Более половины населения планеты проживают сосредоточенно, в городах и населенных пунктах городского типа. На их развитие и функционирование в промышленно развитых странах расходуется 70–80% потребляемой энергии. Тенденция роста доли городского населения на планете в будущем будет усиливаться. С одной стороны, крупнейшие города мира, такие как Токио, Москва, Париж, Нью-Йорк и др., превращаются в городские агломераты, срастаясь с городскими предместьями, с другой – будет возникать все больше маленьких комфортных городов, гармонично вписывающихся в окружающий их ландшафт. Жизнь современного города невозможна без надежно работающей энергетической инфраструктуры, включающей источники ТЭР, устройства их преобразования, сети их транспорта, распределения и сами энергопотребляющие системы: освещение, отопление, вентиляция, водоснабжение и т.д. Облик, планировка, конструкции зданий городов, развитие городских инфраструктур и организация жизни в значительной степени зависят от способов и средств их энергообеспечения. В свою очередь, на структуру систем снабжения энергетическими ресурсами и их потребления в бытовом, промышленном, торгово-коммерческом, транспортном и других секторах городского хозяйства, на режимы энергопотребления влияют климатические условия и географическое расположение городов, населенных пунктов, их историческое прошлое, национальные особенности и традиции, структура городского хозяйства, демографический фактор и т.д.
1. Энергосбережение в жилищно-коммунальном хозяйстве и бытовом обслуживании
В жилищно-коммунальном секторе республики остро стоит проблема организации рационального расходования энергоресурсов, решение которой предусматривает комплекс социально-экономических и технических преобразований в системе энергообеспечения населения. Энергия, сбереженная за счет учета и регулирования потребления на уровне владельцев и пользователей жилых зданий, помещений, дает снижение коммунальных расходов на 40-50%.
Экономия энергоресурсов в промышленности и жилищно-коммунальном секторе позволяет не вводить новые дополнительные энергетические мощности, высвобождая средства для инвестирования в новые технологии, в модернизацию производства, в повышение качества жизни населения, способствует сохранению окружающей среды.
В связи с этим в Беларуси на государственном уровне разработана широкая программа и развернута практическая работа по внедрению автоматизированных систем учета, контроля и управления энергопотреблением (АСКУЭ) на основе современных принципов и технических средств.
Внедрение автоматизированных информационных систем в сфере жилищно-коммунального ...
... множества информационных систем, используемых для ЖКХ, рассмотрим те, которые предназначены для работы с населением. Интересы участников ЖКХ Население В центре внимания жилищно-коммунального комплекса находится население. Для его обслуживания и предназначены ...
Внедрение АСКУЭ даст возможность автоматизировать сбор данных с приборов учета в жилых домах, организовать учетно-управленческую деятельность городских коммунальных служб, упорядочить коммерческие отношения между поставщиками и коммунальными потребителями на основе реальных энергозатрат, наладить технический учет и регулирование потребления всех видов энергоресурсов, и прежде всего тепловой энергии, превалирующей в общих затратах энергии. Достижение указанных целей потребует длительного времени для поэтапного решения большого комплекса социально-экономических и технических задач. Начальный этап предусматривает оснащение центральных тепловых пунктов и тепловых узлов, подключенных непосредственно к тепломагистралям, приборами учета и регулирования потребления тепловой энергии в системах отопления и горячего водоснабжения. Будет осуществляться децентрализация системы теплоснабжения. В рамках Постановления СМ РБ от
7 июля 1994 г. «О введении приборного учета расхода газа, воды и тепловой энергии в домах жилищного фонда» проводится оснащение потребителей приборами группового и индивидуального учета и регулирования топливно-энергетических и водных ресурсов.[1,с.218]
Для защиты внутреннего рынка, поддержки отечественных товаропроизводителей и в целях осуществления единой технической политики в области оснащения потребителей приборами учета экспертный совет Комитета по энергосбережению и энергонадзору рекомендовал к применению в социальной и коммунально-бытовой сфере перечень приборов группового и индивидуального учета расхода воды, тепла, газа и регулирования. Этот перечень будет периодически корректироваться по результатам комплексной оценки качества и технического уровня приборов.
