь, относят различные фотоавтоматы и таймеры. Принцип действия первых основан на включении и отключении нагрузки по сигналам датчика наружной естественной освещенности. Вторые осуществляют коммутацию осветительной нагрузки в зависимости от времени суток по предварительно заложенной программе.

Современные системы сочетают в себе значительные возможности экономии электроэнергии с максимальным удобством для пользователей. К таким системам относят системы автоматического управления.

Системы автоматического управления освещением можно разделить на два основных класса:

1.     локальные

2.      централизованные.

Локальные системы управления освещением помещений представляют собой блоки, размещаемые за полостями подвесных потолков или конструктивно встраиваемые в электрораспределительные щиты. Системы этого типа осуществляют одну функцию либо их фиксированный набор. В число этих функций входит, например, учет присутствия людей и уровня естественной освещенности в помещении, а также работа с системами беспроводного дистанционного управления. Централизованные системы могут применяться либо для управления освещением, либо также и для взаимодействия с другими системами зданий (например, с телефонной сетью, системами безопасности, вентиляции, отопления и солнцезащитных ограждений).

В настоящее время повышенным вниманием со стороны потребителей пользуются энергосберегающие светильники и светотехнические изделия. Обладая улучшенными потребительскими качествами (повышенная светоотдача, комфортный по спектру и не утомляющий зрение немеркнущий свет и др.), современные энергосберегающие светильники отвечают всем требованиям по экономичности и надежности в эксплуатации.

Они подразделяются натри группы:

1.Светильники люминесцентные

2.Светильники галогенные

3.Светильники специального назначения.

Преимущества люминесцентных светильников:

1.экономия электроэнергии до 30 % по сравнению с питанием от электромагнитного пускорегулирующего аппарата (ЭмПРА) и шестикратная экономия электроэнергии по сравнению с аналогичной лампой накаливания;

2. увеличение срока службы лампы на 20 % и более за счет оптимального режима с плавным подогревом нитей накала (катодов);

3.гарантийное мгновенное включение без дополнительного стартера и бесшумная работа:

4. ровный, без мерцания свет, не утомляющий зрение при длительной нагрузке благодаря высокочастотному функционированию люминесцентных ламп;

5. отсутствие стробоскопического эффекта - зрительной иллюзии, возникающей в случаях, когда наблюдение какого-либо предмета или картины осуществляется не непрерывно, а в течение отдельных, периодически следующих один за другим, интервалов времени;

6. отсутствие электромагнитных помех.

Галогенные светильники по способу установки выпускаются потолочными, настенными и настольными. Они обеспечивают освещение любой заданной зоны помещения с помощью шарнирного крепления плафона лампы к корпусу.

В качестве источника света в светильниках применяются галогенные лампы мощностью 20 Вт, которые имеют целый ряд существенных преимуществ по сравнению с обычными лампами накаливания:

1. снижение потребления электроэнергии в 2-2,5 раза;

2. стабильность светового потока в течение срока службы;

3.яркость света, обеспечивающего великолепную цветопередачу и возможность создания разнообразных цветовых эффектов;

4. увеличение в 2 раза срока службы по сравнению с обычными лампами накаливания;

Светильники специального назначения серии ИВУ с галогенными лампами мощностью 20 или 50 Вт предназначены для непосредственной установки на поверхности из сгораемого материала, а также рекомендуются для установки в бассейнах, фонтанах, аквариумах. Светильники серии ФБУ и НБУ предназначены для освещения как внутри помещений, так и вне их - там, где требуется максимальная защита от воды, влажности, пыли.

Важное значение в экономии электроэнергии при применении любых ламп имеет оптимальное размещение осветительных приборов, позволяющее экономить до 20 % электроэнергии. Так, при наличии в одном помещении рабочих и вспомогательных зон следует предусматривать локализованное общее освещение рабочих зон и менее интенсивное - вспомогательных зон. Для освещения цехов, складов и других производственных помещений лучшим способом является устройство светящейся линии.

Одним из экономичных источников для освещения улиц, площадей, скоростных магистралей,  аэродромов, вокзалов, аэропортов и др. являются натриевые лампы высокого давления, обладающие самой высокой световой отдачей среди всех известных газоразрядных ламп и незначительным снижением светового потока при длительном сроке службы. Основными производителями светильников и светотехнического оборудования к ним являются: БелОМО им. С. Вавилова, Брестский электроламповый завод, Лидский завод электроизделий, ГП «Калибр», ООО «Электрет», АО «ЭНЕФ», ГП «Минский завод Термопласт», НПО «Интеграл», ЗАО «Торговый сервис».

