Вопросы энергосбережения сегодня становятся все более актуальными, причем не только в пределах нашей страны, но и во всем мире в целом. Ограниченность энергоресурсов природного происхождения, медленные темпы их естественного возобновления и восстановления, и вместе с тем, завышенные потребности современной жизни в этих самих ресурсах, неэкономное их потребление и высокие показатели потерь привели к такому положению дел, что вопросы энергосбережения сегодня стали в числе проблем глобального характера.
Энергетическая эффективность достигается рядом мероприятий, предусмотренных проектом.
Значительные резервы экономии топлива заключены в рациональном архитектурно-строительном проектировании новых общественных зданий.
Для повышения уровня энергетической эффективности строительного производства подрядной строительной организации при разработке проекта производства работ следует предусматривать энергосберегающие методы ведения работ на стройплощадке:
Запрещается стоянка автотранспорта при погрузочно-разгрузочных работах с включенным двигателем;
Запрещается оставлять включенными механизмы при технологических перерывах в работе;
При освещении рабочих мест в темное время суток применять энергосберегающие лампы;
Бытовые помещения освещать энергосберегающими лампами;
В ночное время организовать минимально достаточное охранное освещение.
Для каждого здания должны соблюдаться пять принципов:
1)Снижение теплопотерь с обеспечением при этом хорошего микроклимата в помещении;
2)Снижение потребления электроэнергии;
3)Максимальное использование энегрии солнца во время отопительного периода, включая использование солнечного освещения для естественного освещения;
4)Контроль, мониторинг и демонстрация использования энергии, а также обеспечение управления энергообеспечением здания;
5)Обеспечение потребности в остальной энергии за счет возобновляемых источников энергии.
Для снижения теплопотерь в зоне перекрытий выполняются отверстия с заполнением термовкладышами из пенополистерола. В качестве наружного ограждения применяются сборные трехслойные панели. Хорошие теплоизоляционные характеристики панелей позволяют экономить энергию при эксплуатации здания.
Чтобы построить энергоэффективный дом, нужно минимизировать количество слабых мест в его конструкции, подверженных самым большим потерям тепла, - тепловых мостиков. По определению тепловые мостики - это геометрические соединения и связи между элементами, которые обычно создают теплопроводящий обходной путь, где возможны теплопотери, и которых поэтому следует по возможности избегать. Оболочка здания должна быть по возможности непрерывной и монолитной (без пропусков).
В проектируемом здании имеются элементы конструкции, вызывающие большую озабоченность - подвал (используемый для парковки автомобилей) и балконы.
При решении вопроса об изоляции подвала применяется устройство тепловой перегородки на потолке подвала. Во внешней тепловой оболочке устраивают терморазрыв, который перекрывает слой изоляции, которая подходит под нижнюю часть потолка подвала. Для такого терморазрыва используется непрерывный слой изоляционных блоков.
Встроенные конструктивные терморазрывы для балконов поддерживают температуру в помещении на более высоком уровне, что позволяет избежать конденсации и образования плесени. Обычный встроенный конструктивный терморазрыв заменяет бетон между внешним балконом и внутренней плитой изоляционным материалом (пенополистиролом высокого давления с добавлением графита). Армирующие стержни из нержавеющей стали проходят сквозь пенистый материал. При наличии встроенных конструктивных терморазрывов на балконе поддерживается комфорт для жильцов и можно реализовать энергоэффективные решения.
Окна играют важную роль с точки зрения теплопотерь и дневного освещения. Теплопотери через окна следует свести к минимуму путем оптимизации размера и ориентации, остекления и рамы окон. При планировании размещения окон и дверей необходимо учитывать пропускание света и тепла. В проектируемом здании предусмотрена установка энергоэффективных окон с тройным остеклением, которые помогают обеспечить низкие теплопотери и тепловой комфорт даже при отсутствии радиаторов отопления под окнами в жилых домах с низким потреблением энергии.
Для сокращение внутренних потерь тепловой энергии необходимо применять высокоэффективную тепловую изоляцию трубопроводов и технологического оборудования.
Одним из самых эффективных снижения потребления электроэнергии является экономия за счет замены ламп накаливания энергосберегающими светодиодными лампами. Оснастив светодиодными лампами весь дом, можно снизить энергопотребление. Их электропотребление в 10 раз меньшее, чем у ламп накаливания и в 3 раза меньшее, чем у люминисцентных ламп, также следует отметить, что их срок службы около 100000 часов или 11 лет непрерывной работы.