Первичный приборный учет. Учет тепловой энергии осуществляется с помощью теплосчетчиков горячей воды и пара. Современные конструкции теплосчетчиков позволяют осуществлять обработку, преобразование и регистрацию информации о количестве потребленной или отпущенной тепловой энергии, температуре, давлении, расходе теплоносителя и о времени работы в системах теплоснабжения отопления и горячего водоснабжения.
В зависимости от метода измерения расхода теплоносителя существует достаточно широкий спектр теплосчетчиков воды: электромагнитные индукционные, массовые, крыльчатые, вихревые, ультразвуковые. Наиболее подходящими для условий Беларуси признаны индукционный и ультразвуковой методы измерения расхода воды. Тепловые счетчики на базе ультразвуковых расходомеров, как показал опыт Дании, Германии, России, имеют то преимущество, что качество теплоносителя (горячей сетевой воды) не влияет на погрешность и стабильность измерений. Более остро стоит проблема измерения тепловой энергии пара. Применяемые сегодня диафрагмы (метод разностного давления) удовлетворительны только при стабильном потреблении пара на предприятии; для переменных режимов потребления могут использоваться теплосчетчики на базе вихревого расходомера.
Реальную экономию можно получить лишь при совместном применении учета теплопотребления с помощью счетчиков и его автоматического регулирования. Для группового регулирования служат устанавливаемые на теплопунктах, регуляторы прямого действия и электронные регуляторы. Регуляторы прямого действия поддерживают температурные и гидравлические параметры систем теплоснабжения на постоянном уровне, имеют более низкую стоимость, чем электронные и более долгий срок службы. Электронные регуляторы позволяют задавать временной 7-дневный график теплоснабжения, поддерживать по графику температуру воды на подаче в зависимости от наружной температуры и ограничивать температуру обратной воды. С их помощью может быть осуществлено пофасадное регулирование теплопотребления жилых зданий. Еще лучшим решением является поквартирное регулирование параметров теплоносителя, однако при существующей системе теплоснабжения его применение затруднительно. Для регулирования состояния воздушной среды в отдельных помещениях и экономии энергоресурсов используются индивидуальные средства регулирования – ручные или термостатические вентили, устанавливаемые на радиаторах.
Энергосберегающие здания, использование солнечной энергии
... к строительству зданий с низким термическим сопротивлением ограждающих конструкций, а отсутствие средств регулирования и учёта расхода тепловой энергии, горячей и холодной воды и природного ... счёт сокращения протяжённости коммуникаций. Кроме того, резервом повышения энергоэффективности градостроительных решений является использование подземного пространства в городах. Архитектурными ...
Для поквартирного учета расхода горячей и холодной воды устанавливаются водосчетчики, перед которыми рекомендуется устанавливать фильтры. Экономии воды, более равномерному ее распределению по этажам способствует установка на водоразборных кранах ограничителей расхода воды. В общественных зданиях применяют водоразборные краны с фиксированным временем автоматического их закрытия.
В республике выпускаются в достаточном ассортименте приборы группового и индивидуального учета расхода тепловой энергии и воды, отвечающие мировым стандартам.
Коммерческий учет объема газа и измерение его расхода производится с помощью счетчиков газа, применение которых позволяет снизить расходы на оплату газа в среднем на 10-20%. По конструкции различают турбинные, электромагнитные, массовые, крыльчатые, вихревые счетчики газа. Современный парк электросчетчиков весьма разнообразен. Они классифицируются по роду тока, количеству фаз, классу точности, измеряемым параметрам, количеству тарифов, элементной базе и т.д. С точки зрения элементной базы, более широкое применение находят индукционные (электромеханические) счетчики и более современные — гибридные и электронные электросчетчики. Электронные счетчики могут выполняться на интегральных схемах с фиксированным набором функций — «на жесткой логике» или на микропроцессорных элементах с гибкими, программируемыми в условиях эксплуатации функциями. Электронные счетчики в 5-10 раз дороже индукционных, их применение оправдано при переходе от локальных измерений к автоматизации энергоучета, т.е., в первую очередь, в АСКУЭ энергосистем и промышленных предприятий.
При пользовании приборами группового и индивидуального учета энергоресурсов необходима их периодическая проверка в соответствии с установленными сроками и правилами.
