7624

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

М.М.Соколов, Н. Т. Пузиков

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЯ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным и практическим занятиям (включая рекомендации по

организации самостоятельной работы) по дисциплине Б.1.44.«Энергосберегающие технологии в системах теплогазоснабжения» для обучающихся по заочной форме направлению подготовки 08.03.01 «Строительство»,

профиль «Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий сооружений, населенных пунктов»

Нижний Новгород

2016

УДК 697.1:696.2 (075.8)

Соколов М.М.Пузиков Н.Т.Энергосберегающие технологии в системах теплогазоснабжения [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / М.М.

Соколов,Н.Т.Пузиков; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 29 с; ил. 1 электрон. опт. диск (CD-RW)

В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Энергосберегающие технологии в системах теплогазоснабжения» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в подготовке к практическим занятиям.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ по подготовке к лекционным и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине Б.1.44.«Энергосберегающие технологии в системах теплогазоснабжения»для обучающихся по заочной форме направлению подготовки 08.03.01 «Строительство», профиль «Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий сооружений, населенных пунктов»

© М.М. Соколов, Н.Т.Пузиков, 2016

© ННГАСУ, 2016.

3

Оглавление

4

1. Общие положения

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Целями освоения учебной дисциплины Б.1.44.«Энергосберегающие технологии в системах теплогазоснабжения» являются: формирование знаний по энергосбережению в промышленной теплоэнергетике, умений выполнять расчеты энергосберегающего оборудования, разрабатывать комплексные схемы утилизации теплоты. Знания, умения и навыки необходимы при проектировании, монтаже и эксплуатации промышленных топливосжигающих установок

В процессе освоения дисциплины студент должен Знать:

−основы энергосбережения в промышленных установках

−методы решения инженерных задач

−методики проведения теплотехнических испытаний топливосжигающих установок,

современные методы исследования теплотехнических процессов в энергосберегающем оборудовании

Уметь:

−использовать основные законы в области естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности

−пользоваться нормативной и справочной литературой

−выполнять расчеты современного энергосберегающего оборудования

Владеть:

−основами проектирования энергосберегающего оборудования

−методами математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования

−методами функционально-стоимостного анализа эффективности проектных решений

Данная дисциплина позволит студентам не только систематизировать полученные теоретические знания, укрепить исследовательские навыки, но и даст возможность ориентироваться в области энергосбережения в теплотехнике и теплотехнологиях.

1.2 Содержание дисциплины

Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:

1. Введение.

Цель изучения, технология изучения, источники. Актуальность энергосбережения, нормативно-техническая база энергосбережения

2. Нормативно-методическое обеспечение энергосбережения. Энергоаудит

Основные нормативные документы, государственные стандарты, технологические регламенты, методические документы в области энергосбережения. Энергетический паспорт промышленного потребителя топливно-энергетических ресурсов.Основы энергоаудита. Цели и задачи энергетического обследования. Оценка энергоэффективности предприятия. Разработка основных мероприятий и рекомендаций по энергосбережению.

5

3. Виды ВЭР, их использование.

Топливно-энергетический баланс промпредприятий. Вторичные энергоресурсы, их виды. Выявление ВЭР и целесообразность их использования. Способы утилизации ВЭР.

4. Воздухоподогреватели топливосжигающих установок.

Конструкции воздухоподогревателей для нагрева воздуха. Основы регенеративного теплоиспользования, теплотехнические и эксплуатационные характеристики регенераторов. Условия эффективной работы металлических рекуператоров.

5. Теплоутилизационное оборудование промышленных установок.

Конструкции котлов-утилизаторов. Расчет котлов-утилизаторов. Контактные экономайзеры, принцип действия и конструкция. Конструктивный расчет контактных экономайзеров. Контактно-поверхностные теплоутилизаторы, конструкции, расчет. Конденсационные теплоутилизаторы, конструкции, расчет.

6. Схемы комплексного ступенчатого использования теплоты продуктов сгорания в различных отраслях промышленности

Комплексное использование теплоты продуктов сгорания в машиностроении. Комплексное использование теплоты продуктов сгорания в промышленности строительных материалов. Комплексное использование теплоты продуктов сгорания в химической промышленности. Комплексное использование теплоты продуктов сгорания в котельных установках. Комплексное использование теплоты продуктов сгорания в газовой промышленности. Комплексное использование теплоты продуктов сгорания в металлургической промышленности.

