ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ

3. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

4. ЛИТЕРАТУРА

1. ВВЕДЕНИЕ

По мере своего развития перед человечеством все острее встает вопрос энергосбережения. Этот вопрос на сегодняшний день является одним из самых актуальных и серьезных вопросов. От эффективности решения этой задачи зависит положение тои или иной страны в мире, уровень жизни населения, а так же развитие общества в целом. Переоценить значение энергосбережения в улучшении благосостояния населения нельзя. Последние двадцатилетия развитие энергетики благодаря совершенствованию энергосберегающих технологий и увеличению объемов производства энергоресурсов примерно в равных долях повлияло на улучшение положения жизни населения в той или иной стране.

Вопрос энергосбережения не обошел стороной и Россию. Наша страна располагает не только всеми необходимыми природными ресурсами и интеллектуальным потенциалом для успешного решения своих энергетических проблем, но так же является ресурсным экспортером для европейских и азиатских государств. Но тот факт, что топливно энергетический потенциал в нашей стране огромен, не должен говорить о том, что к ним можно относиться расточительно. Перед нашим обществом поставлена задача вдвое увеличить объем внутреннего валового продукта в ближайшие 10 лет, но решить эту задачу не изменив радикально отношение к энергоресурсосбережению не снизив энергоемкость производства, не удастся.

Энергоресурсы нужные для производства, да и вообще для жизнедеятельности человека можно получить не только за счет увеличения добычи сырья, порой очень дорогостоящего, ввиду своей труднодоступности, но и путем энергосбережения и рационального использования ресурсов, что гораздо дешевле.

Стратегическая цель энергосбережения – повышение энергоэффективности во всех отраслях промышленности и вообще жизнедеятельности в целом.

2. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Основную роль в сбережении и рациональном использовании энергоресурсов принадлежит энергосберегающим технологиям. Их стали рассматривать как приоритетный путь развития экономики западной Европы  после энергетического кризиса 70-х годов прошлого столетия. В нашу же страну это пришло с началом рыночных реформ. Так же эти меры, помимо очевидных экономических достоинств, имеют так же экологические плюсы, обусловленные тем, что ресурсы используются рационально. На сегодняшний день энергосбережение приоритетная программа в развитии любого предприятия работающего в сфере производства.

В России до 75% всей потребляемой электроэнергии на производствах используется для приведения в действие всевозможных электроприводов. Как правило, на большинстве отечественных предприятий установлены электродвигатели с большим запасом по мощности в расчете на максимальную производительность оборудования, несмотря на то, что часы пиковой нагрузки составляют всего 15-20% общего времени его работы. В результате электродвигателям с постоянной скоростью вращения требуется значительно (до 60%) больше энергии, чем это необходимо.

По расчетам приведенным ученными, стоимость энергии которую для работы использует средний двигатель в течении года в разы превышает его себестоимость. Если задуматься о масштабах производства можно видеть явную выгоду, очевидна необходимость внедрения энергосберегающих технологий, оптимизации оборудования с использованием электроприводов.

Реальный вариант модернизации оборудования – частоточно регулируемые электроприводы со встроенными функциями оптимизации энергопотребления. Принцип работы привода заключается в гибком изменении частоты вращения в зависимости от реальной нагрузки. Экономия данного метода составляет 30-50% потребителей электроэнергии. Еще одно преимущество данного метода заключается в том, что он не требует замены двигателя, а это не маловажный фактор при модернизации производств. Режим работы в энергосберегающей форме особенно актуален для машин, которым не приходится работать на полную мощность все время – конвейеры, лифты, вентиляторы и т.п. Таким образом экономический эффект применения частоточно регулируемых приводов заключается так же в том что они позволяют прослужить машине дольше.

Существуют и другие способы рационализировать использование энергии. Скажем, широкое распространение во всем мире, обрела система “умного освещения”, которая позволяет экономить энергию не только на производстве, но и в быту, так как их могут себе позволить рядовые граждане. К слову сказать, по данным ведущих компаний России, занимающихся вопросами внедрения подобных технологий, экономия составляет от 8 до 10 раз. Эти системы освещают комнату - когда это нужно, когда нет необходимости - они выключаются. Происходит это благодаря различным реле.  Но, конечно, картина энергосбережения не была бы полной без энергосберегающих ламп, позволяющих экономить до 80% энергии, не говоря уже о сроках службы.  [1]

К числу наиболее "прожорливого" оборудования, используемого в жилых и офисных помещениях, относится практически вся климатическая техника, прежде всего, кондиционеры. Разумеется, борьба за энергоэффективность не могла пройти мимо этой категории бытовых устройств. На сегодняшний день существует множество компаний, предлагающих свою продукцию с новейшими технологиями позволяющими уменьшить затраты не снижая высокой производительности. [3]

Например, отличительной особенностью агрегатов производства Hoval является использование патентованного воздухораспределителя [7], обеспечивающего формирование приточной струи с дальнобойностью от 3,5 до 18 м за счёт автоматически регулируемого положения лопаток, закручивающих воздушный поток. Основным преимуществом такой конструкции является высокая энергетическая эффективность благодаря улучшенным показателям организации воздухообмена, рециркуляции воздуха и рекуперации тепла.