Совершенствование теплоснабжения. На цели отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в Республике Беларусь расходуется 40% от общего потребления топлива. Потенциал энергосбережения, по оценкам отечественных и зарубежных экспертов, в системах теплоснабжения республики составляет около 50%. Следовательно, за счет энергосберегающих мероприятий можно снизить потребление топлива на нужды теплоснабжения на 20% от его общего потребления республикой. Именно поэтому одной из приоритетных задач действующей Государственной программы «Энергосбережение» является совершенствование теплоснабжения.
В Беларуси, как и во всех странах СНГ, в силу проводившейся в советские времена технической политики применяются в основном системы централизованного теплоснабжения, находящиеся сегодня в крайне неудовлетворительном состоянии. Часто происходят аварии, что приводит к перерывам теплоснабжения, значительному материальному ущербу, опасности для жизни людей из-за провалов грунта в теплосетях, взрыва котельного оборудования и т.п. Такое положение объясняется следующими причинами:
Автоматизированные системы учета тепловой энергии
... ЭЛЬФ позволяют строить автоматизированные системы сбора ... учета тепловой энергии (УУТЭ) - это комплекс устройств, обеспечивающих учет тепловой энергии, ... учета; отпущенная тепловая энергия; масса (или объем) теплоносителя, отпущенного и полученного источником теплоты соответственно по подающему и обратному трубопроводам; масса (или объем) теплоносителя, расходуемого на подпитку системы теплоснабжения; ...
- эксплуатацией элементов систем теплоснабжения: оборудования ТЭЦ, котельных, тепловых сетей – в течение 25–35 лет и более, что намного превышает их расчетные сроки службы;
- низким качеством конструкций, строительства, монтажа и эксплуатации;
- отсутствием профилактических плановых ремонтов и реконструкции из-за нехватки денежных и материальных средств.
Основными элементами систем теплоснабжения являются:
- 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.
Система тепло- и энергоснабжения промышленного предприятия
... работы системы теплоснабжения При проектировании система теплоснабжения ЗАО "Термотрон-завод" была рассчитана на максимальные нагрузки. Система проектировалась на 28 потребителей тепла. Особенность системы теплоснабжения в том, что часть потребителей тепла ... в России - это формирование определенной системы и структуры по рациональному снабжению и потреблению энергии. Эта проблема особенно актуальна в ...
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).
Пофасадное регулирование теплового режима здания, тепловые завесы
... тепловой пункт - ИТП. Система теплоснабжения с ИТП позволяет более тонко отрегулировать тепловой режим каждого здания, по возможности ввести пофасадное регулирование, ... режима здания. Во-первых, трудно найти подобие реакции изменения теплоотдачи системы отопления на степень освещения ... принятой системы теплоснабжения с центральными тепловыми пунктами (ЦТП), о больших потерях тепла и воды ...
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.
Количество энергии, используемой для освещения улиц, площадей города, подъездов жилых зданий, можно сократить в два раза за счет его регулирования в зависимости от времени суток и присутствия людей, оптимального подбора количества, типов и мощности светильников. Очевидно, в 2-3 часа ночи город не должен освещаться так же как в 10-11 вечера. В подъездах посредством автоматических выключателей свет может отключаться сам через определенное время после включения. Для автоматического включения и выключения осветительных устройств на запрограммированный промежуток времени применяются электронные управляющие устройства – таймеры. До 50% электроэнергии позволяет сэкономить использование датчиков движения, чувствительных к инфракрасному излучению человека, в системах управления освещением жилых и вспомогательных помещений: коридоров, лестничных площадок. С точки зрения энергосбережения, важна оптимизация рекламного освещения городов.
Правильная эксплуатация систем освещения: своевременные ремонт и профилактика, периодическая замена ламп, мытье оконных стекол и чистка светильников, отключение их в светлое время суток и в отсутствии людей – весьма существенна для экономии электроэнергии. Потребление энергии на освещение можно сократить на 10-15% путем своевременного отключения неиспользуемых ламп, уменьшением их числа и заменой.
