Вход

Энергосберегающие технологии и материалы

Реферат по физике
Дата добавления: 29 сентября 2009
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 201 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
Содержание Введение 2 1. Акту альность энергосбережения в РФ на современном этапе 3 2. Энер госберегающие технологии 4 Заклю чение 14 Списо к используемой литературы 15 Введение В последнее двадцатилетие энергетика обеспечивала р ост благосостояния в мире примерно в равных долях за счет увеличения про изводства энергоресурсов и улучшения их использования и в развитых стр анах меры по энергосбережению давала 60-65% экономического роста . В результате энергоемкость национального дохода уменьшилась за этот период в мире на 18% и в развитых странах – на 21-27% . Не случайно коренное повышение эне ргетической эффективности экономики (системных мер по энергосбережени ю ) является центральной задачей Эне ргетической стратегии России . Энер гетическая стратегия предусматривает интенсивную реализацию организ ационных и технологических мер экономии топлива и энергии, т.е. проведения целенаправленной энергосбер егающей политики . Для этого Россия р асполагает большим потенциалом организационного и технологического э нергосбережения . Реализация освое нных в отечественной и мировой практике организационных и технологиче ских мер по экономии энергоресурсов способна к 2020 году уменьшить их расхо д в стране на 40-48% или на 360-430 млн . т . у . т . в год . Около трети потенциала энергосбережения имеют отрасли ТЭК, др угая треть сосредоточена в остальных отраслях промышленности и в строи тельстве, свыше четверти – в коммунально-бытовом секторе, 6-7% - на транспорте и 3% - в сельском хозяйстве . 1. Актуальн ость энергосбережения в РФ на современном этапе Энергоресурсосбережение является одной из самых сер ьезных задач XXI века . От результатов решения этой проблемы зависит место нашего общества в ряду развитых в эк ономическом отношении стран и уровень жизни граждан . Россия не только располагает всеми необходимыми прир одными ресурсами и интеллектуальным потенциалом для успешного решения своих энергетических проблем, но и объективно является ресурсной базой для европейских и азиатских государств, экспортируя нефть, нефтепродук ты и природный газ в объемах, стратегически значимых для стран-импортеро в . Однако избыточность топливно-эне ргетических ресурсов в нашей стране совершенно не должна предусматрив ать энергорасточительность, т.к только энергоэффективное хозяйствование при открытой рын очной экономике является важнейшим фактором конкурентоспособности ро ссийских товаров и услуг . Перед общ еством поставлена очень амбициозная задача - добиться удвоения валового внутреннего продукта (ВВП ) за 10 лет, но решить эту задачу, не изменив ради кально отношение к энергоресурсосбережению, не снизив энергоемкость п роизводства, не удастся . Энергосбережение должно быть отнесено к стратегическим задачам госуда рства, являясь одновременно и основным методом обеспечения энергетиче ской безопасности, и единственным реальным способом сохранения высоки х доходов от экспорта углеводородного сырья . Требуемые для внутреннего развития энергоресурсы можно получить не то лько за счет увеличения добычи сырья в труднодоступных районах и строит ельства новых энергообъектов но и, с меньшими затратами, за счет энергос бережения непосредственно в центрах потребления энергоресурсов - больших и малых поселениях . Стратегическая цель энергосбережения одна и следует из его определени я - это повышение энергоэффективнос ти во всех отраслях, во всех поселениях и в стране в целом . И задача - определить, какими мерами и насколько можно осуществить это по вышение . Цели энергосбережения совпадают и с другими целями муниципальных обра зований, таких как улучшение экологической ситуации, повышение экономи чности систем энергоснабжения и др . Снижение потребления позволяет обеспечивать подключение новых потреб ителей при минимальных капитальных затратах на развитие инфраструктур ы и снимает проблемы выделения земельных участков под новое строительс тво объектов генерации, отчуждение санитарно-защитных зон и т.д., что в целом положительно сказывается на градостроительном развитии . Решение задач повышения энергоэффективности на сегодняшнем этапе, ког да существует большой резерв малозатратных мероприятий, также совпада ет с большинством стратегических целей государства и хозяйствующих су бъектов . 