Контрольная работа по "Основам энергосбережения"

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ  ОБРАЗОВАНИЯ 

Витебский Государственный Технологический  Университет

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по предмету: «Основы энергосбережения»

 

 

 

 

 

ст-та 6 курса УОВГТУ

гр ЗМк-10 шифр 021446

Майоровой Елены Сергеевны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Витебск 2007

Вопросы:

№1Теплоносители. Основные требования к выбору теплоносителей.

№2 Горячая вода, водяной  пар, дымовые газы и воздух как  теплоносители. Преимущества и недостатки.

№3Экономические и финансовые механизмы энергосбережения.

№4 Ценовое и тарифное регулирование в области энергосбережения.

№5 Экологические эффекты  энергоснабжения.

Задача 3

Определить расход тепла  на отопление здания и рассчитать экономию условного топлива за отопительный сезон, если полный наружный строительный объем здания V_н (м³), наружная температура t_н ۫С, внутренняя t_вн ۫С. Удельная отопительная характеристика здания при tн=-30  ۫С определяется:

q¹о = а/⁶√V_н,

где а – постоянный коэффициент

1) для кирпичных зданий  с толщиной стен в 2,5 кирпича  с двойным остеклением окон а=1,9;

1а) с остеклением из  стеклопакетов а=1,3;

2) для блочных зданий  с двойным остеклением а=2,6;

2а) с остеклением из  стеклопакетов а=2,2.

Экономию условного топлива  рассчитать только между вариантами 2 и 1а (а=2,6; и а=1,3;). Продолжительность  отопительного сезона 7 месяцев. Исходные данные для решения задачи выбирать из таблицы 3.

Исходные данные:

V_н (м³) = 50 000;

t_вн ۫С = 24; t_н ۫С = -22.

 

№1Теплоносители. Основные требования к выбору теплоносителей.

Теплоносителем называют вещество, служащее для доставки теплоты от источника к потребителю. Таким  образом, доставка теплоты неразрывно связана с переносом массы  самого  теплоносителя, а для осуществления подвода и отвода теплоты необходимы, то крайней мере, два теплообменника.

К веществам, используемым в качестве теплоносителей, предъявляют ряд  специфических требований. Теплоноситель  должен быть удобен для транспортировки от источника тепловой энергии к потребителю. С этой точки зрения наиболее под ходят жидкие и газообразные теплоносители, которые   можно транспортировать по трубопроводам. Единицей объема теплоносителя должно переноситься максимальное количество теплоты. Следовательно, удельная (на единицу массы) энтальпия теплоносителя у источника и потребителя должна изменяться максимально, насколько это возможно, а плотность теплоносителя должна быть наибольшей. Выполнение этих условий обеспечивает минимальный объемный расход теплоносителя, т. е. позволяет уменьшить сечение трубопровода, по которому он движется, а также уменьшить скорость движения. В конечном итоге снижаются капитальные затраты на строительство теплотрассы и расходы на ее эксплуатацию.

Максимальное изменение энтальпии  теплоносителя возможно в том случае, когда в процессе подвода и отвода теплоты будет изменяться его агрегатное состояние, а теплота фазового перехода будет наибольшей. Если агрегатное состояние не изменяется, теплоноситель должен иметь максимальную удельную (на единицу массы) теплоемкость. Теплоноситель должен также иметь минимальную вязкость. Выполнение этого требования совместно с выполнением требования максимальной плотности позволяет добиться минимальных гидравлических потерь при движении теплоносителя и, следовательно, снизить затраты энергии на его транспортировку.

В процессе подвода, и отвода теплоты должны быть обеспечены максимальные значения коэффициента теплоотдачи. Выполнение этого требования позволяет уменьшить площадь поверхности теплообменных аппаратов, а в конечном счете снизить их стоимость и эксплуатационные расходы. Теплоноситель должен позволять производить доставку теплоты на необходимом температурном уровне. Соблюдение этого требования необходимо для достижения рабочей температуры в потребителе теплоты. Теплоноситель должен позволять  регулировать уровень температуры. Выполнение этого условия дает возможность регулировать температурный режим потребителя теплоты. Рабочее давление теплоносителя по возможности должно быть близко к. атмосферному. Это позволяет уменьшить толщину стенок трубопроводов, теплообменных аппаратов, упростить конструкцию уплотнительных устройств. Теплоноситель должен быть термостойким, т. Е не разлагаться при рабочих температурах. В противном случае продукты разложения будут загрязнять поверхности теплообмена  и  трубопроводов.    Теплоноситель должен иметь низкую химическую активность. Выполнение этого условия позволяет при изготовлении трубопроводов, теплообменников и других элементов использовать дешевые конструкционные материалы. Теплоноситель должен быть нетоксичен или по крайней мере, иметь минимальную токсичность. Единственным к нетоксичными теплоносителями являются вода, водяной пар к воздух. Все остальные теплоносители в большей или меньшей степени токсичны. Применение нетоксичных теплоносителей позволяет меньше опасаться их утечки, что значительно удешевляет уплотнительные устройства, существенно облегчает выполнение ремонтных работ. Теплоноситель должен быть сравнительно дешевым и доступным. Выполнение этого требования дает возможность снизить капитальные затраты и эксплуатационные расходы.