Утилизация мусора. Городской мусор, твердые бытовые и промышленные отходы — неизбежный спутник существования городов. В среднем на одного жителя в год в городах России, Беларуси накапливается 200-300 кг мусора, а США, Швеции, других западных стран – 480-700 кг. Резко растут площади отчуждения под санкционированные и несанкционированные свалки. Природные системы уже не способны поглощать естественным образом городские отходы. Появились международные отношения купли-продажи отходов, в том числе токсичных и радиоактивных, что чревато не только экономическими, но и политическими осложнениями. Обычное сжигание и вывоз отходов в отвалы, хвостохранилища, на свалки – опасный источник загрязнения атмосферного воздуха, почв, поверхностных и подземных вод, растений, угроза инфекционных заболеваний. Это угроза здоровью, как настоящего, так и будущих поколений. Во всех странах стараются решить проблему утилизации мусора. На международном уровне усиливается движение за устойчивое развитие окружающей среды. Решение проблемы осуществляется по следующим направлениям:
- минимизации образования отходов по количеству и вредности, т.е. создание малоотходных и безотходных технологий;
- разработка и внедрение эффективных технологий обезвреживания и переработки отходов, включая их утилизацию для производства топлива, тепловой и электрической энергии;
- организация контроля и мониторинга влияния отходов на состояние окружающей среды и здоровье населения.
Это задачи, которые решают ученые и инженеры, городские власти, власти отдельных государств на законодательном и исполнительном уровнях. Это задачи, требующие согласованных действий на международном уровне.
Процессы переработки городских отходов начинаются с организации их сбора и сортировки. Здесь представляют практический интерес домашние мусоросборники с отделением органических отходов и мусоропровод с сортировкой и уплотнением мусора, герметичные устройства для сжигания мусора в домашних условиях с последующим уплотнением золы, вакуумные системы, автоматически удаляющие отходы из отдельных зданий в центральные приемные пункты.
Предлагается двухступенчатая система сбора, переработки отходов: доставка на расположенные в черте города перерабатывающие заводы (производительностью 25-30 тыс. т мусора в год на 300 тыс. жителей), где отходы сортируются, измельчаются, прессуются, из них извлекаются полезные продукты, остатки отходов отправляются на свалки или последующую утилизацию.
Утилизация отходов для энергетических целей может осуществляться в установках по получению биогаза (в результате анаэробного разложения органических) и последующего его сжигания для производства тепловой и электрической энергии непосредственно на свалках городских отходов или на специальных заводах. Так, 1 тонна твердых бытовых отходов (ТБО) может дать городу около 1 Гкал тепловой энергии, т.е. сэкономить 150 кг топлива. Объем остатков после сжигания не превышает 5% первоначального объема мусора. Разработано много отечественных и зарубежных технологий термической переработки ТБО: слоевое сжигание, сжигание в топке с кипящим слоем, сжигание при высокой температуре, гидрогенизация, пиролиз. Однако стоимость сжигания городского мусора с учетом очистки отходящих газов и утилизации их тепла пока обходится весьма дорого, что затрудняет внедрение этих технологий. На сегодня наиболее экономичным признано сжигание отходов в топках котлов ТЭС в качестве присадки к основному топливу (предпочтительна доставка в спрессованном виде с близрасположенных заводов по переработке мусора) и в городских теплофикационных котельных для выработки низкотемпературного пара, непосредственного обогрева зданий и кондиционирования воздуха. На части мусороперерабатывающих заводов основное производство заключается в переработке ТБО в органическое сельскохозяйственное удобрение (компост), попутно крупная фракция ТБО сжигается в котлах как топливо для получения тепловой энергии и используется теплота уходящих дымовых газов.[1,с.244]
2. Энергосбережение в бытовом обслуживании
Коммунально-бытовой сектор экономики является одним из крупнейших потребителей топлива, тепловой и электрической энергии. Современный быт немыслим без энергетических услуг:
- комфортные условия жизни людей обеспечиваются освещением, отоплением, вентиляцией, бытовыми электрическими приборами и устройствами, кондиционированием и т.п.;
- бытовые коммуникации, информационно-развлекательный сервис осуществляются с помощью телефонов, телевизоров, магнитофонов, компьютеров и т.д.
В силу своего географического расположения Беларусь относится к странам с относительно холодным климатом. Продолжительность «отопительного периода» составляет около 200 дней, что определяет значительную долю энергозатрат на отопление. На бытовом уровне потребляется 30% от всего количества топлива, расходуемого республикой. Потребляемая жилищно-коммунальным сектором тепловая энергия используется для отопления домов – 60-70% и горячего водоснабжения – 30-40%.