2. Энергосбер егающие технологии Одним из действенных способов уменьшить влияние чело века на природу является увеличение эффективности использования энерг ии - эне ргосберегающие технологии . В самом деле, современная энергетика, осн ованная в первую очередь на использовании ископаемых видов топлива (неф ть, газ, уголь ), оказывает наиболее ма ссивное воздействие на окружающую среду . Начиная от добычи, переработки и транспортировки энергоресур сов и заканчивая их сжиганием для получения тепла и электроэнергии - все это весьма пагубно отражается на э кологическом балансе планеты . Основная роль в увеличении эффективности использования энергии принад лежит современным энергосберегающим технологиям . После энергетического кризиса 70-х г одов XX века именно они стали приоритетными в развитии экономики Западно й Европы, а после начала рыночных реформ - и в нашей стране . При этом и х внедрение, помимо очевидных экологических плюсов, несет вполне реальн ые выгоды - уменьшение расходов, свя занных с энергетическими затратами . Энергосбережение сейчас становит ся одним из приоритетов политики любой компании, работающей в сфере прои зводства или сервиса . И дело здесь д аже не столько в экологических требованиях, сколько во вполне прагматич еском экономическом факторе . По данным специалистов, доля энергозатрат в себестоимости продукции в Р оссии достигает 30-40%, что значительно выше, чем, например, в западноевропейс ких странах . Одной из основных причи н такого положения являются устаревшие энергорасто чительные технологии , оборудование и приборы . Очевидно, что снижение таких издержек и п рименение энергосберегающих технологий позволяет повысить конкурент оспособность бизнеса . В России до 75% всей потребляемой электроэнергии на производствах исполь зуется для приведения в действие всевозможных электроприводов . Как правило, на большинстве отечественн ых предприятий установлены электродвигатели с большим запасом по мощн ости в расчете на максимальную производительность оборудования, несмо тря на то, что часы пиковой нагрузки составляют всего 15-20% общего времени ег о работы . В результате электродвига телям с постоянной скоростью вращения требуется значительно (до 60% ) больше энергии, чем это необходимо . По данным европейских экспертов, стоимость электроэнергии, потребляем ой ежегодно средним двигателем в промышленности, почти в 5 раз превосход ит его собственную стоимость . В связ и с этим очевидна необходимость применения энергосберегающих технолог ий и оптимизации оборудования с использованием электроприводов . Комплексно подойти к решению этой проблемы предлагает, например, японск ий концерн Omron, специализирующийся на выпуске продукции для автоматизаци и технологических и производственных процессов . В частности, хорошо себя зарекомендовали частотно-регулируемые электр оприводы со встроенными функциями оптимизации энер гопотребления . Суть заключается в гибком изменении частоты их вращения в зависимости от реальной нагрузк и, что позволяет сэкономить до 30-50% потребляемой электроэнергии . При этом зачастую не требуется замена станд артного электродвигателя, что особенно актуально при модернизации про изводств . Режим энергосбережения особенно актуален для механизмов, которые часть времени работают с пониженной на грузкой, - конвейеры, насосы, вентиля торы и т.п. Кроме снижен ия расхода электроэнергии, экономический эффект от применения частотн о-регулируемых электроприводов достигается путем увеличения ресурса р аботы электротехнического и механического оборудования, что становитс я дополнительным плюсом . Такие энергосберегающие электроприводы и средства автоматизации могут быть внедрены на большинстве п ромышленных предприятий и в сфере ЖКХ : от лифтов и вентиляционных установок до автоматизации предпр иятий, где нерациональный расход электроэнергии связан с наличием мора льно и физически устаревшего оборудования . По различным источникам, в европейских странах до 80% запускаемы х в эксплуатацию электроприводов уже являются регулируемыми . В нашей стране пока их доля гораздо ниже, а не обходимость использования энергосберегающих технологий все более акт уальна . Существуют и другие пути рациональнее использовать электроэнергию, пр ичем не только на производстве, но и в быту . Так, уже давно известны "умные" системы освещения, широко внедря емые в странах Западной Европы, США и особенно в Японии . Интерес к ним не удивителен, учитывая, что, в зависимос ти от назначения помещений, на освещение может расходоваться до 60% общего электропотребления жилых и офисных