Курсовая работа: Пути экономии топливно-энергетических ресурсов в жилищно-коммунальном хозяйстве и бытовом обслуживании

· магистральные и внутриквартальные тепловые сети, по которым с помощью насосных станций осуществляется транспорт теплоносителей и распределение тепловой энергии потребителям через центральные или индивидуальные тепловые пункты;

· потребители тепловой энергии в виде пара, горячей воды, воздуха.

Для реализации указанного выше потенциала энергосбережения теплоснабжения республики необходима одновременная согласованная оптимизация теплопотребления во всех элементах систем теплоснабжения при координации организационно-экономических и технических мероприятий. К приоритетным направлениям оптимизации относятся:

· реконструкция и модернизация систем централизованного теплоснабжения;

· децентрализация теплоснабжения;

· регулирование режимов теплопотребления во всех элементах систем теплоснабжения.

Реконструкция и модернизация находящихся в эксплуатации систем централизованного теплоснабжения требует существенных инвестиций и трудозатрат и должна проводиться в отношении источников тепла путем замены устаревшего оборудования, переоборудования котельных в мини-ТЭЦ, применения парогазового цикла, газотурбинных установок и других прогрессивных технологий, в отношении тепловых сетей, где теряется 20-40% транспортируемого тепла, в отношении потребителей посредством санации жилого фонда, внедрения энергосберегающих технологий в промышленности, модернизации схем теплоснабжения, учета и контроля потребления тепла. Кроме энергосберегающего эффекта эти меры сократят выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, снизят аварийность работы систем теплоснабжения, повысят комфортность в жилых и производственных помещениях. Каждый город Беларуси имеет программу модернизации своего теплоснабжения.

Централизованное теплоснабжение требует разветвленных сетей трубопроводов, требующих значительных затрат на текущее обслуживание, профилактику предупреждения аварий, замену устаревших, изношенных участков. В настоящее время внедряются методы обследования и оперативного контроля состояния тепловых сетей путем дистанционного зондирования современными тепловизионными системами и диагностической аппаратурой, включая тепловую аэрофотосъемку, создаются базы данных для определения мест повышенных теплопотерь, проведения планово-ремонтных работ. Проблема потерь тепла в тепловых сетях может быть решена только с помощью эффективной теплоизоляции теплопроводов. Прогрессивным решением является применение предизолированных пенополиуретановой (ППУ) теплоизоляцией труб, а также гибких ППУ-труб. Последние позволяют облегчить прокладку теплотрасс, обладают лучшими эксплуатационными характеристиками.

Централизованное теплоснабжение, как правило, предполагает подключение к ЦТП через элеваторный узел трубопроводов систем отопления и систем горячего водоснабжения группы зданий, что практически не позволяет производить регулирование количества потребляемой тепловой энергии. Большие возможности в отношении регулирования, а также в отношении учета и контроля потребления обеспечивает вариант централизованного теплоснабжения жилых и общественных зданий с устройством для них индивидуальных тепловых пунктов с целью создания независимой системы приготовления горячей воды и подачи тепла на отопление.

Важнейшим направлением совершенствования теплоснабжения городов считается разумная степень его децентрализации, что означает строительство на газе, жидком топливе, электроэнергии новых теплоисточников, приближенных к потребителю тепла, или переход на автономные источники теплоснабжения. Децентрализация теплоснабжения позволяет:

· уменьшить потери тепла до 40% за счет полного отказа от наружных тепловых сетей или сокращения их протяженности;

· сократить до 15% потери тепла за счет более полного соответствия режимов производства тепла и его потребления;

· сократить затраты на теплоснабжение в сравнении с затратами, необходимыми для строительства, обслуживания и ремонта новых теплосетей, ремонта действующих сетей и теплогенераторов;

· снизить потери энергии и аварийность в системах теплоснабжения; статистика свидетельствует, что 99% аварий происходит в тепловых сетях, а не на ТЭЦ и в котельных;

· отказаться от строительства узлов учета и регулирования отпуска и потребления тепловой энергии.