К сожалению, бытовое энергопотребление в нашем государстве весьма неэффективно. Для отопления и горячего водоснабжения квартиры среднестатистической белорусской семьи из 3–4человек ежегодно на ТЭС или котельных сжигается около 2 тонн нефти. Кроме того, ею потребляется 1200–1800 кВт-ч электроэнергии в год. Эти цифры в 1,5–2 раза выше, чем в индустриально развитых европейских странах с сопоставимым климатом при значительно более низком энергетическом комфорте из-за неэффективного распределения и использования энергии.
Энергетический комфорт во многом определяет качество жизни населения той или иной страны. В современном мире оценка качества жизни все больше смещается от материало- и энергоемких бытовых приборов и устройств: нагревательных печей, ламп накаливания, энергоемких холодильников – к энергоэкономичным приборам: микроволновым печам, газоразрядным осветительным установкам, батарейной радио-, телеаппаратуре и т.п.
Таким образом, очевидны наличие значительного потенциала энергосбережения на бытовом уровне, прежде всего, по тепловой энергии, и необходимость его активной реализации как с целью экономии ТЭР, так и для повышения качества жизни белорусов. Для решения этих задач, согласно Государственной программе «Энергосбережение», предусмотрен и проводится целый комплекс долгосрочных и краткосрочных мероприятий. Обязательными условиями успеха их решения являются следующие:
- психологическая настроенность и желание населения экономно расходовать энергоресурсы;
- знание способов энергосбережения и умение их использовать в повседневной жизни;
- людей рачительное отношение людей к пользованию энергетическим комфортом на подсознательном уровне, внутренняя дисциплина бережного энергопотребления.
Если первые два условия могут быть обеспечены в относительно короткие сроки благодаря государственному экономическому и организационно-административному стимулированию, информационно-образовательным мерам, то осуществление последнего условия требует длительного времени, так как предполагает формирование у человека с самого детства определенных культуры поведения и привычек, обусловленных заботой о будущем энергетическом и экологическом благополучии нашей планеты. Именно поэтому в республике организована и совершенствуется многоступенчатая система образования в области энергосбережения, постоянно проводится информационно-рекламная работа.
В значительной мере существующий потенциал энергосбережения в жилищно-бытовом секторе может быть реализован за короткое время самими жильцами с помощью простых, недорогих и эффективных способов, представленных в таблице 2.1 (прилож.).
Реальный потенциал экономии теплопотребления в жилых зданиях составляет 40-50%, причем половина этой экономии осуществима за счет снижения потерь тепла непосредственно в квартирах и приводит к улучшению микроклимата в них.
Уделим внимание практическим приемам правильного пользования электробытовыми приборами для повышения их энергетической эффективности. При приготовлении пищи или кипячении воды целесообразно выключать конфорки несколько раньше окончательной готовности или закипания воды, это позволяет сэкономить до 20% электроэнергии за счет тепловой инерции раскаленной конфорки. Более экономично пользоваться электрочайниками, электрокофеварками, яйцеварками, печами СВЧ и т.п., которые имеют КПД в 1,5–1,8 раза выше, чем обычные газовые и электрические плиты. При приготовлении нескольких блюд можно сберечь от 10 до 30% электроэнергии, если использовать еще не остывшие конфорки для предварительного нагрева воды, используемой в приготовляемых блюдах, если пользоваться предварительно отстоявшейся водой комнатной температуры, а не холодной (8–10°С) прямо из-под крана, если во время готовки накрывать кастрюлю крышкой. Все крупы имеет смысл замачивать с вечера, залив горячей водой, накрыв плотно крышкой, – это также сэкономит расход энергии на приготовление.
Добиться значительной экономии электроэнергии можно при разумном сочетании общего и локального (местного) освещения на рабочем столе, в гостиной для просмотра телевизионных программ, у зеркала в прихожей и т.п. Хорошо предусмотреть возможность включения части ламп в светильниках, автоматического отключения освещения при выходе из комнаты, использовать современные энергосберегающие лампы. К ним относятся, например, компактные люминесцентные лампы КЛЛ, которые потребляют в 6–7 раз меньше электрической энергии по сравнению с лампами накаливания при одинаковой освещенности. Для любых типов ламп светоотдача увеличивается с увеличением мощности. Использование нескольких ламп малой мощности вместо одной мощной лампы в осветительных устройствах требует больше энергии. Так, 4 люминесцентных лампы по 20 Вт дают 2/3 света, который можно получить от двух ламп по 40 Вт, или 4/7 света, который дает одна лампа 75 Вт.