зданий . По расчетам специалистов российской компании "Светэк", разраба тывающей такие решения в нашей стране, энергосберегающие системы освещ ения позволяют снизить затраты на освещение до 8-10 раз ! Энергосберегающий эффект основан на том, что свет включается автоматически, именно когда он нужен . Выключатель имеет оптический датчик и микр офон . Днем, при высоком уровне освещ енности, освещение отключено . При на ступлении сумерек происходит активация микрофона . Если в радиусе до 5 м возникает шум (например, шаги или звук открываемой двери ), свет автоматически включается и горит, пока человек находится в помещении . Разумеется, такие системы освещения были бы не полными без использования энергосберегающих ламп . Их можно разделить на две группы по сферам использован ия : мощные энергосберегающие ламп ы больших размеров, предназначенные для освещения офисов, торговых площ адок, кафе, и компактные лампы со стандартными цоколями для использовани я в квартирах . Экономия электроэнер гии с применением таких ламп достигает 80%, не говоря уже о том, что по сравне нию с обычными лампами их время жизни во много раз больше . К числу наиболее "прожорливого" оборудования, используемого в жилых и оф исных помещениях, относится практически вся климатическая техника, пре жде всего, кондиционеры . Разумеется , борьба за энергоэффективность не могла пройти мимо этой категории быто вых устройств . Признанными авторитетами в области снижения энергоёмкости систем вентиляции и кондиционировани я являются компании Hoval (Лихтенштейн ) и Dantherm (Дания ). В своей продукции примен яют новейшие технологии и конструкторские разработки, позволяющие уме ньшить энергозатраты при сохранении высокой производительности . Например, отличительной особенностью агрегатов производства Hoval являет ся использование патентованного воздухораспределителя, обеспечивающ его формирование приточной струи с дальнобойностью от 3,5 до 18 м за счёт автоматически регулируемого положени я лопаток, закручивающих воздушный поток . Основным преимуществом такой конструкции является высокая эн ергетическая эффективность благодаря улучшенным показателям организ ации воздухообмена, рециркуляции воздуха и рекуперации тепла . По оценкам специалистов, в России более трети всех энергоресурсов стран ы расходуется на отопление жилых, офисных и производ ственных зданий . Поэтому все вышепе речисленные технологии и методы энергосбережения будут малоэффективны без борьбы с непродуктивными по терями тепла . Какими же путями можно повысить энергоэффективность в коммунальной сф ере ? По мнению специалистов компани и ROCKWOOL, мирового лидера в области производства негорючей теплоизоляции, сл едует выделить три основных направления энергосбережения . Во-первых, это снижение потерь на этапе выработки и транспортировки тепл а - то есть повышение эффективности работы ТЭС, модерни зация ЦТП с заменой неэкономичного оборудования, применение долговечн ых теплоизоляционных материалов при прокладке и модернизации тепловых сетей . Во-вторых, повышение энергоэффективности зданий за счет комплексного п рименения теплоизоляционных решений для наружных ограждающих констру кций (в первую очередь, фасадов и кровель ). В частности, штукатурные системы утепления фасадов ROCKFACADE позволя ют сократить теплопотери через внешние стены не менее чем в два раза . И, в-третьих, использование радиаторов отопления с автоматической регуляцией и систем вентиляции с фун кции рекуперации тепла . Какими же путями можно повысить энергоэффективность в коммунальной сф ере ? По мнению специалистов компани и ROCKWOOL, мирового лидера в области производства негорючей теплоизоляции, сл едует выделить три основных направления энергосбережения . Во-первых, это снижение потерь на этапе выра ботки и транспортировки тепла - то е сть повышение эффективности работы ТЭС, модернизация ЦТП с заменой неэк ономичного оборудования, применение долговечных теплоизоляционных ма териалов при прокладке и модернизации тепловых сетей . Во-вторых, повышение энергоэффективности зданий за с чет комплексного применения теплоизоляционных решений для наружных ог раждающих конструкций (в первую очередь, фасадов и кровель ). В частности, штукатурные системы утепления фасадов ROCKFACADE позволяют сократить теплопотери через внешние стены не мене е чем в два раза . И, в-третьих, использ ование радиаторов отопления с автоматической регуляцией и систем вент иляции с функции рекуперации тепла . В последние годы все энергоэффективные технологии