В республике децентрализация теплоснабжения осуществляется путем перехода к автономным системам, использованию встроенных и пристроенных к зданию котельных, автоматизированных местных блочных или блок-модульных котельных полной заводской готовности, крышных котельных. На промышленных предприятиях в мини-ТЭЦ реконструируются бывшие котельные или вводятся новые заводские ТЭЦ. Внедрение автономных источников энергии в жилищно-коммунальном секторе позволяет решить проблему независимого жизнеобеспечения этого сектора экономики, позволяет широко внедрять регулирование энергопотребления непосредственно у потребителей.

Децентрализация энергоснабжения, в том числе теплоснабжения, способствует формированию рынка энергоносителей и конкуренции в области энергообеспечения. Потребитель получает возможность выбора производителя и поставщика энергии.

В западноевропейских странах накоплен положительный опыт использования локальных отопительных систем (ЛОС) в многоквартирных жилых зданиях. ЛОС способствуют снижению энергозатрат в жилом фонде. Обычно они включают в себя устройства газового отопления, устройства по сжиганию твердого топлива и устройства, аккумулирующие солнечную энергию, т. е. выполняются как комбинированные. Эти компоненты эксплуатируются не одновременно, а в строго определенные временные отрезки, что позволяет экономить до 30–50% энергоресурсов по сравнению с централизованными системами теплоснабжения. Кроме того, ЛОС привлекательны с экологической точки зрения. Эффективным инструментом энергосбережения является согласованное регулирование теплопотребления, его учет и контроль во всех элементах системы теплоснабжения. Однако, ресурс и эффективность регулирования в отдельных элементах различны. Как показали исследования, эффект от вложения финансовых средств в системы регулирования теплоисточника, транспорта и распределения потребителям составляет соответственно 30%, 50% и 20%. Поэтому при параллельном внедрении регулирования теплопотребления во всех элементах теплоснабжения приоритетным направлением выбрано внедрение средств регулирования на насосных станциях и тепловых пунктах. Насосное оборудование оснащается регулируемым приводом. Существующие центральные тепловые пункты (ЦТП) реконструируются и оснащаются регуляторами. При новом строительстве присоединение потребителей к тепловым сетям осуществляется по независимым схемам через индивидуальные тепловые пункты (ИТП).

В республике с 1995 г. выпускаются блочные ИТП, оборудованные приборами учета, регулирования отпуска тепла, насосами, теплообменниками, контрольно-измерительными приборами и средствами автоматизации. В этих ИТП предусмотрены регулирование температуры обратного теплоносителя, поступающего из системы отопления потребителя, в зависимости от температуры наружного воздуха, регулирование температуры воды горячего водоснабжения, а также возможность перехода на пониженный режим потребления тепла зданием. Последнее мероприятие позволяет экономить до 37% тепла за счет снижения температуры воздуха в нерабочее время (в выходные, праздничные дни, ночью) в зданиях с периодическим пребыванием людей (административные здания, школы, детсады, магазины и т.п.). Использование ИТП – путь к организации учета и регулирования потребления тепла в каждом здании. Еще большая экономия энергии достигается при организации пофасадного и поквартирного регулированияжилых домов.

Для расширения диапазона ресурса регулирования очень важны аккумуляторы тепло- и электроэнергии, способные в часы провалов графиков нагрузок в электроэнергетической системе получать и запасать энергию в местах ее преобразования или непосредственного потребления.

Указанные мероприятия по совершенствованию теплоснабжения городов могут быть эффективны только в комплексе с рассмотренной выше тепловой реабилитацией зданий и соблюдением соответствующих теплотехнических норм при новом строительстве.

В качестве одного из первых шагов на пути оптимизации и совершенствования систем теплоснабжения городские программы энергосбережения на нынешнем этапе, как правило, предусматривают обеспечение учета выработки и потребления тепловой энергии, внедрение автоматического регулирования в системах отопления и горячего водоснабжения. Тепловые пункты и тепловые насосные станции оснащаются современными приборами учета. Производится массовая установка теплосчетчиков на вводах теплосетей в жилые дома и общественные здания.