 

№2 Горячая вода, водяной  пар, дымовые газы и воздух как  теплоносители. Преимущества.

К основным теплоносителям текстильной  промышленности: относятся следующие  вещества.

Вода широко используется в качестве теплоносителя особенно для отопления. К преимуществам воды как теплоносителя следует отнести ее высокую плотность, удельную теплоемкость, сравнительно низкую вязкость, высокие значения коэффициента теплоотдачи, низкую химическую активность, нетоксичность, дешевизну и доступность, возможность регулирования уровня температуры. Недостатком воды является ограниченный верхний уровень температуры (при обычно используемых на производстве давлениях до 150 С). Подогрев воды осуществляется в специальных водогрейных котлах, в нагревательных установках, ТЭЦ и котельных. Горячую воду, как правило, транспортируют но трубопроводам на расстояния до 20 км. При этом снижение температуры воды в хорошо теплоизолированном трубопроводе не превышает 1°С на 1 км.

Водяной пар - самый распространенный теплоноситель для производственных целей.  Его преимуществами являются высокая теплота парообразования, высокие значения коэффициента теплоотдачи при кипении, воды и при конденсации пара, возможность поддержания постоянного режима теплоиспользующего оборудования благодаря постоянству температуры при конденсации, нетоксичность, доступность. Водяной пар имеет сравнительно невысокую вязкость и приемлемую плотность. Основным его недостатком является ограниченный верхний предел температуры. Для повышения температуры насыщенного пара необходимо значительно повышать давление. Например, абсолютному давлению 0,2 МПа соответствует температура насыщенного пара 120°С, давлению 0,5 МПа — температура 152° С, давлению 1 МПа — температура 180° С. Подача перегретого пара в рекуперативные теплообменники нецелесообразна, так как теплота перегрева мала по сравнению с теплотой парообразования. В текстильной промышленности для теплоснабжения оборудования обычно используют пар давлением 0,3—0,4 МПа и только в редких случаях, когда необходимо получить повышенную температуру, до 0,8 МПа. Так как давление пара, полученного в парогенераторах, обычно выше, пар дросселируют до необходимого давления и лишь после этого направляют в паропровод. Транспортировку пара осуществляют, как правило, на расстояния до 5 км.

Топочные газы используют в качестве греющего теплоносителя в большинстве случаев на месте их получения для непосредственного нагревания материалов и изделий, качество которых не зависит от загрязнения продуктами сгорания. Преимуществом топочных газов является возможность их получения непосредственно у аппаратов, теплоснабжение которых они обеспечивают. При этом отпадает необходимость в теплотрассе, промежуточных теплообменниках, уменьшается металлоемкость теплоиспользующего оборудования. Применение топочных газов позволяет достичь любого практически необходимого уровня температуры и тем самым повысить производительность тепло-технологических установок. К недостаткам топочных газов следует отнести их низкую плотность и теплоемкость, низкие значения коэффициента теплоотдачи, способность загрязнять поверхность теплообмена, пожароопасность, токсичность.

Горячий воздух в технологии текстильного производства используют для сушки материалов, где он служит для доставки теплоты к материалу и уноса испарившейся влаги. К преимуществам горячего воздуха относятся его нетоксичность и доступность. В связи с этим он, как правило, в конце цикла выбрасывается непосредственно в атмосферу. Недостатками воздуха как теплоносителя являются низкие плотность и удельная теплоемкость, низкие значения коэффициента теплоотдачи. Перечисленные недостатки затрудняют процесс теплообмена, а также ограничивают расстояние возможной транспортировки воздуха.

 Высокотемпературные теплоносители используют тогда, когда температурный уровень подвода теплоты в теплоиспользующей установке не может быть обеспечен (перечисленными выше теплоносителями. Повышение температуры применяют в тех случаях, когда необходимо увеличить скорость протекания физико-химических процессов в технологических аппаратах. Ряд процессов без использования повышенных температур просто невозможно осуществить. Примером такого процесса может служить выпаривание высококипящих растворов. Все высокотемпературные теплоносители в большей или меньшей степени токсичны. Использование высокотемпературных теплоносителей предъявляет повышенные требования к герметичности теплообменной аппаратуры, трубопроводов, арматуры, надежности уплотнительных устройств.

 

№3Экономические и финансовые механизмы  энергосбережения.