7. Энергосбережение в системах отопления, вентиляции, горячего водоснабжения.

Снижение расчетных потерь теплоты зданиями. Системы газовоздушного лучистого отопления. Комбинированные системы лучистого отопления и вентиляции. Тепловые насосы, тепловые трубы, конструкции, расчет, области применения.

1.3 Порядок освоения материала

На освоение материала студентам выделяется 6 часов лекционных и 12 час индивидуальных занятий, а также отводится 54 часа на самостоятельное обучение. За это время, по мере освоения учебного материала, студенты также должны выполнить контрольную работу. По окончанию курса сдается зачет. Студенты, не выполнившие контрольную работу, до зачета не допускаются.

6

2. Методические указания по подготовке к лекциям

2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях

Лекция – это важнейшее звено дидактического цикла обучения, цель которой - формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным, фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.

Назначение лекции состоит в доходчивом изложении основных положений изучаемой дисциплины и ориентации на наиболее ее важные вопросы.

Большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей предоставляет личное общение на лекции преподавателя со студентами.

При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций, предлагаемой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме, что способствует повышению эффективности лекционных занятий.

2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций

Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Он помогает внимательно слушать и лучше запоминать в процессе осмысленного записывания. Также конспект незаменим, как опорный материал при подготовке к семинару, зачету, экзамену.

Вслучае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает в большинстве случаев неусвоенность материала дисциплины.

2.3Общие рекомендации по изучению материала лекций и их теоретический базис

2.3.1 Раздел 1: Введение

Внастоящее время появляется все больше новых технологий в промышленной теплоэнергетике, позволяющих более эффективно использовать различные виды энергии. Но не все они способны найти должное применение в различных отраслях промышленности. Разработка современного и надежного оборудования для котельных установок достаточно хорошо развита за рубежом. В России более чем в 60% котельных установок агрегаты устарели, и замена их зарубежным оборудованием не представляется возможным ввиду некоторых причин.

Основными причинами являются:

Значительный недостаток инвестирования отрасли теплоснабжения; Климатические условия, характерные для нашей страны; Вместе с тем эксплуатация отечественного оборудования связана со значительными

экологическими проблемами. Основной причиной экологических проблем является выброс недостаточно охлажденных продуктов сгорания в атмосферу. В таких котельных агрегатах также имеет место неэкономичное использование топлива.

С другой стороны анализ оценки обеспеченности топливно-энергетических ресурсов показывает, что наиболее дефицитным видом топлива является нефть. Ее хватит по разным источникам на 30-40 лет. Затем, через 30-70 лет, истощатся запасы горючего газа и урана. Лучше всего обстоит дело с углем, запасы которого в мире достаточно велики, и обеспеченность углем составит 230-330 лет. Поэтому в последние годы широкое

7

распространение наравне с невозобновляемыми получили возобновляемые источники энергии.

Таким образом, в данной дисциплине рассматривается как применение современного оборудования, которое позволит более рационально использовать энергетический потенциал топлива, так и альтернативные источники энергии, такие как энергия солнечного излучения и др.

2.3.2 Нормативно-методическое обеспечение энергосбережения. Энергоаудит.

Целью политики государства в сфере энергосбережения является достижение намеченных стратегических ориентиров роста энергоэффективности с использованием широкого спектра мер, стимулирующих потребителей энергоресурсов и обеспечивающих:

•структурную перестройку российской экономики в пользу малоэнергоемких обрабатывающих отраслей и сфер услуг;

•создание условий для реализации потенциала технологического энергосбережения;

•обоснованное повышение внутренних цен на энергоносители до бездотационного уровня экономически оправданного, приемлемыми для потребителей темпами;

•постепенную ликвидацию перекрестного субсидирования в тарифообразовании. Импульс в реализации государственной политики энергосбережения и

энергоэффективности был дан Указом Президента Российской Федерации от 4 июня

2008г.

«О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической

РФ, решениями расширенного заседания президиума Государственного совета Российской Федерации 2 июля 2009 г. и поручениями Правительства Российской Федерации, в стране активизировалась работа по реализации государственной политики энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Сегодня в России практически сформирована нормативная правовая база в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, начался этап практической реализации намеченного курса.