1.2 Электробытовые приборы и их эффективное использование

Потребление электроэнергии в быту с каждым годом увеличивается, и эта тенденция сохранится, поскольку население в последние годы активно приобретает бытовую технику (стиральные машины, кухонные комбайны, пылесосы и т.д.), являющуюся одним из главных потребителей электроэнергии в домах и квартирах.

Использование электроэнергии в квартирах можно условно разделить на следующие подгруппы:

1. обогрев помещений;

2. охлаждение и замораживание;-освещение;

3. стирка белья и мойка посуды (с помощью стиральных машин и посудомоющих аппаратов);

4. аудио- и видео аппаратура;

5. приготовление пищи (с помощью электроплит);

6. использование других электроприборов (пылесосов, утюгов, фенов и т.д.).

В различных домах использование электроэнергии по каждой из вышеперечисленных категорий может варьироваться. Например, в некоторых домах установлены электрические плиты, в других - газовые, для поддержания оптимальной температуры в одной квартире достаточно центрального отопления, в другой - никак не обойтись без электронагревателя.

Ориентировочный расход электроэнергии различными бытовыми приборами приведен в таблице 1.

 Таблица 1. Потребление электроэнергии электроприборами в быту

Прибор	Потребление
Лампа накаливания	60 Вт
Энергосберегающая лампа	9-11 Вт
Морозильный аппарат	427
Посудомоечный аппарат	475
Электрическая печь	440
Стиральная машина	275
Холодильник	584
Компьютер	40

Энергосбережение в быту начинается с квартиры, собственного дома. Прежде всего, следует утеплить дверные и оконные рамы имеющимися материалами; завесить окна и балконные двери толстыми занавесками, но так, чтобы они не закрывали радиаторы и не препятствовали циркуляции тепла; дополнительно укрепить прозрачную полиэтиленовую пленку на окнах (тройное остекление); закрыть более чем наполовину вентиляционные отверстия в туалете, ванне, на кухне, а также дымоходы плотной бумагой или картоном.

 Другими мерами по рациональному использованию электроэнергии в быту могут быть:

1.Выключение света в том случае и в тех местах, где он не нужен, безухудшения жизненного комфорта. Это правило должно быть обязательнымдля всех членов семьи.

2.Замена, где возможно, обычных ламп накаливания энергосберегающими, которые обеспечивают такое же количество света, потребляя при этом на 70-80 % энергии меньше, и горят в 5-6 раз дольше обычных.

3.Установка ламп разной мощности, в зависимости от требуемого количества света в определенных местах. Следует знать, что при загрязнении ламп и плафонов освещенность в квартире снижается на 10-15 %.

4.Отключение тех электроприборов, для которых предусмотрено дистанционное управление (телевизор, радиотелефон), не только на ночь, но и в тот период, когда ими не пользуются (уход из дома по делам, перерыв и т. п.), поскольку они потребляют электроэнергию, будучи подключенными к сети.

5.Использование стиральной машины при полной загрузке, настраивая ее на как можно меньшую температуру. Следует помнить, что на стирку при температуре + 90°С тратится в 3 раза больше энергии, чем на стирку при температуре + 40°С. При этом известен тот факт, что стиральный порошок растворяется и активно реагирует с грязным бельем при температуре + 40 °С.

6. Холодильники и морозильники являются одними из самых значительных «потребителей» электроэнергии в квартире. На их долю приходится примерно 40 % всей электроэнергии в наших квартирах. Добиться снижения расхода до 25 % электричества можно, если следовать нескольким простым принципам:

7.  регулярно размораживать холодильник во избежание образования в морозильной камере льда толщиной более 5-10 мм;

8. устанавливать эти приборы на значительном расстоянии от нагревательных элементов и в местах, не подвергающихся воздействию прямых солнечных лучей;

9. обеспечивать вокруг холодильника свободное пространство;

Установление автоматических выключателей в местах, где требуется освещение в небольшой промежуток времени, например, на лестничных площадках многоквартирного дома, при входе во двор отдельно стоящего одноквартирного дома.

1.3 Автономные энергоустановки.