На освещение площадок и подвалов приходится большое потребление энергии. В целях экономии используются следующие методы:
Устройство энергосберегающих или светодиодных светильников;
Подключение к существующим светильникам автоматических датчиков включения освещения. Датчики могут реагировать на недостаточную освещенность и шум, на прохождении человека, а также можно задать освещение на определенный промежуток времени.
Предотвращение нерационального расхода воды воды осуществляется за счет использования счетчиков для подачи воды.
Таким образом, соблюдение вышеизложенных мероприятий позволяет уменьшить затраты энергии на стадии строительства и эксплуатации проектируемого здания.
Проблема снижения энергетических затрат, проблема энергосбережения становится все более актуальной в мировом аспекте. Особенно актуальна эта проблема для российской экономики, поскольку в России энергоемкость промышленного производства и социальных услуг оказывается во много раз выше общемировых показателей. Эта проблема еще более обостряется в связи с постоянным увеличением в нашей стране стоимости энергоносителей: природного газа, нефтепродуктов, электроэнергии и т.д. В себестоимости продукции в России доля энергозатрат часто становится доминирующей. В связи с этим конкурентоспособность отечественной продукции все больше зависит именно от экономного расходования энергетических ресурсов. Подавляющую часть энергоресурсов представляют в настоящее время так называемые невозобновляемые источники энергии в виде органических минеральных топлив. Это природный газ, нефть, уголь, торф и другие виды топлив.
Использование этих топлив как энергетических источников приводит и к значительным выбросам как парниковых газов, так и вредных веществ (пыли, оксидов серы и азота и т.д.). Поэтому проблема энергосбережения тесно связана с решением ряда важных экологических проблем, в том числе и глобальных.
При решении проблем энергосбережения важно определить основные стратегические подходы и методы рационального использования энергоресурсов, которые могут быть как общими для всей экономики, так и специфичными для отдельных отраслей промышленности, сельского хозяйства и социальной сферы. Среди таких наиболее общих подходов в стратегии энергосбережения можно было бы назвать применение ресурсосберегающих технологий в сфере энерготехнологических объектов, использование методов математического моделирования и оптимизации при проектировании и реконструкции предприятий различных отраслей промышленности, замену дорогостоящих энергоемких видов энергоносителей, таких как электроэнергия, кокс на более дешевые, в частности, на природный газ, все более широкое использование возобновляемых источников энергии - ветра, солнца, биомассы и др.
Несмотря на имеющуюся литературу по проблемам энергосбережения, в том числе и выпускаемые периодические журналы, все же освещение этих вопросов остается недостаточным. Это затрудняет как принятие обоснованных решений в области энергосбережения, так и обеспечение соответствующего кадрового сопровождения.
Необходимо изучить блок вопросов, связанных с законодательно-правовой базой в энергосбережении, стандартами, лицензированием, паспортизацией, энергоаудитом, нормированием и тарифообразованием на энергоносители.
В курсе дисциплины “Энерго- и ресурсосбережение” отражены основные направления экономии энергоресурсов в топливо- и электропотребляющих установках. Существенное внимание уделено освещению теоретической базы энергосбережения, напрямую связанной с рациональным использованием энергоресурсов - обобщенной теории эффективностей процессов тепломассообмена и современным методам математического моделирования этих процессов.
В курсе лекций особое внимание уделено вопросам, связанным с определением энергоёмкости продукции, с оценкой основных факторов энергоемкости, что особенно важно для решения задач снижения энергозатрат в нашей стране и приближению к мировому уровню.
Полно и на достаточно современном уровне представлены также рекомендации по энергосбережению в самых различных сферах народного хозяйства – в промышленности, сельском и коммунальном хозяйстве.
В учебном процессе основное внимание уделяется именно российским проблемам энергосбережения, которые часто являются более острыми и злободневными, чем это имеет место на Западе.
Можно полагать, что представленный конспект лекций по полноте охвата и значимости проблем заметно восполнит тот пробел, который существует в настоящее время в области литературы по энерго- и ресурсобережению. Конспект может быть использован для решения актуальных задач рационального использования и экономии энергоресурсов, а также для повышения квалификации специалистов в области энергосбережения.
