Sb95852

9. Определениепотенциалаэкономииэлектроэнергии(кВт·ч/г) приповышении эффективности использования электроэнергии за счет автоматизации управления освещением

Wi Wгi kэ.а 1 ,

где kэ.а – коэффициент эффективности автоматизации управления освещением, который зависит от уровня сложности системы управления.

В табл. 3.4 представлены значения kэ.а для предприятий и организаций с обычным режимом работы (1 смена).

10. Определение потенциала экономии электроэнергии при установке энергоэффективной ПРА. Экономию электроэнергии (кВт·ч/г) определяют по формуле

Wi Wгi 1 kПРАN i kПРАi ,

где kПРАi – коэффициент потерь в ПРА существующих ОУ i-го помещения;

kПРАN i – коэффициент потерь в устанавливаемых ПРА.

В табл. 3.5 представлены значения kПРА для различных типов ПРА.

Таблица 3.4

11. Оценка экономии электроэнергии (кВт·ч/г) при замене светильников на аналогичные по светораспределению и расположению

Wi Wгi 1 kэ.зi kз.лikчi k ikПРАN i kПРАi ,

где k i i iN – коэффициент, учитывающий повышение КПД светиль-

ника; i – паспортный КПД существующих светильников; iN – паспортный КПД предлагаемых к установке светильников.

Расчет экономии электроэнергии при замене светильников учитывает все мероприятия, поэтому их следует исключать при расчете общей экономии электроэнергии в i-м помещении.

12. В случае большого числа однотипных помещений в обследуемом здании со схожими по параметрам, состоянию и мероприятиям ОУ расчет осуществляется с помощью удельных показателей экономии электроэнергии (кВт·ч/г/м2)

Wудj Wi j Sij ,

где Wi j – расчетная экономия электроэнергии для i-го помещения для

j-типа помещения; Sij – площадь i-го помещения.

13. Общая экономия электроэнергии (кВт·ч/г) в системах освещения обследуемого объекта определяется по формуле

Wг n Wудi S j , i 1

где S j – общая площадь помещений j-го типа; n – количество типов помещений.

Пример расчета систем освещения жилых и общественных зданий

Исходные данные: тип ОУ и используемых ламп, тип ПРА, мощность ламп, количество ламп в осветительной установке, количество осветительных установок.

Расчет фактического энергопотребления:

1. Годовое потребление электроэнергии (кВт) осветительными установками:

P1 PлkПРА N 0.04 1.22 32 1.56;

12

Расчет экономии электроэнергии:

1. Определение потенциала экономии электроэнергии при переходе на другой тип источника света с более высокой светоотдачей (лм/Вт):

1) коэффициент эффективности замены типа источника света:

kэ.зi hhN 7083 0.84;

2)экономия электроэнергии (кВт∙ч/г):

Wi Wгi 1 kэ.зikз.лi 1.56 1800 0.9 1 0.84 1 404.

2. Определение потенциала экономии электроэнергии при повышении КПД существующих осветительных приборов вследствие их чистки.

1) коэффициент эффективности чистки светильников:

kчi 1 gс bce t / tс 1 0.95 0.05 e 876010 000 0.029;

2)экономия электроэнергии (кВт∙ч/г):

Wi Wгikчi 1.56 1800 0.9 0.029 73.

3. Определениепотенциалаэкономииэлектроэнергии(кВт∙ч/г) приповышении эффективности использования электроэнергии за счет автоматизации управления освещением:

Wi Wгi kэ.а 1 1.56 1800 0.9 1.35 1 884.

4. Определение потенциала экономии электроэнергии (кВт∙ч/г) при установке энергоэффективной пускорегулирующей аппаратуры (ПРА):

Wi Wгi 1 kПРАN i kПРАi (1.56 1800 0.9) 1 1.1/1.22 249.

5. Оценка экономии электроэнергии (кВт∙ч/г) при замене светильников:

Wi Wгi 1 kэ.зi kз.лi kчi k i kПРАN i kПРАi

= 1.56 1800 0.9 1 0.84 0.029 0.94 1.11.22 2475.

13

6. Потенциал годовой экономии электроэнергии в ОУ.

1) коэффициентприведения, дляучетаотклоненияфактическойосвещенности от нормативных значений:

kпi Eфi Eнi 400500 0.8.