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

2.Разработан и в июле 2009 г. введен в действие Федеральный закон «О внесении изменений и дополнений в Федеральный закон «О техническом регулировании», в соответствии с которым показатели энергоэффективности предъявляются в качестве обязательных требований к объектам технического регулирования.

3.В целях реализации Федерального закона от 23.11.2009 № 261-ФЗ, с участием Минэнерго России разработаны и приняты постановления Правительства РФ: № 67 от 20.02.2010 г. «О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации по вопросам определения полномочий федеральных органов исполнительной власти в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности»;

№ 1220 от 31.12.2009 «Об определении применяемых при установлении долгосрочных тарифов показателей надежности и качества поставляемых товаров и оказываемых услуг»;

№ 1221 от 31.12.2009 « Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности товаров, работ, услуг, размещение заказов на которые осуществляется для государственных и муниципальных нужд»;

8

№ 1225 от 31.12.2009 «О требованиях к региональным и муниципальным программам в области энергосбережения и повышения энергоэффективности».

Федеральный закон “ Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской

основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности. Закон предусматривает:

-введение обязательного информирования потребителя об энергоэффективности, включая сведения о классе энергоэффективности приобретаемых ими бытовых энергетических устройств в соответствующей маркировке на этикетке товара;

-оснащение многоквартирных домов, зданий, строений, сооружений, как существующих, так и вводимых в эксплуатацию после строительства, реконструкции

икапитального ремонта приборами учета энергоресурсов;

-введение требований по энергоэффективности новых зданий, строений, сооружений с запретом на ввод их в эксплуатацию без соответствия установленным требованиям;

-введение классов энергоэффективности зданий с обязательным информированием о классе энергоэффективности;

-создание системы государственного информационного обеспечения в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, распространение социальной рекламы, пропагандирующей правильное потребление энергоресурсов;

-возможность установления запретов или ограничений оборота на территории России товаров с высокой энергоемкостью.

«Энергоаудит» или энергетическое обследование предприятий и организаций предполагает оценку всех аспектов деятельности предприятия, которые связаны с затратами на топливо, энергию различных видов, воду и некоторые энергоносители.

Этапы аудиторского обследования утверждены и сертифицированы в международной системе сертификации ISO 9001.

1)Натурное обследование объекта, выполнение измерений и сбор информации в различных условиях. В зимнее время для жилого дома проводят тепловизионную съёмку, которая позволяет определить источники нарушения теплоизоляционного материала и выявить тепловые протечки.

2)Определение качества строительных конструкций, типы и свойства используемых материалов при строительстве здания или сооружения.

3)Анализ полученных результатов, построение энергетических изолиний и

графиков распределения энергии.

4)Составление и анализ теплоэнергетического баланса объекта.

5)Разработка долгосрочной программы по увеличению энергоэффективности сооружения с подробным поэтапным планом разгрузки энергетических сетей.

6)Формирования отчёта по каждому из вышеперечисленных пунктов с подробным анализом эффективности принимаемых мер по рациональному расходу энергии.

Результатом энергоаудита является подробный отчёт с рекомендациями по снижению энергопотребления, а также энергетический паспорт здания. В энергетический паспорт заносятся результаты, полученные в ходе энергетического обследования, данные по энергоэффективности, класс энергоэффективности здания, а также смета потребляемых ресурсов и т.д.

2.3.3.Виды ВЭР, их использование

10

В рекуператоре (рис. 2) теплота уходящих газов передается воздуху через поверхности пластин, отделяющих течение уходящих газов от течения воздуха. В рекуператоре процесс теплообмена между дымовыми газами и воздухом происходит непрерывно. С одной стороны это положительный момент, поскольку в рекуператоре отсутствуют сложные конструктивные элементы, требующие дополнительного обслуживания. С другой стороны, невозможно добиться такой же эффективности использования теплоты дымовых газов как в регенераторе.

Регенератор снабжается поворотным механизмом, через ротор которого попеременно проходят то уходящие газы, то нагреваемый воздух. Насадки в роторе нагреваются после прохождения через них уходящих газов, и эта теплота затем передается воздуху. Регенератор позволяет добиться более высокой эффективности использования теплоты, чем рекуператор, но из-за сложности конструкции (рис. 3) по сравнению с рекуператором, имеет более высокую стоимость и стоимость обслуживания.

Рис. 2. Принцип работы рекуператора.