Контрольные вопросы

1. Назовите, из каких потерь складываются потери электроэнергии в линиях электропередач. От каких факторов зависит их величина?

2. Какие потери электроэнергии существуют на трансформаторных подстанциях?

3. Как определить потери электроэнергии в трансформаторе?

4. Какие типы мероприятий проводят для снижения потерь электроэнергии в системах электроснабжения?

5. Что входит в состав технических мероприятий по снижению потерь электроэнергии в системах электроснабжения?

6. Какие организационные мероприятия проводят для снижения потерь электроэнергии в системах электроснабжения?

7. Что входит в состав мероприятий по совершенствованию учета электроэнергии?

8. Каким образом достигается снижения несимметрии фаз?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Энергосберегающие технологии

в системах выработки, транспортирования

и потребления тепловой энергии

Цель работы: углубление знаний по теме «Энергосбережение в системах выработки, транспортирования и потребления тепловой энергии».

Задачи проведения работы:

1. научиться производить сравнительную оценку эффективности применения различных типов изоляции;

2. определять влияние потерь теплоты на трассах на эффективность использования тепловой энергии;

3. рассчитывать экономическую эффективность внедрения мероприятий с использованием ВЭР.

Программа работы

1. Изучить теоретическую часть.

2. Для двух выбранных типов тепловой изоляции рассчитать: экономически целесообразное термическое сопротивление ограждающих конструкций, эффективную толщину тепловой изоляции, годовую экономию энергии и условного топлива. Сделать сравнение эффективности применения изоляции того или иного типа при помощи гистограмм и выводы.

3. Определить тепловые потери участка теплопровода с нарушенной тепловой изоляцией. Рассчитать перерасход тепловой энергии и условного топлива при нарушении целостности тепловой изоляции.

4. Определить тепловые потери из-за утечек теплоносителя. Рассчитать перерасход тепловой энергии и условного топлива при утечках

Теоретическая часть

1. Применение экономически целесообразного сопротивления теплопередаче наружных ограждений.

Через ограждающие конструкции зданий в атмосферу теряется большая часть тепловой энергии. Потери тепла через наружные стены, в зависимости от высоты и конструкции строения, составляют в пределах 20–60 % от общего расходуемого тепла. Однослойные бетонные конструкции, которые изготавливались большинством предприятий стройиндустрии, в настоящее время не соответствуют современным энергетическим требованиям. Переход к многослойной конструкции с эффективной изоляцией позволяет получить на каждый м² экономию условного топлива 10–12 кг.

Для стен и перекрытий усиление теплозащиты связано с увеличением толщины теплоизоляционного слоя в многослойных конструкциях, или толщины самой конструкции, если она однородна. При увеличении толщины ограждения возрастает расход материала на единицу площади, но сокращаются теплопотери и расход тепла на отопление. Экономически целесообразная толщина ограждения определяется с учетом срока службы здания как минимальная сумма затрат на строительство и отопление.

Эффективная толщина, м, теплоизолирующего слоя определяется:

, (5.1)

где R_{0 эк} – экономически целесообразное термическое сопротивление ограждающих конструкций, м²·°С/Вт; α₁ = 5 Вт/( м²·°С) – коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности стены; α₂ = 10 Вт/( м²·°С) – коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности стены; δ_ст – толщина стены, м; λ_ст = 0,84 Вт/( м·°С) – теплопроводность стены.

Экономически целесообразное термическое сопротивление ограждающих конструкций , м²·°С/Вт, находят по формуле:

, (5.2)

где С_т – стоимость тепловой энергии, руб./ГДж; n – продолжительность отопительного периода, дней; t_в и t_о – соответственно температура внутреннего воздуха в помещении и средняя температура наружного воздуха за отопительный период, °С; – срок окупаемости затрат на тепловую изоляцию, год; р – процентное отчисление на амортизацию в год (банковская ставка), р = 25 %;С_из – стоимость тепловой изоляции руб./м³.

Годовая экономия энергии из-за внедрения эффективной изоляции:

, ГДж/год. (5.3)

Годовая экономия условного топлива

, т.у.т./год. (5.4)

2. Определение тепловых потерь в тепловых сетях.

Для оценки состояния теплотрасс в необходимо сравнивать потери в них теплоты с теми значениями, которые допускались при проектировании в соответствии с требованиями СНиП.

Годовые потери теплоты на трассах при нарушении изоляции определяют по формуле:

, ГДж/год. (5.5)

где k – поправочный коэффициент, принимается в зависимости от разницы температур теплоносителя в подающем трубопроводе и окружающего воздуха по табл. 5.1; q – тепловой поток с 1 п.м трубопровода при температуре теплоносителя 150°С, принимается по рис.5.1; l – длина неизолированного участка, м; n – продолжительность отопительного периода, дней.

Таблица 5.1 – Поправочный множитель k

Температура воздуха, ºС	Разность температур металла трубы и воздуха, ºС
	50	100	200	400
0	0,91	0,91	0,91	0,91
-10	0,95	0,95	0,96	0,96
-20	1,0	1,0	1,0	1,0
-30	1,05	1,05	1,05	1,04

Потери теплоты изолированных трубопроводов

, ГДж/год. (5.6)

где q_уд – удельные потери теплоты изолированным трубопроводом принимаются в зависимости от диаметра трубопровода и температуры теплоносителей (см. табл. 5.2), Вт/м.

Рисунок 5.1 – Номограмма для определения тепловых потерь

неизолированными поверхностями трубопроводов

Таблица 5.2: Потери тепловой энергии изолированными водяными

теплопроводами при подземной бесканальной прокладке

и температуре теплоносителя 150/70 °С

Наружный диаметр трубопровода, мм	Удельные потери теплоты qуд , Вт/м
57	76
76	86
89	93
108	102
159	124
219	151
273	174
325	195

Перерасход энергии из-за нарушения изоляции

, ГДж/год. (5.7)

Годовой перерасход топлива из-за нарушения изоляции

, т.у.т./год.

Потери тепла Q_ут, связанные с утечками воды или пара через нарушение герметичности трубопроводов и паропроводов, нарушение сальниковых узлов и прокладок задвижек, зависят от давления в системе (табл. 2) и определяются по формуле:

ГДж/ч (5.8)

где r_в – плотность воды (1 кг/л ); V_yт – объемный расход воды через неплотности системы, принимается по табл.4.3, л/час; F_ут – площадь отверстия неплотности, мм²; C_в – теплоемкость воды (1 ккал/кг); t_гв – температура горячей воды, °С; t_хв – температура холодной воды подпитки системы, °С.

Таблица 5.3: Влияние давления в системе и диаметра отверстия

на величину утечек воды и пара

Давление в системе (ата)	Утечки воды через отверстие площадью 1 мм2 (л/час) Vyт	Утечки пара через отверстие площадью 1 мм2 (кг/час)
2	33	0,73
3	47	1,1
4	56	1,35
5	66	1,7
6	75	2,1
7	81	2,4
8	88	2,75
9	94	3,0
10	100	3,4

Перерасход энергии связанный с утечками теплоносителя

, ГДж/год (5.9)

Годовой перерасход топлива из-за утечек теплоносителя

, т.у.т./год.