Автономные системы теплоснабжения в виде мини-котельных становятся перспективными в тех местах, где в качестве топлива используется природный газ. Они и с экологической точки зрения способствуют улучшению состояния воздушного бассейна, т. к. из-за снижения количества сжигаемого газа уменьшается количество дымовых газов, а газовые выбросы содержат в 2-3 раза меньше вредных веществ в 1 м3, чем крупные районные котельные. Но децентрализованное теплоснабжение на базе небольших индивидуальных котельных является эффективным при малой плотности тепловой нагрузки.

Основным элементом автономной энергоустановки являются комбинированные газовые настенные водонагреватели, в корпусе которых находится бесшумный циркуляционный насос и мембранный расширитель. Горячая вода от водонагревателя по металлическим трубам, укладываемым в бетонной подготовке пола или в плинтусе специальной конструкции, разводится по комнатам.

Высокая эффективность работы автономной  системы поквартирного отопления достигается  благодаря:

- сравнительно высокому КПД газовых водонагревателей (« 85 %);

- исключению потерь тепла за пределами квартир;

- отсутствию перерасхода тепла в межсезонные периоды (по имеющимся данным, он составляет до 20 %);

- возможности поквартирного учета и покомнатного регулирования температуры внутри квартиры.

Опыт работы автономных котельных показывает, что они надежны и экономичны. При теплоснабжении от этих котельных потребитель получает тепловую энергию по тарифам, в 3 раза ниже действующих. За счет этого строительство таких котельных окупается практически за один сезон.

1.4 Системы воздушного отопления

Под воздушным квартирным отоплением следует понимать отопительную систему квартиры с самостоятельным генератором тепла, которая обслуживается жильцами. В воздушных системах отопления теплоносителем является воздух, нагретый в воздухонагревателе. От нагревателя подогретый воздух каналами разводится по отапливаемым помещениям, в которых охлаждается до температуры помещения. Воздух отдает свою теплоту для возмещения теплопотерь, после чего поступает обратно в воздухонагреватель.

 Воздухонагреватели бывают трех типов:

1.с нагревом воздуха горячими газами через воду (водовоздушные);

2. подсоединенные к тепловым и электрическим сетям;

3.с нагревом воздуха горячими газами через металлическую стенку.

В квартирных системах при небольшой протяженности воздуховодов используется преимущественно естественное (гравитационное) побуждение движения греющего воздуха как более простое и бесшумное в эксплуатации. Мероприятия по энергосбережению в быту можно условно разделить на три группы:

- мало затратные, к которым относятся ремонт и утепление дверей и окон в подъездах, установка приборов учета.

- средне затратные, к которым относится использование качественной тепловой изоляции для трубопроводов и внутренних инженерных систем, замена окон на стеклопакеты;

- высоко затратные - это утепление стен, кровли, в т. ч. и так называемых «хрущевок». За счет ремонта и надстройки мансард и еще одного этажа на них вместе с утеплением значительно снижается стоимость приращенной таким образом жилплощади.

2 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ПРОМЫШЛЕННЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ 2.1 Тепловые потери в зданиях и сооружениях

Причиной относительно высокого энергопотребления в зданиях и сооружениях нашей страны по сравнению с зарубежными странами является то, что все здания были построены в соответствии с имевшимися на момент строительства строительными нормами и стандартами, которыми было предусмотрено в 1954-1964 гг. термическое сопротивление 0,75 м2 • К/Вт.

С введением в 1994 г. новых норм по термическому сопротивлению стен (а они составляют ныне 2,25 м2 • К/Вт) все ранее построенные здания попали в разряд не соответствующих современным техническим требованиям. Поэтому в настоящее время все в большей мере практикуется осуществление тепловизионного (с использованием инфракрасной съемки) контроля качества строительно-монтажных работ, что позволяет предотвратить некачественное выполнение работ в местах, в которых возможна наибольшая утечка тепла.

Теплоснабжение производственных помещений (цехов) всегда считалась сложной задачей, т.к. они занимают огромные площади и высоту.

Значительны потери тепла в производственных зданиях и сооружениях в зависимости от принятого режима работы предприятий в течение суток и дней месяца. Как, правило, большинство из них работают в две смены, а это означает, что количество рабочего времени за отопительный сезон составляет около 5000 часов, из которых собственно рабочими являются не -более 2300 часов, или 44 % календарного времени. Все остальные 2700 часов предприятия вынуждены отапливать здания, в которых никто не работает.

Перевод системы отопления в дежурный режим сложен, малоэффективен и небезопасен из-за возможных резких перепадов температур, создающих угрозу размораживания системы из-за возможных высоких суточных колебаний температуры.