Одна из особенностей современной жизни в России - это формирование определенной системы и структуры по рациональному снабжению и потреблению энергии, которую можно назвать также проблемой энергосбережения. Такая проблема была всегда, но на протяжении десятилетий она оставалась инициативной и периодически директивной. В настоящее время ситуация изменяется коренным образом.
Государственной Думой 13 марта 1996 года принят Федеральный закон N228-Ф3 “Об энергосбережении”, который ставит своей целью регулирование отношений, возникающих в процессе деятельности в области энергосбережения, в целях создания экономических и организационных условий для эффективного использования энергетических ресурсов.
Опыт освоения рыночных отношений последнее десятилетие показал, что Россия оказалась не готовой по своим показателям энергоэффективности быть достойным конкурентом в едином мировом экономическом пространстве.
В связи с этим, проблема энергосбережения стала остро актуальной в различных отраслях промышленности - определяя в немалой степени и конкурентоспособность нашей продукции, и устойчивость всей экономики.
Жизнь заставляет нас жить по правилу - расходовать как можно меньше энергии, используя ее рационально и эффективно.
За последние годы принято большое количество самых различных нормативных актов, напрямую или косвенно связанных с энергосбережением, накоплен определенный опыт, сложилось несколько конкретных направлений формирования энергосберегающей политики на региональном уровне.
Все это требует подготовки высококвалифицированных специалистов по проблемам энергосбережения, знающих законодательные и нормативные положения по рациональному использованию энергии, умеющих на практике предлагать конкретные рекомендации.
На наш взгляд, задача рационального и эффективного использования энергоресурсов в конечном счете должна стать одной из общенациональных идей, имеющей не только техническое, экономическое, но и политическое значение.
Таким образом, все более возрастающее внимание к проблемам энергосбережения вызывает необходимость изучения средств и методов решения данной проблемы, обеспечивающих исследование эффективности проводимых мероприятий, их обоснованный выбор, научный подход к анализу и оптимизации принятых решений.
Таким научным подходом является теория тепломассообменных эффективностей энерготехнологических процессов, включающая анализ органически сочетающихся тепловых и физико-химических (массообменных) процессов на базе термодинамических подходов.
В течение ряда десятилетий наша страна занимала ведущее место в мире в плане создания и применения математических моделей тепломассообменных процессов.
Особенно важны в настоящее время разработки по методам оценки энергоемкости продукции и про ведение анализа по ее снижению. В частности, российскими учеными впервые предложен сквозной (полный) энергетический анализ в рамках разработанного диссипационного метода оканчивается не только оценкой энергоемкости продукции, но, в соответствии с теорией тепломассообмена, определением глобального энергетического к.п.д. энерготехнологических процессов.
Этим проблемам уделяется все возрастающее внимание и за рубежом. Об этом свидетельствует, большой успех разработанной в Манчестере под руководством профессора Б. Линнхофа так называемая пинч-технология, направленная на оптимальное построение сложных систем теплообмена. Эта система широко внедрена в промышленности целого ряда стран. Несмотря на то, что эта методика часто имеет серьезные недостатки связанные с точностью решения.
На актуальность проблемы указывают также ежегодные международные конференции серии ECOS, регулярные международные круглые столы, Всемирный энергетический конгресс в Лас-Вегасе и так далее. Широко используются также эксергетический метод анализа энергетических потерь и другие методы, основанные на втором законе термодинамики. Этим методам также будет уделено определенное внимание в процессе обучения.
Данный курс органически сочетает представление нормативных материалов, теоретических подходов и конкретных рекомендаций по энергосбережению в отдельных отраслях производства и коммунального хозяйства. Следует все же отметить практическую невозможность ответить на все вопросы, касающиеся конкретных объектов и процессов промышленного производства в данном курсе, поэтому ряд вопросов выносится для самостоятельного изучения. Отдельные сферы производственной деятельности будем описывать достаточно схематично. Но при этом представление о наиболее общих подходах к энергосбережению на основе теории энергетического и эксергетического анализа, на базе теории обобщенных эффективностей тепломассообменных процессов постараемся рассмотреть более детально.
Из последних отечественных изданий, касающихся вопросов энергосбережения в промышленности с большим количеством справочных материалов, следует отметить справочно-методическое пособие В.Г. Лисиенко, Г.Я. Вагина, Л.В. Дудникова, Е.А. Зенютича и др. Эти материалы представляют большой интерес в области промышленности.