Действенным инструментом стимулирования экономии энергоресурсов в жилом секторе послужило Постановление Совета Министров от 7 июля 1994 г. «О введении приборного учета расхода газа, воды и тепловой энергии в домах жилищного фонда республики», которое обязало оснащать вновь вводимое и капитально ремонтируемое жилье приборами группового и индивидуального учета. Счетчик оказывает психологическое действие: когда платишь за реально потребленное количество воды, газа, тепла, осознаешь, что оно могло бы быть меньшим, и думаешь о возможностях экономии.
К мощным организационно-экономическим инструментам повышения энергоэффективности бытовых приборов и устройств относится их маркировка по уровню удельного энергопотребления. За счет правильного использования бытовых приборов можно получить существенную экономию электроэнергии.[2,с.158]
Цена на товары назначается в зависимости от маркировки и регулирует поведение производителя и потребителя на рынке: стимулирует производителя на выпуск более энергоэкономичного оборудования, а потребителя – на его приобретение. Кроме того, маркировка энергоэффективности позволяет населению ориентироваться в широкой номенклатуре бытовой техники.
На рис. 2.1 можно увидеть, сколько электроэнергии потребляет в среднем за год каждый бытовой прибор. Современная промышленность выпускает сейчас электроприборы для домашнего хозяйства, потребляющие почти в 10 раз меньше электроэнергии, чем аналогичные десятилетней давности (рис. 2.2).
В странах Европейского Союза вес холодильники подразделяются на 7 категорий экономичности: А, В, С, D, E, F, G. Холодильники категории А и В являются высокоэффективными и потребляют в год около 300 кВт-ч электроэнергии. Холодильники категории G имеют самую низкую эффективность. Холодильники «Атлант» минского завода соответствуют среднеевропейскому стандарту и отвечают категории С. Имея в виду, что в Беларуси на долю холодильников и морозильников приходится 30-40% общего расхода электроэнергии в быту, переход на выпуск холодильной бытовой техники категории А даст экономию около 170000 т.у.т.
Заключение
Быстрый рост городского населения, требований к качеству жизни в условиях дефицита природных ресурсов (земли и воды) и традиционных видов органического топлива (угля, нефти, газа), ужесточение требований по охране окружающей среды выдвигают на первый план проблему эффективности использования энергии в городах и населенных пунктах. Ее решение возможно лишь при комплексном подходе к проектированию, строительству, реконструкции и организации жизни городов и городского хозяйства на основе единой концепции рационального расходования всех видов энергоресурсов. Суть концепции заключается в следующих положениях:
- энергосбережение рассматривается как один из основных критериев при принятии решений на всех этапах градостроительства и организации городской жизни, начиная с планировки, проектирования и кончая эксплуатацией жилищного фонда, городских инфраструктур и регулирования ритма городской жизни;
- энергосбережение осуществляется одновременно и согласованно путем оптимизации использования энергии во всех звеньях цепи энергообеспечения города – от источников энергии до ее потребителей по всем видам энергоресурсов и энергоносителей;
- максимальное использование природных возобновляемых, местных и вторичных энергоресурсов;
- стимулирование структурного энергосбережения в промышленном и транспортном секторах городского хозяйства, внедрение в них менее энергоемких технологий и энергосберегающего оборудования;
- установление приоритетных направлений энергосбережения на ближайший и долгосрочный периоды и мобилизация материальных, финансовых, трудовых средств и ресурсов на реализацию этих направлений.
Основой осуществления такой концепции в Беларуси служат принятые на государственном уровне социально-экономическая политика и нормативно-правовая база, стимулирующие энергосбережение. На основе концепции разработаны городские программы по энергосбережению, выполнение которых предусматривает широкий спектр действий и систематической работы городских мэрий и служб, коллективов отдельных предприятий и организаций, а также повседневных усилий каждого горожанина.
Список использованных источников
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/uchet-energoresursov-byitovyih-potrebiteley/
1. Основы энергосбережения: Курс лекций / Свидерская О.В.–
3-е издание – Мн.: Академия управления при Президенте Республики Беларусь, 2004. – 296 с.
2.Основы энергосбережения: Учеб. пособие / М.В. Самойлов, В.В. Паневчик, А.Н. Ковалев. — Мн.: БГЭУ, 2002 .- 198 с.