2) потенциал годовой экономии электроэнергии (кВт∙ч/г):

Практическое занятие 3 ЭЛЕКТРОБАЛАНСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Цель работы. Ознакомиться с методикой составления электробалансов электротехнологических установок и освоить ее на практике на примере индукционной тигельной печи.

Общая часть

Исходные данные необходимые для составления энергобаланса:

1)наименование расплавляемого металла или марка сплава и его состав;

2)теплосодержание или энтальпия металла или сплава при температуре разливки;

3)емкость печи (тигля);

4)электрические потери в конденсаторной батарее;

5)полезная мощность индукционной тигельной печи;

6)активная мощность, передаваемая в загрузку;

7)ток индуктора;

8)активное сопротивление условного одновиткового индуктирующего провода;

9)количество витков.

Результаты расчета должны быть сведены в табл. 3.1

Электрические потери (кВт) в индукторе определяются по выражению

Pэ.и R1I12N 2 ,

где R1 – активное сопротивление условного одновиткового индуктирующего провода, Ом; I1 – ток индуктора, А; N – количество витков индуктора.

Мощность (кВт), потребляемая от источника питания, определяется по выражению

Pист Pэ.и Pэ.б Pток P2 ,

где Pэ.б – электрические потери в конденсаторной батареи, кВт; Pток – потери в токоподводе (ориентировочно их можно принять равными 5 % от мощности, потребляемой от источника питания), кВт; P2 – активная мощность,

передаваемая в загрузку, кВт.

Электрические потери (кВт) в источнике питания определяются по выражению

Pи.п Pист 1 пр 1 ,

где пр – КПД преобразователя (можно принять пр 0.92 ).

Активная мощность (кВт), потребляемая от сети

Pс Pист Pи.п.

Общий КПД плавильной установки определяется по выражению

у Pпол Pс ,

где Pпол – полезная мощность индукционной тигельной печи (кВт). Удельный расход электроэнергии (кВт∙ч/т) определяется по выражению:

W Cp у

или

W 2.78 10 4 qk у ,

где Cp – энтальпияметаллаилисплавапритемпературеразливки, кВт∙ч/т; qk

– теплосодержание расплавляемого металла или сплава при температуре разливки, Дж/т.

Длительность плавки (ч) определяется по выражению tпл GW Pс ,

где G – емкость печи, т.

15

Производительность установки (т/ч) по расплавлению и перегреву определяется по выражению

m G / tпл.

Пример расчета электробаланса индукционной тигельной печи

Исходные данные:

1)наименование расплавляемого металла − сталь;

2)энтальпия − 385 кВт∙ч/т ( qk =1.42∙106 Дж/кг);

3)емкость печи (тигля) – 6 т;

4)электрические потери в конденсаторной батарее – 171.5 кВт;

5)полезная мощность индукционной тигельной печи – 1600 кВт;

6)активная мощность, передаваемая в загрузку – 1710 кВт;

7)ток индуктора – 14 379 А;

8)активное сопротивление условного одновиткового индуктирующего

провода – 0.172∙10–4 Ом; 9) количество витков – 10.

1. Электрические потери (кВт) в индукторе:

Pэ.и R1I12N 2 0.172 10 4 143792 102 355.6.

2. Мощность (кВт), потребляемая от источника питания:

Pист Pэ.и Pэ.б Pток P2 Pэ.и Pэ.б 0.05Pист P2;

3. Электрические потери (кВт) в источнике питания:

4. Активная мощность (кВт), потребляемая от сети:

Pс Pист Pи.п 2354.8 204.8 2559.6.

5.Общий КПД плавильной установки:

у Pпол Pс 16002559.6 0.625.

6.Удельный расход электроэнергии (кВт∙ч/т):

W Cp / у 385/ 0.625 616.

7. Длительность плавки (ч):

tпл GW / Pс 6 616/ 2559.6 1.44.

16

Таблица 3.3 Варианты заданий по составлению энергобаланса индукционной тигельной печи

8. Производительность установки (т/ч) по расплавлению и перегреву: m G / tпл 6 /1.44 4.16.

17

Практическое занятие 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

Цель работы. Ознакомиться и освоить на практике методику расчета систем отопления, горячего водоснабжения и экономических затрат на компенсацию теплопотерь.