Все представленные в курсе материалы тесно связаны между собой единой идеологией и неразрывны по своему содержанию. Большое внимание уделено рассмотрению стратегических проблем энергопотребления, законодательно-правовой базе, методикам энергоаудита, тепломассообменного и энергетического анализа, моделирования и расчета процессов тепломассообмена и оценки показателей эффективности.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Ресурсосберегающие технологии
Введение
1. Основные понятия ресурсов, ресурсосберегающих технологий
2. Энергосбережение
3. Теплосбережение
4. Ресурсосбережение в быту
Заключение
Список использованных источников
Введение
В процессе хозяйственной деятельности ресурсы предприятия занимают одно из центральных мест, поэтому вопрос ресурсосбережения и определения оптимального соотношения ресурсов на предприятии очень актуален в настоящее время. Финансовая политика в области ресурсов направлено воздействует на долговременное состояние предприятия, а так же определяет его текущее состояние. Она диктует тенденции экономического развития, перспективный уровень научно-технического прогресса, состояние производственных мощностей предприятия.
Научно-технический прогресс - это непрерывный процесс открытия новых знаний и применения их в общественном производстве, позволяющий по-новому соединять и комбинировать имеющиеся ресурсы в интересах увеличения выпуска высококачественных конечных продуктов при наименьших затратах.
В широком смысле на любом уровне - от фирмы до национальной экономики - под научно-техническим прогрессом подразумевается создание и внедрение новой техники, технологии, материалов, использование новых видов энергии, а также появление ранее неизвестных методов организации и управления производством.
Внедрение новой техники и технологии - это весьма сложный и противоречивый процесс. Принято считать, что совершенствование технических средств снижает трудозатраты, долю труда в стоимости единицы продукции. Однако в настоящее время технический прогресс "дорожает", так как требует создания и применения все более дорогостоящих станков, линий, роботов, средств компьютерного управления; повышенных расходов на экологическую защиту. Все это отражает на увеличении доли затрат на амортизацию и обслуживание применяемых основных фондов в себестоимости продукции. Тем не менее, конкурентоспособность фирмы или предприятия, их способность удержаться на рынке товаров и услуг зависит, в первую очередь, от восприимчивости производителей товаров к новинкам техники и технологии, позволяющим обеспечить выпуск и реализацию высококачественных товаров при наиболее эффективном использовании материальных ресурсов.
Поэтому при выборе вариантов техники и технологии фирма или предприятие должны четко понимать, для решения каких задач -стратегических или тактических - предназначается приобретаемая и внедряемая техника.
Роль науки в развитии современного общественного производства настолько возрастает, что ее все чаще считают производительной силой. Это происходит тогда, когда наука обосабливается в самостоятельную сферу деятельности с особым профессиональным составом работников, со своей специфической материально-технической базой и конечной продукцией.
От научно-технического потенциала страны во многом зависит и научно-производственный потенциал ее национальных фирм и предприятий, их способность обеспечивать высокий уровень и темпы НТП, их "выживаемость" в условиях конкурентной борьбы. Научно-технический потенциал страны создается как усилиями национальных научно-технических организаций, так и использованием мировых достижений науки и техники.
1. Основные понятия ресурсов, ресурсосберегающих технологий
Ресурсы - это природные или созданные человеком ценности, которые предназначены для удовлетворения производственных и непроизводственных потребностей.
Р есурсосбережение - совокупность мер по бережливому и эффективному использованию фактов производства (капитала, земли, труда).
Обеспечивается посредством использования ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий; снижения фондоёмкости и материалоемкости продукции; повышения производительности труда; сокращения затрат живого и овеществленного труда; повышения качества продукции; рационального применения труда менеджеров и маркетологов; использования выгод международного разделения труда и др. Способствует росту эффективности экономики, повышению ее конкурентоспособности.
Ресурсосберегающие технологии - технологии, обеспечивающие производство продукции с минимально возможным потреблением топлива и других источников энергии, а также сырья, материалов, воздуха, воды и прочих ресурсов для технологических целей.
Ресурсосберегающие технологии включают в себя использование вторичных ресурсов, утилизацию отходов, а также рекуперацию энергии, замкнутую систему водообеспечения и т. п. Позволяют экономить природные ресурсы и избегать загрязнения окружающей среды.