Приложение
Таблица 1.1
| Тип лампы | Характеристики |
| 1 . Накаливания | Световая отдача — 7-20 Лм/Вт (5%); ПД — 10 -13%; срок службы – 800—1000 ч.; просты в изготовлении; не нужно пускорегулирующих аппаратов (ПРА).
|
| 1.2. Накаливания галогенные энергосберегающие | Световая отдача — 20-30 Лм/Вт (13 — 25%); энергопотребление в 2—2,5 раза меньше, чем у ламп накаливания, лучший спектр излучения; для локального и общего освещения жилых и административных помещений, офисов, рабочих мест. |
| 2. Газоразрядные | Световая отдача в 2—3 раза выше, чем у ламп накаливания, лучше цветопередача, срок службы в 5—10 раз выше, более экономичны, но дороже, нужны ПРА. |
| 2.1.Люминесцентные | Световая отдача – до 60 Лм/Вт, экономичнее ламп накаливания в 2,5—3 раза, более гигиеничный спектр, срок службы – 5000 ч., пожаробезопасные. |
| 2.2. Люминесцентные компактные | Энергопотребление в 6—7 раз меньше, чем у ламп накаливания при одинаковой освещенности, пока относительно дороги. |
| 2.3. Натриевые низкого давления | Световая отдача — 140-180 Лм/Вт (27%); недостатки: большие размеры, монохроматический свет, что ограничивает применение. |
| 2.4. Натриевые высокого давления. | Световая отдача — 100-120 Лм/Вт (29%); широкий диапазон применения – от уличного освещения до освещения промышленных зданий. |
| 2.5. Ртутные высокого давления | Световая отдача – 44—57 Лм/Вт (15%), высокая единичная мощность. |
| 2.6. Металлогалоидные высокого давления | Световая отдача — 85-100 Лм/Вт (23%), благоприятный спектр излучения. |
Таблица 2.1
Энергосберегающие мероприятия и их экономический эффект
| Способ | Мероприятия | Результат |
|
Снижение тепловых потерь сквозь оконные, дверные проемы и притворы, на нагрев поступающего извне холодного воздуха |
— Устранить щели, неплотности ватой, герметиком, монтажной пеной; утеплить дверные и оконные рамы толстой бумагой, липкой лентой, завесить окна и балконные двери толстыми занавесками, но не закрывать ими радиаторы; -укрепить прозрачную полиэтиленовую пленку на окнах (тройное остекление или установить стекло-пакеты; остеклить лоджию или балкон; — установить регулируемые решетки на вентиляционных каналах или закрыть частично вентиляционные отверстия в туалете, ванной, на кухне плотной бумагой или картоном. |
Потери тепла снижаются на 20 – 25% 15 – 35% 39% |
| Повышение теплоотдачи отопительных приборов | Установить отражающий экран за радиатором и под подоконником из блестящей пленки, алюминиевой фольги, между экраном и стеной положить теплоизо-лирующий слой из войлока; установить краны, термо-регуляторы на радиаторах, периодически очищать их от пыли; изолировать трубы горячей воды войлоком или пенистым материалом; не загораживать радиаторы мебелью, коврами, шторами и т.п. | Экономия тепла, улучшение микроклимата в помещении |
| Снижение потребления электроэнергии |
Соблюдать дисциплину отключения осветительных приборов, применять их рациональное размещение и сочетание; рациональное пользование бытовыми электроприборами; — использовать энергосбе-регающие лампы, совре-менные бытовые приборы: электрочайники, кофе-варки, печи СВЧ и т.п.; — периодически размо-раживать холодильник (морозильник), разместить его в холодном месте кухни, класть в него только охлажденные продукты. |
Экономия электроэнергии на: 15 – 35% 30 – 40% 3 – 20% |
| Уменьшение расхода воды | Устранить течи в кранах и трубах, не оставлять краны открытыми, использовать рациональный напор струи; мыть посуду в емкости с водой и моющим средством, а не под струей воды; принимать душ вместо ванны; кипятить воды не больше, чем нужно; соединить выход раковины умывальника с бачком унитаза. | Экономия воды, электроэнергии, тепла |
| Учет, регулирование расхода энергии | Установить счетчики электроэнергии, тепла, газа, воды, терморегуляторы. | Экономия энерго-ресурсов 30 – 50% |