Одним из возможных путей решения проблемы уменьшения тепла на отопление больших производственных зданий может быть децентрализация системы теплоснабжения их по теплоносителю, воде и пару за счет внедрения систем газового лучистого отопления (СГЛО) и газовых воздухонагревателей. Лучистое отопление - это передача тепла от более нагретых поверхностей к менее нагретым посредством инфракрасного излучения. Главной отличительной особенностью этой системы является обогрев помещения с помощью потока лучистой энергии инфракрасного спектра. Поток лучистой энергии, направляемый в расположенный непосредственно над обогреваемой зоной лучистыми обогревателями, не нагревая окружающий воздух, нагревает поверхность пола, установленное оборудование в обслуживаемой зоне и людей. Это принципиальное отличие системы ГЛО от радиационных систем отопления позволяет достигать наиболее полного комфорта для работников.

Перевод отопления зданий по указанной системе требует осуществления определенных организационных и технических решений. Для снижения затрат теплоты на нагрев воздуха, поступающего через проемы в стенах общественных зданий, а также для многоэтажных жилых домов применяют воздушно-тепловые завесы. Во многих случаях целесообразно устройство тамбура.

2.2 Тепловая изоляция зданий и сооружений

Проблеме получения теплых и, соответственно, энергосберегающих конструкций в последние годы в нашей стране уделяется все больше внимания. Они должны быть, во-первых, прочными, жесткими и воспринимать нагрузки, то есть быть несущей конструкцией, а во-вторых, должны защищать внутреннее пространство от дождя, жары, холода и других атмосферных воздействий, то есть обладать низкой теплопроводностью, быть водостойкими и морозоустойчивыми.

Для жестких конструкций идеальным материалом является металл, бетон или кирпич. Для утепления годится только эффективный утеплитель, например, каменная вата. Поэтому для того, что бы ограждающей конструкция была прочной и теплой, используют композицию или  комбинацию как минимум двух материалов - конструкционного и теплоизоляционного.

Композиционная ограждающая конструкция в свою очередь может быть представлена в виде нескольких отличных друг от друга систем и конструкций:

1. Жесткий каркас с заполнением межкаркасного пространства эффективным утеплителем.

2.Жесткая ограждающая конструкция (например, кирпичная или бетонная стена), утепленная со стороны внутреннего помещения, или так называемое внутреннее утепление.

3. Две жесткие пластины и эффективный утеплитель между ними, например, «колодезная» кирпичная кладка, железобетонная панель «сэндвич» и т.д.

4.Тонкая ограждающая конструкция (стена) с утеплителем с внешнейстороны, так называемое внешнее утепление.

Теплоизоляционные системы, применяемые для наружной теплоизоляции, подразделяются на системы:

1. с тонкими штукатурными и накрывочными слоями;

2. с толстыми штукатурками (до 30 мм);

-3. «сухой теплоизоляции» (система утепления «на относе»);

3.монолитной теплоизоляции (утепление пенополиуретаном, покрытие «термошиль-дом»);

Каждая из этих конструкций имеет свои достоинства и недостатки, и выбор ее зависит от многих факторов, исходя из местных условий. Но из всех названных конструкций четвертый тип утепления здания с внешней стороны хотя и имеет недостатки, но и обладает следующими достоинствами:

1.Надежная защита от неблагоприятных внешних воздействий суточных и сезонных температурных колебаний, которые ведут к неравномерным деформациям стен, что приводит к образованию трещин, раскрытию швов, отслоению штукатурки.

2.Невозможность образования какой-либо поверхностной флоры на поверхности стены из-за избытка влажности, образования льда в толще стены, который имеет место из-за конденсационной влаги, поступающей из внутренних помещений, и влаги, проникшей внутрь массива ограждающих конструкций из-за повреждения поверхностного защитного слоя.

3.Препятствование охлаждению массива ограждающей конструкции до температуры точки росы и, соответственно, выпадению конденсата на внутренних поверхностях.

4.Снижение уровня шума в изолируемых помещениях.

5.Отсутствие зависимости температуры воздуха во внутренних помещениях от ориентации здания, то есть от нагрева поверхностей солнцем и охлаждения этих же поверхностей ветром, и др.

2.3 Изоляционные характеристики остекления. Стеклопакеты.