В статье 5 Закона об энергосбережении в качестве одного из основных принципов государственного управления записано положение о создании системы финансово-экономических механизмов, обеспечивающих экономическую заинтересованность производителей и пользователей в эффективном использовании ТЭР, вовлечении в топливно-энергетический баланс нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, а также инвестировании средств в энергосберегающие мероприятия. Структура системы финансово-экономических механизмов, а также их содержание определяются природой, структурой социально-экономических отношений в стране и ее национальными особенностями и традициями.

В Республике Беларусь начало 90-х гг. явилось рубежом  перехода от командного типа экономики, при котором все решения в  области производства и распределения принимает государство, к рыночным отношениям. В настоящий период экономика Беларуси находится в сложном переходном состоянии и обладает элементами как рыночной, так и командной системы. При этом в республике выбран постепенный эволюционный путь перехода к рыночным отношениям, что обуславливает сохранение преимущественно прямого государственного управления таких определяющих секторах экономики, как энергетика. Однако динамичный характер становления экономики нового типа диктует постоянные изменения, адаптацию финансово-экономических механизмов реализации государственной политики энергосбережения. Рынок - это процесс взаимодействия продавцов товара и потребителей, посредством которого определяется его цена и распределение. Рыночный механизм базируется на анализе спроса и предложения показанный на рисунке 1.

 «Кривая  спроса» отражает отношение между  рыночной ценой товара и денежным выражением спроса на него. По закону падающего спроса, при росте цен на товары при прочих равных условиях спрос уменьшается, а при избытке товара снижаются цены на него. Не только цены влияют на количество купленных товаров. Существует еще четыре определяющих фактора: средний доход покупателя, размер рынка, цена и полезность других товаров, личные вкусы потребителя. «Кривая предложения» показывает соотношение между рыночными ценами и количеством товара, который производители предлагают. На «кривую предложения» влияют прежде всего издержки производства и технический прогресс, а также монополизация рынка, воздействующая на рост цен при любом уровне производства. «Кривая спроса» и «кривая предложения» имеют точку пересечения, которая определяет соответствие предложения спросу и называется ценой равновесия. В этой точке цена не имеет тенденции к изменению, так как количество товара, которое производитель хочет продать, равно количеству товара, которое потребитель желает купить.

Равновесие  спроса и предложения приводит к общему равновесию, т. с. товары распределяются между возможными их потребителями. Это осуществляет механизм рыночного ценообразования.

 

 

Рис.1. 1- «кривая  спроса»; 2 - «кривая предложения»;

3 - цена равновесия.

 

 

 

 

Таким образом, рыночный механизм решает вопросы что, как и для кого производить, причем одновременно для множества взаимосвязанных рынков. Взаимозависимость цен равновесия, определяющих цены и количество товаров, является общим равновесием рынка, устанавливаемым спросом и предложением. Рынок подразумевает жесткую конкуренцию между предприятиями, выпускающими один и тот же вид продукции, борьбу за потребителей и расширение рынка сбыта, самофинансирование предприятий. Последнее означает, что предприятие должно получать прибыль, достаточную для обеспечения производственного цикла, дальнейшего развития и содержания социальной сферы. Имея в виду существо рыночного регулирования - основные аспекты, определяющие экономические и финансовые механизмы энергосбережения:

1) политика  цен на топливно-энергетические  ресурсы, которая формируется внутри государства исходя из внутреннего спроса и предложения с учетом международных условий (мировые цены); спрос зависит от структуры по отраслям и уровня развития экономики, социально-бытовой сферы в данной стране, а предложение - от наличия в ней источников ТЭР;

2) уровень развития экономики, состояние энергетического сектора и значимость в нем энергосбережения как источника ЭР;

3)структура  национальной экономики, степень  монополии государства на производство и поставки ТЭР, наличие альтернативных производителей энергии на энергетическом рынке и возможность для потребителей самим выбирать поставщиков ЭР;

4)жизненный  уровень населения и степень  осознания им значения государственной  политики энергосбережения;

5)доля энергетической  составляющей в себестоимости  производимой продукции, товаров и услуг, их конкурентоспособность на внутреннем и мировом рынке.

Основными механизмами (рычагами) экономической части политики энергосбережения в Беларуси служат следующие элементы:

• реструктуризация экономики и ее управления, что обеспечивает так называемую структурную составляющую энергосбережения;
• ценовое и тарифное регулирование;
• нормирование расхода топлива и энергии (стандартизация энергопотребления, сертификация оборудования, материалов, конструкций и т. д.), стандартизация энергопотребляющих продукции, работ и услуг;
• бюджетная политика, предусматривающая государственное финансирование программы энергосбережения;
• совершенствование денежно-кредитной системы;
• экономическое стимулирование сбережения энергии как ее потребителями, так и производителями;
• налоговая политика, направленная на использование налоговой системы для поддержания программы энергосбережения;
• рыночные механизмы: целевые облигационные займы, паевые инвестиционные фонды, финансовый лизинг;
• льготирование.