По оценкам специалистов, в России более трети всех энергоресурсов страны расходуется на отопление жилых, офисных и производственных зданий. Поэтому все вышеперечисленные технологии и методы энергосбережения будут малоэффективны без борьбы с непродуктивными потерями тепла.

Какими же путями можно повысить энергоэффективность в коммунальной сфере? По мнению специалистов компании ROCKWOOL, мирового лидера в области производства негорючей теплоизоляции, следует выделить три основных направления энергосбережения.

Во-первых: это снижение потерь на этапе выработки и транспортировки тепла - то есть повышение эффективности работы ТЭС, модернизация ЦТП с заменой неэкономичного оборудования, применение долговечных теплоизоляционных материалов при прокладке и модернизации тепловых сетей.

Во-вторых: повышение энергоэффективности зданий за счет комплексного применения теплоизоляционных решений для наружных ограждающих конструкций (в первую очередь, фасадов и кровель). В частности, штукатурные системы утепления фасадов ROCKFACADE позволяют сократить теплопотери через внешние стены не менее чем в два раза.

И, в-третьих: использование радиаторов отопления с автоматической регуляцией и систем вентиляции с функции рекуперации тепла.

Так же в производстве очень много различных вариаций использования технологий, запатентованных компаниями и людьми для оптимизации использования энергоресурсов. Скажем русский ученый Василенко Валерий Дмитриевич разработал систему повышающую надежность использования трехфазной сети: “трехфазное фильтросимметрирующее устройство” [4] , так же ему принадлежит патент на “трехфазное симметрирующее” [5] устройство. “Компания Интер Электро” запатентовала “устройство для стабилизации и симметрирования трехфазного напряжения” [6].  Все эти устройства находят применение в производстве ввиду своей практичности и надежности.

В вопросе энергосбережения нам есть куда расти. По словам Игоря Юсуфова, главы минэнерго России, потенциал энергосбережения составляет 400 миллионов тонн условного топлива в год, что составляет 30-40% всего энергопотребления страны. В экономическом исчислении это сотни миллионов тонн углекислого газа, которые в дальнейшем попадают в атмосферу. [1]

Таким образом, энергосберегающие технологии позволяют решить сразу несколько задач: сэкономить существенную часть энергоресурсов, решить проблемы отечественного ЖКХ, повысить эффективность производства и уменьшить нагрузку на окружающую среду.

3. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

Сегодня в России, да и во всем мире, наблюдается спрос на энергосберегающие материалы, обусловленный ростом цен на энергоносители. Используются различные материалы для утепления стен, кровли и перекрытий. Рассмотрим основные из них.

Минераловатные материалы – это теплоизоляционные материалы, которые изготовлены из камня и шлаков. Данные материалы представляют собой вату, сырьем для которой служат базальтовые породы, известняк, доломит и прочие. Шлаковату производят из отработки изделий цветной и черной металлургии. Данные материалы обладают рядом неоспоримых качеств – высокая тепло и звукоизоляция, устойчивость к воздействию влаги, тепла, жидкостей. Они негорючие, легки, экологичны. Монтаж таких материалов довольно прост, так как они легко поддаются изменению форм и размеров. Материалы на основе минеральной ваты используются в противопожарных системах.

Данные изделия часто используются при создании фасадных систем утепления как обычная мокрая штукатурка, а так же могут служить в качестве навесного теплоизоляционного слоя в фасадах и стенах. Применяются минеральноватные материалы при утеплении как внутренних, так и внешних стен.

Материалы для теплоизоляции из стекловаты имеют схожие свойства с минералованными изделиями, но имеется и ряд различий. Из-за того, что волокна стекла более длинные и толстые, стекловата более упругая и прочная, она легко поддается деформации и принимает более ощутимые формы. Данный вид изоляции так же обладает высокими звукоизоляционными свойствами. Изделия из стекловолокна не подвержены влиянию агрессивных сред, химических веществ и микроорганизмов, поэтому срок их службы практически неограничен. Стекловата так же негорюча. Стекловата хорошо подойдет для внутреннего утепления любых конструкций.

Стекловолокно это более упругий и эластичный материал, чем стекловата. Он так же обладает всеми положительными качествами стекловаты. На основе стекловолокна был создан утеплительный материал Izover KT11, который может быть использован для широкого применения в различных типах зданий. Данным материалом можно утеплять как кирпичные и деревянные, так и бетонные стены. Упаковка данного материала позволяет его транспортировку и хранения без особых проблем.