Действующие нормативы устанавливают следующие требования к окнам жилых зданий:

1. сопротивление теплопередаче должно быть не менее 0,6 (м2 • °С)/Вт, сопротивление воздухопроницанию - не менее 0,56 м2 • ч Па/кг;

2. механические показатели и другие требования - в зависимости от конструкции и материалов, из которых изготовлен оконный блок.

По конструкции все окна состоят из светопропускаемых и непрозрачных частей. В качестве заполнения светопропускаемой части окон используют стеклопакеты и стекла различной толщины. Наиболее широкое распространение среди стекол получили так называемые специальные энергосберегающие стекла:

- «к-стекло», получаемое посредствам разлива стеклянной массы на жидкую основу с большим удельным весом. Для придания ему теплосберегающих свойств на его поверхности методом пиролиза создается тонкий слой из оксида металла, что приводит к уменьшению излучательной способности с 0,84 до 0,2, а следовательно, к меньшей теплопередаче;

- «i-стекло», получаемое методом вакуумного напыления и представляющее собой трех- или более слойную структуру чередующихся слоев серебра и диэлектрика. По своим теплосберегающим качествам это стекло в 1,5 раза превосходит «к-стекло». Однако технология нанесения требует использования дорогостоящего оборудования с системой магнетронного (магнетрон - электровакуумный прибор) напыления.

Применяемые ныне окна можно условно разделить на три группы:

- деревянные окна;

- окна из поливинилхлоридного профиля (ПВХ профиля);

- окна из алюминиевого профиля.

Деревянные окна выпускаются в основном двух видов:

 -оконные блоки типа ОЗС с толщиной коробки 100-140 мм с тройным остекленением.

- оконные блоки толщиной коробки менее 100 мм с однокамерным или двухкамерным стеклопакетом (возможно наличие энергосберегающих покрытий и заполнение межкамерного пространства аргоном).

Окна из ПВХ-профиля с различными видами стекол и стеклопакетов находят широкое распространение в административных зданиях. В конструкции ПВХ профиля имеется два и более специальных воздушных зазоров, так называемых камер.

Наибольшее распространение получили трехкамерные ПВХ-профили. Сопротивление теплопередаче по непрозрачной части окон с таким профилем составляет 0,6-0,75 (м2 • °С)/Вт.

В качестве светопропускающей части используются, как правило, однокамерные и двухкамерные стеклопакеты с применением энергосберегающих стекол (в основном - «к-стекло»). Для повышения сопротивления теплопередаче основных блоков пространство между стеклами в стеклопакете заполняется инертными газами, в основном аргоном.

Основные преимущества этих окон заключаются в простоте монтажа и герметичности, возможности открытия створок в нескольких плоскостях.

Окна из алюминиевого профиля также находят все большее применение. Преимуществами их являются:

- практически неограниченная долговечность;

- высокая прочность и устойчивость к деформации и другим воздействиям окружающей среды;

- лучшая ремонтопригодность среди других типов окон;

- отсутствие особого ухода.

Окна из алюминиевого профиля дороже других типов окон, и потребитель вправе решать, какие из них являются более приемлемыми.

Заключение

Возрастающая с каждым годом выработка и потребление энергии в мире создают необходимые условия для ускорения научно-технического прогресса, который позволяет улучшать благосостояние людей планеты. Но вместе с тем возрастающие объёмы потребления энергии требуют всё больших и больших объёмов углеводородного сырья, запасы которого не безграничны. Особенно актуальны эти вопросы для РБ, обеспеченной собственными ресурсами лишь на 16%. Энергосбережение должно быть отнесено к стратегическим задачам государства, являясь основным методом обеспечения энергетической безопасности.

Список использованной литературы

1.     Самойлов, М.В. Основы энергосбережения: учебное пособие / М.В. Самойлов, А.Н. Ковалёв. - Минск: БГЭУ, 2002. - 198 с.

2. Гуринович, А.Д. Регулирование режимов работы систем теплоснабжения зданий / А.Д. Гуринович // Энергоэффективность. - 2005. -№ П.- С.7.

3.     Кораблев В. П. Экономия электроэнергии в быту. – Москва,

 «Энергоатомиздат», 1987;

4.    Лацис О. Р. Солнце в доме. – Москва, «Советская Россия», 1982;

5.     Экономьте электроэнергию! – «Наука и жизнь», 3/96, стр. 66-67. 

6. «Теплотехника». Под ред. Баскаков А.П. - М., 1991.

7.  «Основы энергосбережения» Врублевский Б.И. – Гомель, 2002.