ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ЭНЕРГОАУДИТА

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Энергосбережение в теплотехнике, теплоэнергетике и теплотехноло - гиях необходимо сориентировать по нескольким основным направлениям: в системах электроснабжения, в вопросах теплообмена, в теплогенери - рующих установках, котельных и тепловых сетях, в теплотехнологиях, в зданиях и сооружениях, а также за счет использования вторичных ресурсов и альтернативных источников энергии.

1. Энергосбережение в системах электроснабжения включает систе­мы освещения, электротехники и электроники, электрические сети, элек­трические машины и аппараты, системы электрохимзащиты оборудования и трубопроводов промышленных предприятий и объектов жилищно - коммунального хозяйства.

2. Энергосбережение в вопросах теплообмена базируется на законах теплопроводности, конвективного, лучистого и сложного теплообмена. Теплотехника - отрасль знаний, изучающая теорию и технические средства превращения энергии природных источников в тепловую, механическую и электрическую энергии, а также теорию и средства использования теплоты для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, технологических нужд промышленности и ЖКХ.

Энергосбережение затрагивает вопросы интенсификации теплопере­дачи в теплообменных аппаратах, стационарной и нестационарной тепло­проводности при различных граничных условиях, при внутреннем тепло­выделении и наличии фильтрации, теплообмена излучением между телами и в газах, при кипении и конденсации [13].

Изучение законов преобразования теплоты в другие виды энергии и теплообмена позволяют постигнуть основы работы различного рода тепло­вых, теплогенерирующих и теплотехнологических установок, тепловых двигателей и нагнетателей.

3. Энергосбережение в теплогенерирующих установках затрагивает вопросы расчета паровых и водогрейных котельных агрегатов, электрод­ных котлов, гелиоустановок, геотермальных установок, котлов - утилизаторов, теплонасосных установок. Разработка методик расчета теп - логенерирующих установок (ТГУ), горения, теплового баланса, топочных камер, конвективных поверхностей нагрева, расхода топлива, позволяют выбрать наиболее экономичный и энергосберегающий вариант работы теп­логенератора.

Классификация и устройство теплогенерирующих установок, обзор паровых, водогрейных, электродных котлов, гелиоустановок, вопросы экс­плуатации котельных агрегатов, топочных устройств, оборудования водо - подготовки, арматуры, контрольно-измерительных приборов и системы автоматики подробно описаны в монографиях [10, 11].

4. Энергосбережение в производственных и отопительных котель­ных основывается на проектировании и расчете рациональных тепловых схем котельных для закрытых и открытых систем теплоснабжения, эконо­мии энергоресурсов при работе паровых и водогрейных котельных устано­вок, экономии и сбережения воды в котельной, использовании современ­ных приборов регулирования, контроля, управления и экономии энергоре­сурсов при эксплуатации котельных.

Разработка методик и основных положений работы тепловых схем производственно-отопительных котельных, с паровыми и водогрейными котлами, расчета и подбора теплоэнергетического оборудования (теплооб­менников, насосов, тягодутьевых машин и др.), определения тепловых на­грузок и расхода топлива, позволяют выбрать наиболее экономичный и энергосберегающий вариант их работы. В монографии [12] подробно опи­саны тепловые схемы отопительных и производственно-отопительных ко­тельных с паровыми и водогрейными котлами, приведены расчеты этих схем, что позволяет выбрать наиболее экономичный и энергосберегающий вариант их работы.

5. Энергосбережение в тепловых сетях касается вопросов повышения качества воды для систем теплоснабжения, использования современных теплообменников на тепловых пунктах, установки приборов расхода воды и учета теплоты, применения современных технологий тепловой изоляции, замены элеваторных узлов на смесительные установки с датчиками темпе­ратуры и расхода.

В настоящее время следует экономически обосновать и договориться между производителями и потребителями тепловой энергии, администра­циями и предприятиями о том, при какой тепловой мощности потребителей экономичнее применять централизованную или децентрализованную сис­тему теплоснабжения.

6. Энергосбережение в теплотехнологиях охватывает разработку критериев энергетической оптимизации при производстве, передаче или сбережения тепловой энергии, баланса теплоты, интенсификации процес­сов теплопередачи, современных способов сжигания топлива, использова­ния паротурбинных, газотурбинных, холодильных установок, тепловых насосов и тепловых трубок, эффективной тепловой изоляции, разработку методик расчета технико-экономических показателей. Реализация новых и коренная модернизация действующих теплотехнологических систем воз­можны на базе современных технологических, энергетических, научно - методических и организационных основ.