Сегодня ресурсосбережение - одна из главных задач при разработке новых технологий и развитии любого производства. Согласно прогнозам 80-х годов, например, всё золото и серебро должно было закончиться через 20-30 лет, т.е. в самом начале настоящего столетия. Вряд ли, отмеченное связано с ошибками футурологов. Очевидно, человечество не стоит на месте: находятся новые места залегания полезных ископаемых, новые способы их добычи и использования - с одной стороны, с другой - создаются новые материалы и разрабатываются ресурсосберегающие технологии.
2. Энергосбережение
Общая стоимость основных фондов в энергетических отраслях (включая трубопроводные системы) превышает 25% фондов общемировой экономики. К примеру, на нефти держится третья часть мощностей всей энергетики и четвертая - всей сырьевой базы химической индустрии.
Между тем многолетняя «энергетическая гонка» привела к реальным угрозам природе и климату. О глобальном потеплении, вызванном, как считают эксперты, в первую очередь экологическими последствиями добычи, переработки и использования энергосырья, в последнее время сказано немало.
Крупные объемы сжигания нефти, газа, угля и сланцев при их добыче и переработке, постоянно растущие масштабы использования продуктов переработки первичного энергосырья наносят комплексный ущерб окружающей среде и провоцируют глобальные и необратимые природно-климатические изменения. И поэтому вопросы разработки и быстрого внедрения природо- и ресурсосберегающих энерготехнологий в наше время как никогда актуальны.
Общемировое потребление энергоресурсов с 1980 по 2008 год включительно, по оценкам Института энергетических исследований РАН и Международного энергетического агентства, увеличилось почти наполовину. По прогнозам, к 2030 году оно возрастет еще на 65-70%. Причем страны с развивающейся рыночной экономикой (прежде всего Китай, Индия, Россия, Бразилия и Мексика) наиболее быстрыми темпами наращивают энергопотребление. Но уже не первое десятилетие его комплексная эффективность, то есть совокупные объемы потерь энергопродуктов при добыче, использовании и загрязнения биосферы в расчете на единицу потребляемого энергосырья, - минимальная именно в этих странах. Во всяком случае, комплексная эффективность энергопотребления в индустриально развитых странах (Южная Корея, Тайвань, Малайзия, Сингапур, Бруней) - втрое больше, чем в России, Индии и Китае. Вдобавок те же три страны по темпам внедрения природо- и ресурсосберегающих технологий в энергетике и смежных отраслях существенно отстают не только от индустриально развитых, но и от многих развивающихся государств. В том числе от Бразилии, которая еще в середине 1970-х наладила промышленное производство альтернативных видов топлива из растительного сырья.
Заметим, что Россия занимает одно из первых мест в мире по запасам, добыче и экспорту энергоресурсов, прежде всего нефти и газа. А в ситуации, когда сохраняется низкая эффективность энергоиспользования-энергопотребления, чем больше уровень добычи и потребления этих ресурсов, тем большие наносятся объемы ущерба биосфере. По крайней мере российской. Есть перекосы и в самой структуре производства-потребления энергопродуктов. По данным Минэнергетики и Минприроды РФ, в топливно-энергетическом балансе (ТЭБ) страны доля газа (свыше 50%) намного превышает долю нефти (21%) и угля (около 15%). Это обусловлено географией размещения запасов ископаемого энергосырья и трубопроводной системы страны.
Но такая ситуация представляет собой серьезные риски для энергетической безопасности государства, поскольку ориентация ТЭБа главным образом на газ (наряду с опасностями срывов в газоснабжении вследствие, например, сверхдальней протяженности трубопроводов) фактически консервирует геологоразведку и комплексное использование других видов энергосырья (как ископаемого, так и возобновимого).
Энергосбережение сегодня является одним из приоритетных направлений политики и компаний, которые ориентированы на динамичное развитие, как в плане снижения издержек на собственное производство основной продукции, так и в соответствии с общей направленностью правительственных программ, направленных на снижение нагрузок на вырабатывающие мощности. Энергосбережение является одной из важнейших задач для любого предприятия, которая особенно остро встала перед предприятиями сейчас, в период экономического кризиса.
Цены на энергоносители, поставляемые централизованно, постоянно растут. В себестоимости конечной продукции промышленных предприятий высока доля затрат на тепловую и электрическую энергию (в полтора - два раза выше, чем в промышленно развитых странах), что негативно сказывается на конкурентоспособности товаров и оборудования, произведенного на отечественном производстве. Эффективное энергосбережение позволяет значительно снизить себестоимость продукции и, как следствие, повысить ее конкурентоспособность на рынках.