Системы освещения. На освещение в Беларуси расходуется 10-13% от общего потребления электроэнергии. Анализ структуры потребления по отраслям показывает, что на промышленность приходится 29%, жилищный сектор – 26%, административные и общественные здания – 20%, уличное освещение – 12% всего объема потребления. Таким образом, 80-90% электроэнергии на нужды освещения расходуется на территории городов и населенных пунктов. В организации энергоэффективного освещения городских объектов производственной и непроизводственной сферы, жилых зданий, территории городов, имеется значительный потенциал энергосбережения за счет перехода к энергоэффективному освещению.

Энергоэффективное освещение означает устройство систем освещения и организацию их функционирования таким образом, чтобы при обеспечении требуемых нормами количественных и качественных характеристик освещения потреблялось минимальное количество электроэнергии. Исполнение этих условий закладывается в первую очередь при проектировании освещения путем рационального сочетания естественного света через световые проемы и искусственного – от осветительных установок, общего и локального освещения, выбора оптимальной схемы электрической сети освещения, количества, типов и мощности источников света, их размещения, выбора светильников и пускорегулирующей аппаратуры. Сочетание хорошего естественного освещения за счет оптимальных количества, размещения, размеров оконных проемов, фонарей в потолочных перекрытиях и регулируемого искусственного освещения может обеспечить энергосбережение до 30-70%. Потребность в искусственном освещении уменьшается при светлых интерьерах в помещениях, которые создают ощущение более светлого пространства.

Необходимо подчеркнуть взаимосвязь между нормами на уровни освещения и потенциалом энергосбережения. Нормы устанавливаются по условиям зрительной работы в результате санитарно-гигиенических исследований, зачастую не являются оптимальными и периодически подвергаются изменениям. Совершенствование действующих норм в направлении более точной адаптации к психофизиологическим характеристикам человека, его практическим нуждам и учета современных конструктивных решений систем освещения содержит значительный резерв экономии энергоресурсов.

Все более широкое применение находят системы автоматического управления включением, отключением светильников и автоматического регулирования освещенности, а также энергоэкономичные источники света. Зарубежный опыт свидетельствует, что автоматизация освещения позволяет снизить энергопотребление на 30-50%. В Республике Беларусь налажено и развивается производство электронных и электромагнитных пускорегулирующих аппаратов для люминесцентных ламп, энергоэкономичных ламп и осветительной арматуры, устройств автоматического управления освещением: фотореле, приборов регулирования светового потока, инфракрасных датчиков.

В табл. 1.1 (прилож.1) перечислены применяемые сегодня типы ламп и даны их некоторые характеристики.

Совокупность осветительной арматуры с лампами называется светильником. Известны недостатки люминесцентных ламп: холодное свечение, стробоскопический эффект, шумы, значительные конструктивные габариты. С появлением около десяти лет назад электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА) возникла возможность создания более энергоэкономичных светильников с компактными люминесцентными лампами (КЛЛ). Сокращение расхода электроэнергии и повышение КПД лампы происходит в результате повышения напряжения питания частотой 20 кГц; многократное увеличение светоотдачи поверхности осветительного прибора позволяет уменьшить его габариты. Срок службы лампы достигает 8000 часов. Компактная лампа мощностью 10 Вт обеспечивает такую же освещенность, что и обычная лампа накаливания мощностью 50 Вт. Срок окупаемости ККЛ составляет 1–2 года.

Значительную экономию электроэнергии, на 10–30% могла бы дать широкая замена ламп накаливания люминесцентными в жилых домах, общественных и промышленных зданиях. В промышленности массовая замена люминесцентных ламп натриевыми лампами высокого давления могла бы снизить электропотребление на освещение на 20-50%. Безусловно, эти мероприятия требуют определенных инвестиций и могут быть осуществлены постепенно в течение 15-20 лет.