7. Энергосбережение в зданиях и сооружениях строится на сбереже­нии теплоты в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воз­духа.

Энергосбережение в зданиях и сооружениях включает в себя различ­ные устройства: вентилируемых наружных стен, вентилируемых окон, трехслойного или теплоотражающего (в инфракрасном излучении) остек­ления, дополнительного утепления наружных ограждений, теплоизоляции стен за отопительным прибором, застекленных лоджий. Кроме того, для энергосбережения в зданиях и сооружениях возможно применение воз­душного отопления от гелиоустановок, а также с использованием теплона - сосных установок и энергии низкого потенциала (конденсата, воды, возду­ха).

В промышленных зданиях и сооружениях в дополнении к этому воз­можно применение газовых инфракрасных излучателей, периодического режима отопления, локального обогрева рабочих площадок теплотой ре­циркуляционного воздуха из верхней зоны помещения, прямое испари­тельное охлаждение воздуха, вращающихся регенеративных воздухо- воздушных утилизаторов теплоты.

8. Энергосбережение за счет использования альтернативных (не­традиционных и возобновляемых) источников энергии опирается на приме­нении солнечных коллекторов и электростанций, тепловых насосов, гелио­установок, фотоэлектрических и ветроэнергетических установок.

9. Энергосбережение за счет использования вторичных энергоресур­сов (ВЭР) требует использования горючих, тепловых и ВЭР избыточного давления. Горючие - отходы технологических процессов термохимической переработки углеродистого сырья, горючие городские и сельскохозяйст­венные отходы. Тепловые - теплоносители, способные при определенных условиях выделять определенное количество теплоты. ВЭР избыточного давления - газы и жидкости, покидающие технологические аппараты под избыточным давлением и способные передать другому теплоносителю часть накопленной потенциальной энергии перед сбросом в окружающую среду.

Энергосбережение за счет использования ВЭР включает утилизацию теплоты уходящих топочных газов и воздуха, установки контактных теп­лообменников, использование холодильных установок в качестве нагрева­телей воды, использования теплоты сепараторов пара и пара вторичного вскипания конденсата, рециркуляцию сушильного агента.

Для решения задач энергосбережения в теплотехнике, теплоэнергети­ке и теплотехнологиях нужны высококвалифицированные специалисты, хорошо освоившие принципы проектирования и эксплуатации энергосбе­регающих технологий и оборудования.

В настоящее время, в век компьютерных технологий и программного обеспечения, в каждой организации и предприятии необходима программа энергосбережения и система комплексной диспетчеризации инженерного оборудования.

Система комплексной диспетчеризации инженерного оборудования включает:

• диспетчерский пункт с компьютерами и программным обеспечени­ем, обеспечивающим доступ к технологическим параметрам и единое ин­формационное пространство;

• энергоэффективные тепловые узлы с датчиками и автоматическими регуляторами температуры, расхода теплоносителя, учета тепловой энер­гии, учет потребления водопроводной воды;

• учет потребления электроэнергии всех потребителей; контроль и управление освещением;

• индикация загазованности, затопления и пожара в помещениях.

Система комплексной диспетчеризации инженерного оборудования

Должна иметь в распоряжении лабораторию энергоаудита с различными метрологическими характеристиками и функциями.

В функциональный состав лаборатории энергоаудита должны вхо­дить контрольно-измерительные приборы (КИП) и средства автоматизации с различными метрологическими характеристиками [47]:

• измерители-регуляторы скорости и температуры воды, температуры и влажности воздуха в вентиляционных системах;

• измерители освещенности, параметров трехфазных, однофазных и высоковольтных систем;

• измерители содержания О2, СО2, СО, МОх, Н2, СН4, давления и тем­пературы в топочных дымовых газах;

• измерители скорости вращения подвижных элементов;

• контроллеры для систем кондиционирования, отопления и горячего водоснабжения, приточной и вытяжной вентиляции;

• контроллеры для технологического оборудования и холодильных машин, установок тепловлажностной обработки и печей;

• счетчики, таймеры, измерители расхода;

• приборы для управления насосами, сигнализаторы уровня;

• термопреобразователи, блоки питания и модули входа/выхода;

• средства сбора данных и проведения термографических исследова­ний, включающих адаптеры и преобразователи интерфейса RS-232/RS-485, а также супервизорный контроль с программами типа ОРМ (OWEN PROCESS MANAGER) или SCADA-система (Supervisory, Control and Data Acquisition).