Но следует отметить, что энергосберегающие технологии достаточно слабо применяются предприятиями нашей страны. А между тем, здесь скрывается эффективный инструмент по повышению эффективности деятельности любого предприятия, который может использоваться в целях повышения объема оборотных средств и снижения производственных издержек, высвобождая, таким образом, дополнительные средства, которые могут быть инвестированы в развитие компании. Ведь и сам кризис на производственных предприятиях, который начался задолго до сегодняшнего экономического кризиса, в числе прочих связан и с тем, что энергосбережению на большинстве промышленных предприятий не уделяется должного внимания.
Основной причиной этого является, помимо общего технического состояния и низкой энергетической эффективности существующего на предприятиях оборудования, тот факт, что большинство промышленных предприятий было спроектировано и построено в расчете на использование практически бесплатной электрической и тепловой энергии, что на самом деле имело место во времена централизованного планирования экономики СССР.
Но рыночная экономика диктует свои условия, и снижение себестоимости продукции предприятия напрямую зависит от его энергоэффективности. Существует большое количество разнообразных методов повышения рационального использования имеющихся энергетических ресурсов и мощностей. И чем раньше предприятие начнет внедрять энергосберегающие технологии, тем быстрее оно ощутит положительный эффект от этих мероприятий, который будет выражен в конкретных финансовых показателях.
Федеральный закон №261-ФЗ от 23.11.2009г. «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Закон ставит задачи по реализации мероприятий, направленных на снижение энергетических издержек, а именно:
С 1 января 2010 года бюджетное учреждение обязано обеспечить снижение в сопоставимых условиях объема потребленных им воды, природного газа, мазута, дизельного и иного топлива, тепловой энергии, электрической энергии в течение пяти лет не менее чем на пятнадцать процентов от объема, фактически потребленного им в 2009 году, каждого из указанных ресурсов с ежегодным снижением такого объема не менее чем на три процента;
До 01 января 2011 года собственники зданий, строений сооружений и иных объектов при эксплуатации которых используются энергетические ресурсы обязаны завершить оснащение таких объектов приборами учета используемых воды, природного газа, тепловой энергии, электрической энергии, а также ввод установленных приборов учета в эксплуатацию;
До 15 мая 2010 года организации с участием государства, в т.ч. государственные и муниципальные учреждения обязаны принять программы энергосбережения и повышения энергетической эффективности;
Организации с участием государства, в т.ч. государственные и муниципальные учреждения обязаны организовать и провести первое энергетическое обследование до 31 декабря 2012 года, последующие энергетические обследования - не реже чем один раз каждые пять лет
3. Теплосбережение
Российские производители теплоизоляционных материалов озаботились потерями, которые несет экономика из-за неудовлетворительного состояния тепловых сетей и конструкций отапливаемых зданий.
Потери энергии в России составляют до 40% от всего потребления или 400 млн. тонн условного топлива в год. Эта цифра сопоставима с объемом всей экспортируемой из России нефти или выработкой 100 крупных ТЭЦ. При этом на обогрев одного квадратного метра в нашей стране, согласно статистическим данным, тратится в 5 раз больше топлива, чем в Швеции - стране с холодными климатическими условиями.
По оценкам НИИ строительной физики Российской академии архитектурных и строительных наук, до 45% от общего количества используемого тепла в России потребляют здания. Причем только 10% из них соответствуют современным требованиям по теплоизоляции, а совокупный экономический эффект от их эксплуатации в 2012 году был эквивалентен 12 млн. тонн условного топлива. Оценки показывают, что экономия финансовых средств на содержание энергоэффективных зданий составляет от 20 до 80% всех затрат на эксплуатацию.
Как считают производители, применение качественной теплоизоляции при строительстве новых зданий, а также при реконструкции уже существующих построек, кроме экономии энергии, увеличивает капитализацию экономики в целом.
4. Ресурсосбережение в быту
Повсеместно в жилых домах в тамбурах, на лестничных площадках и лестничных пролетах, на приквартирных площадках светильники работают от 12 до 24 часов в сутки. А сколько времени проводят в этих помещениях люди, которым, собственно, и необходимо освещение? Очевидно, что совсем немного.