объединяются в конц епцию так называемого пассивного дома, то есть жилища, максимально друже любного окружающей среде . В Западно й Европе сейчас строятся пассивные дома с энергопотреблением не более 15 Квт, ч/м3 год, что более чем в 10 раз экономичнее типовой отечественной "хруще вки" . Можно сказать, что такие здания - это будущее мирового строительств а, ведь они фактически отапливаются за счет тепла, выделяемого людьми и э лектроприборами . По словам Игоря Юсуфова, главы Минэнерго России, потенциал энергосбереж ения составляет не менее 400 миллионов тонн условного топлива в год или 30-40% в сего энергопотребления страны . В эк ологическом исчислении это сотни миллионов тонн углекислого газа, кото рые не попадут в атмосферу . Таким образом, энергосберегающие технологии позволяют решить сразу несколько задач : сэкономить существенную часть энергоресурсов, решить проблемы отечественного ЖКХ, повысить эффективность производства и ум еньшить нагрузку на окружающую среду . Энергосберегающие материалы Сегодня в России, да и во всем мире, наблюдается спрос н а энергосберегающие материалы, обусловленный ростом цен на энергоноси тели . Используются различные матер иалы для утепления стен, кровли и перекрытий . Рассмотрим основные из них . Минераловатные материалы – это теплоизоляционные материалы, которые изготовлены из камня и шлаков . Данны е материалы представляют собой вату, сырьем для которой служат базальто вые породы, известняк, доломит и прочие . Шлаковату производят из отработки изделий цветной и черной ме таллургии . Данные материалы облада ют рядом неоспоримых качеств – высокая тепло и звукоизоляция, устойчив ость к воздействию влаги, тепла, жидкостей . Они негорючие, легки, экологичны . Монтаж таких материалов довольно прост, так как они легко подда ются изменению форм и размеров . Мате риалы на основе минеральной ваты используются в противопожарных систе мах . Данные изделия часто используются при создании фасадных систем утепле ния как обычная мокрая штукатурка, а так же могут служить в качестве навесного теплоизоляционного слоя в фас адах и стенах . Применяются минераль новатные материалы при утеплении как внутренних, так и внешних стен . Материалы для теплоизоляции из стекловаты имеют схожие свойства с мине ралован н ыми изделиями, но имеется и ряд р азличий . Из-за того, что волокна стек ла более длинные и толстые, стекловата более упругая и прочная, она легко поддается деформации и принимает более ощутимые формы . Данный вид изоляции так же обладает высоким и звукоизоляционными свойствами . И зделия из стекловолокна не подвержены влиянию агрессивных сред, химиче ских веществ и микроорганизмов, поэтому срок их службы практически неог раничен . Стекловата так же негорюча . Стекловата хорошо подойдет для вну треннего утепления любых конструкций . Стекловолокно это более упругий и эластичный материал, чем стекловата . Он так же обладает всеми положитель ными качествами стекловаты . На осно ве стекловолокна был создан утеплительный материал Izover KT11, который может б ыть использован для широкого применения в различных типах зданий . Данным материалом можно утеплять как ки рпичные и деревянные, так и бетонные стены . Упаковка данного материала позволяет его транспортировку и х ранения без особых проблем . Еще одним современным теплоизоляционным материалом является пенополи стирол экструдированный . Плиты из п енополистирола обладают низкой теплопроводностью, причем довольно выс окой плотностью . Данный факт позвол яет применять этот материал не только в качестве утеплителя, но и как кон структивный материал, из которого может быть составлены часть стены или потолка . Так же пенополистирол обла дает низкой гигроскопичностью, то есть не впитывает влагу . Пенополистирол, который выпускается под торговой маркой URSA, трудновоспл аменяем и обладает хорошими звукоизоляционными качествами . Вспененный полиэтилен используется для тепло-, гидро - и звукоизоляции строительных и промышленных объекто в . Продукция выпускается в виде руло нов, матов, жгутов и полых труб стандартных толщин и диаметров . Например, изоляция для труб Стенофлекс-400 (Рос сия ) и Тубекс (Чехия ) представляет собой оболочки с продольным р азрезом, которые одеваются поверх труб и склеиваются специальным скотч ем, клеем или соединяются скобами . Э ти материалы легко режутся, поэтому с помощью специальных шаблонов можн о, даже не имея специальных навыков, без особого труда сделать изоляцию н а колена, вентили, ответвления . Пено полиэтилены 