7613

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 студентов заочной формы обучения с организацией основной части контактной работы обучающихся с преподавателем по выходным дням по 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 студентов заочной формы обучения с организацией основной части контактной работы обучающихся с преподавателем по выходным дням по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство»,профиль «Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий сооружений, населенных пунктов»

© М.М. Соколов, Н.Т.Пузиков, © 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 ю 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.