Еще одним современным теплоизоляционным материалом является пенополистирол экструдированный. Плиты из пенополистирола обладают низкой теплопроводностью, причем довольно высокой плотностью. Данный факт позволяет применять этот материал не только в качестве утеплителя, но и как конструктивный материал, из которого может быть составлены часть стены или потолка. Так же пенополистирол обладает низкой гигроскопичностью, то есть не впитывает влагу.

Пенополистирол, который выпускается под торговой маркой URSA, трудновоспламеняем и обладает хорошими звукоизоляционными качествами.

Вспененный полиэтилен используется для тепло-, гидро - и звукоизоляции строительных и промышленных объектов. Продукция выпускается в виде рулонов, матов, жгутов и полых труб стандартных толщин и диаметров. Например, изоляция для труб Стенофлекс-400 (Россия) и Тубекс (Чехия) представляет собой оболочки с продольным разрезом, которые одеваются поверх труб и склеиваются специальным скотчем, клеем или соединяются скобами. Эти материалы легко режутся, поэтому с помощью специальных шаблонов можно, даже не имея специальных навыков, без особого труда сделать изоляцию на колена, вентили, ответвления. Пенополиэтилены имеют хорошие показатели теплопроводности – 0,04 Вт/(м*К), при температуре + 25°С. По группе горючести они относятся к группе Г2, т.е. умеренногорючий по СНиПу 21-01-97*. Сопротивление диффузии пара (или паропроницаемость) – 4600, линейная температурная усадка - не более 1,5%. Благодаря закрытой структуре ячеек, материал не боится воды: водопоглощение - менее 0,8% после 7 суток нахождения в воде. Вспененный полиэтилен обладает химической стойкостью к маслам, строительным материалам, биологически не разлагается. Рабочие температуры этой изоляции – 50°С + 90°С, срок службы достигает 25 лет.

Такая изоляция называется "отражающей". Фольгированные материалы не только позволяют облачить инженерные коммуникации в "эстетичную упаковку", но и предотвратить тепловые потери, увеличить срок службы оборудования.

Основное отличие изоляции из вспененного каучука - это расширенный температурный диапазон (-200°С + 175°С), более высокие показатели сопротивления диффузии пара (7000, а для некоторых модификаций - выше 10000) и четкое разделение типов изоляции для конкретно выполняемых задач: от криогенных установок до защиты паропроводов с температурой до + 175°С. Показатель теплопроводности синтетического каучука - 0,036 Вт/м*К при 0°С. Немаловажно, что данный тип изоляции имеет сертификат горючести Г1. Толщина стенок трубной изоляции из вспененного каучука представлена более широкой линейкой типоразмеров. Кроме того, изоляция труб со сверхнизкими температурами носителя возможна только при помощи этого материала, т.к он характеризуется высоким показателем сопротивления проницаемости пара и специальными добавками, позволяющими отдельным маркам выдерживать температуру до – 200 °С.

Использование материалов на вспененной основе дает комплексную защиту инженерных сетей. Исходя из параметров изоляционных материалов, можно оценить экономическую целесообразность использования того или иного типа изоляции в различных видах инженерных систем.

В системах горячего водоснабжения с температурой носителя до 90°С хорошо зарекомендовала себя изоляция на основе вспененного полиэтилена. Толщину стенок можно рассчитать при помощи компьютерных программ, предоставляемых производителями изоляции.

При температуре носителя свыше 90°С необходимо использовать изоляцию на основе вспененного каучука, поскольку полиэтилен не способен долго выдерживать такие температурные режимы без потери свойств.

В системах холодного водоснабжения основной проблемой становится защита труб от конденсата. С этим хорошо справляется каучуковая изоляция, но с экономической точки зрения удобнее использовать изоляцию из пенополиэтилена с фольгированным слоем. Фольга служит отличным паробарьером.

Для изоляции трубопроводов и воздуховодов систем кондиционирования применяется вспененный каучук или отражающая изоляция. Установка этих материалов позволяет повысить эффективность системы, увеличить ее долговечность и снизить уровень шума в соответствии с требованиями СНиП 23-03-2003.

В системах холодоснабжения и особенно в криогенных системах необходимо применение исключительно специализированных марок вспененного каучука, способных выдерживать низкие и сверхнизкие температуры. Это обусловлено их высоким сопротивлением диффузии водяного пара.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кравченя Э.М., Козел Р.Н., Свирид И.П. Охрана труда и энергосбережения. – М.: ТетраСистемс, 2008. – 245 с.

2. Свидерская О.В. Основы энергосбережения. Ответы на экзаменационные вопросы. – М.: ТетраСистемс, 2008. – 341 с.

3. Федоров С.Н. Приоритетные направления для повышения энергоэффективности зданий // Энергосбережение, 2008. - №5. –с.23-25.

4. Василенко Валерий Дмитриевич патент на изобретение 2459337.

5. Василенко Валерий Дмитриевич патент на изобретение 2453965.

6. ООО “Компания Интер Электро” патент на изобретение 2313818.

7. Hoval  “патентный воздухораспределитель”.