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 паропрони цаемость ) – 4600, линейная температурн ая усадка - не более 1,5 %. Благодаря закрытой структуре ячеек, матери ал не боится воды : водопоглощение - менее 0,8% после 7 суток нахождения в во де . Вспененный полиэтилен обладает химической стойкостью к маслам, строительным материалам, биологически не разлагается . Рабочие температур ы этой изоляции – 50°С + 90°С, срок службы достигает 25 лет . Такая изоляция называется " отражающ ей ". Фольгированные материалы не тол ько позволяют облачить инженерные коммуникации в " эстетичную упаковку " , но и предотвратить тепловые потери, увеличить срок службы обо рудования . Основное отличие изоляции из вспененного каучука - это расширенный температурный диапазон (-200°С + 175°С ), более высокие показатели сопротивления ди ффузии пара (7000, а для некоторых модификаций - выше 10000 ) и четкое разделени е типов изоляции для конкретно выпол няемых задач : от криогенных установ ок 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 горю чести Г1 . Толщина стенок трубной изоляции из вспененного каучука представлена более широкой линей кой типоразмеров . Кроме того, изоляция труб со сверхнизкими температурами носителя возможн а только при помощи этого материала, т.к он характеризуется высоким показателем сопротивлени я 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 парамет ров изоляционных материалов, можно оценить экономическую целесообразн ость использования того или иного типа изоляции в различных видах и нженерных систем . В системах горячего водоснабжения с температурой носителя до 90°С хорошо зарекомендовала себя изоляция на основе вспененного полиэтилена . Толщину стенок можно рассчитать при пом ощи компьютерных программ, предоставляемых производителями изоляции . При температуре носителя свыше 90°С необходимо использовать изоляцию на основе вспененного каучука, поскольку полиэтилен не способен долго выд ерживать такие температурные режимы без потери свойств . В системах холодного водоснабжения основной проблемой становится защи та труб от конденсата . С этим хорошо справляется каучуковая изоляция, но с экономической точки зрения удобн ее использовать изоляцию из пенополиэтилена с фольгированным слоем . Фольга служит отличным паробарьер ом . Для изоляции трубопроводов и воз духоводов систем кондиционирования применяется вспененный каучук или отражающая изоляция . Установка эти х материалов позволяет повысить эффективность системы, увеличить ее до лговечность и снизить уровень шума в соответствии с требованиями СНиП 23-03-2003 . В системах холодоснабжения и особенно в криогенных системах необходим о применение исключительно специализированных марок вспененного кауч ука, способных выдерживать низкие и сверхнизкие температуры . Это обусловлено их высоким сопротивлением диффузии водяного пара . Заключени е Организация энергосбережения в масштабах страны - задача чрезвычайно сложная . В России нет опыта осуществления столь знач ительных проектов при отсутствии жесткой властной вертикали . В то же время энергосбережение из популярно го лозунга постепенно превращается в насущную необходимость . Недостаток электрических мощностей и прир одного газа в периоды сильных похолоданий, глобальная борьба с выбросам и парниковых газов диктуют необходимость кардинального изменения отно шения к энергосбережению . В этот процесс должно быть вовлечено большинство органов власти, все орг анизации и граждане . Столь масштабн ая проблема может эффективно решаться в каждом муниципальном образова нии, регионе и в целом по России только программными методами с четким вы делением задач для каждого уровня . С татус Программ энергосбережения должен стать даже выше, чем у Программ р азвития коммунальной инфраструктуры, т.к развитие коммунальных систем может осущест вляться одновременно и путем энергосбережения, и созданием новых мощно стей . Снижение потребления энергор есурсов и увеличение мощности систем энергоснабжения - это взаимоувязанные процессы и должны расс матриваться при энергетическом планировании совместно . Список исп ользуемой литературы 1 . Кравченя Э .М., Козел Р .Н., Свирид И .П. О храна труда и энергосбережения . – М .: ТетраСистемс, 2008 . – 245 с . 2 . Свидерская О .В. Основы энергосбережения . Ответы на экзаменационные вопросы . – М .: Те траСистемс, 2008 . – 341 с . 3 . Федоров С .Н. Приоритетные направления для повышения эн ергоэффективности зданий // Энергос бережение, 2008 . - №5 . – с .2 3-25 .
© Рефератбанк, 2002 - 2018