Общая часть

4.1. Система отопления

Расчет тепловых потерь зданиями производится в соответствии с требованиями СНиП 23−02−2003 «Строительная теплотехника», СНиП 23–01−99* (2015) «Строительнаяклиматология», СП 41−101−95 «Проектированиетепловых пунктов», СП 41–01–2003 (2013) «Отопление, вентиляция и кондиционирование» и СНиП 41–02–2003 «Тепловые сети».

Приведем основные формулы для расчета системы теплоснабжения. Максимальный тепловой поток (Вт) на отопление здания:

Qоmax qоS(1 k1) ,

где qо – укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление здания на 1 м2 общей площади, принимаемый по табл. 4.1 (Вт), т. е. qо = 126 Вт; S – общая площадь здания, м2; k1 – коэффициент, учитывающий

тепловой поток на отопление общественных зданий, при отсутствии данных следует принимать равным 0.25.

Средний тепловой поток (Вт) на отопление здания следует определять по формуле:

где tO − расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, С; ti − средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, принимаемая для жилых и общественных зданий 18 С; tот − средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой воздуха 8 С и менее (отопительный период).

Расчетно-нормативное годовое потребление тепловой энергии на отопле-

ние:

Qон.г 86.4Qотnо,

где nо − продолжительность отопительного периода в сутках, соответствую-

щая периоду со средней суточной температурой наружного воздуха 8 С и ниже, nо = 218 сут.

4.2. Система горячего водоснабжения

Средний тепловой поток (Вт) на горячее водоснабжение здания:

Qгв 0.014m(a b)(55 tх)с

или

Qгв qгвm ,

где а − норма расхода воды на горячее водоснабжение при температуре 55 С на одного человека в сутки, проживающего в здании с горячим водоснабжением, принимая в зависимости от степени комфортности зданий в соответствии со СНиП 2.04.01−85* (2015); b − норма расхода воды на горячее водоснабжение, потребляемой в общественных зданиях, при температуре 55 С,

4.187 кДж/(кг∙ С), или 1 Ккал/(кг∙ С); qгв − укрупненный показатель среднеготепловогопотоканагорячееводоснабжениенаодногочеловека, принима-

емый по табл. из СНиПа и равный приблизительно 176 Вт; tх − температура холодной воды в отопительный период (при отсутствии данных принимается

5 С).

19

Максимальный тепловой поток (Вт) на горячее водоснабжение здания:

Qгвmax 2.4Qгв.

Расчетно-нормативное годовое потребление тепловой энергии на горячее водоснабжение:

Qгвн .г 86.4Qгвnо.

4.3. Основные направления по экономии тепловой энергии

Дополнительное утепление наружных стен зданий. Такое энергосберегающеемероприятиевнастоящеевремявесьмаширокоприменяетсявзападных странах Европы и начинает применяться в нашей стране, но не в таких объемах, как было бы нужно. Практически применяют три способа утепления всей площади наружных стен:

1)напыление на них асбестоперлитового раствора;

2)напыление на них раствора пенопласта (пенополиуретана);

3)наклейка пенополистирольных плит.

Опыт западных стран подтвердил экономическую эффективность и техническую возможность применения всех этих способов утепления наружных стен, в том числе возможность выполнения работ механизированным способом и без временного прекращения работы организации, находящейся в здании.

Для утепления наружных стен применяют различные способы и материалы, но чаще всего применяют напыление пенополиуретана, имеющего теп-

лопроводность 0.041 Вт/(м∙К) и плотность 40…70 кг/м3.

4.4. Экономический расчет затрат на компенсацию теплопотерь

Текущие затраты на компенсацию теплопотерь через стену (при теплоснабжении от ТЭЦ) после утепления стены, определим по формуле (р./м2):

T 1.08(tв tср.от)nот10 6 cтец Rу ,

где 1.08 − коэффициент, учитывающий дополнительные затраты теплоты; tв – температура воздуха в помещении, С; tср.от − средняя в течение отопи-

тельногопериодатемпературанаружноговоздуха, С; nот – отопительныйсезон, ч; cтец – стоимость тепловой энергии, р./Гкал; Rу – сопротивление теп-

лопередаче стены после ее утепления, которое вычисляется по формуле:

Rу Rн.у у у ,

20