Меры по энергоресурсосбережению заключаются в использовании энергосберегающих светильников и выключателей, когда освещение гарантированно подается в нужное место и в нужный момент времени в полном объеме, максимально удовлетворяя требованиям комфортности и безопасности в соответствии со всеми имеющимися нормативными документами и практическими требованиями. Устройства эффективно «предугадывают» появление человека по голосу, шуму шагов, повороту ключа, открыванию двери, стуку и т.п. Человек всегда входит в уже освещенное помещение.
Специальные топливные гранулы, энергосберегающие лампы, «умные дома», биоэнергетика, солнечные батареи и ветряки, - все это из серии энергосберегающих альтернатив. Правда, эксперты призывают и к модернизации относиться более осмысленно, ведь любое переоснащение требует немалых вложений. И поэтому важно всегда просчитать предполагаемый эффект, и только после этого внедрять новации.
Ученые предлагают целый ряд интересных методик, в том числе с использованием каменных теплоаккумуляторов, встроенных в стены строений. Они не только сохраняют тепло, но и перераспределяют его, в результате часть пиковой нагрузки переносится на ночное время и дает ощутимую экономию.
Можно использовать насосы по перераспределению теплого воздуха от более нагретых тел к менее нагреваемым. В рамках этой зарубежной методики предлагается замена центрального отопления на автономное, поквартирное.
Предлагается и новый способ передачи электричества по однопроводной линии с использованием преобразователя напряжения.
Нашими учеными разработано вполне конкурентное оборудование по бесконтактной диагностике инженерных сетей, в том числе пирометры и тепловизоры. Эти приборы способны за несколько минут определить место утечки тепла, воды, повреждения трубы или кабеля. При этом не надо перекапывать территорию в поисках аварийного участка.
Совсем недавно специалисты ГУП «НИИ Мосстрой» ввели в эксплуатацию уникальную климатическую камеру для проведения комплексных испытаний наружных ограждений конструкций зданий. Она позволяет проверить их теплозащитные свойства, испытав фрагменты наружных стен в натуральную величину.
Заключение
Для обеспечения растущих энергетических потребностей экономики идёт непрерывный поиск альтернативных источников энергии - таких, как гидро-, солнечной, ветровой, атомной, геотермальной, др.
В тоже время разрабатываются новые энергосберегающие технологии.
Технологии, позволяющие практически использовать новые - альтернативные возобновляемые - источники энергии появились в 1970-х годах, во времена нефтяного кризиса.
Идея использования солнечной энергии появилась давно, но лишь в годы кризиса были созданы устройства, позволяющие воплотить её в жизнь. Основное препятствие - стоимость устройства. Однако для сельских районов это - прекрасное решение проблемы, т.к. исключает необходимость прокладки силовых кабелей.
Сегодня технология использования солнечной энергии интенсивно развивается. Вот пример. В 2007 году недалеко от Севильи (Испания) запущена электростанция, работающая на солнечной энергии, которая обеспечивает электроэнергией 6000 домов. Это не первая станция такого рода и не последняя. К 2013 году предполагается построить сеть таких электростанций, при этом будет вырабатываться 300 МВт и обеспечиваться тем самым порядка 200000 домов.
Серьёзный интерес к большим ветряным турбогенераторам появился также в 1970-х годах. Среди основных стран, использующих сегодня энергию ветра, - Германия, США, Дания, Испания, Индия, Китай.
В 70-х же годах альтернативой ископаемому топливу серьёзно стала рассматриваться ядерная энергия. Относительно недорогое топливо уравновешивает инвестиции, необходимые для строительства ядерных электростанций. В результате электричество становиться дешевле.
Сегодня среди основных энергоресурсов - нефть и газ - углеводородное сырьё. Однако в период ожидания возможности всемирного потепления, человечество вынуждено обратиться к экологически чистым источникам энергии. Сложность проблемы отказа от нефтепродуктов как источника энергии, загрязняющего окружающую среду, дефицитного и дорогого, связана с тем, что отрасли, включающие индустрии нефтеперерабатывающих заводов и транспортных средств, являются системообразующими для всей мировой экономики. Военная техника, транспорт, теплоэлектростанции, оборудование на заводах, системы отоплений - всё это в современном обществе в значительной мере работает на нефти и газе. Отказ от нефтепродуктов требует ломки индустриальной структуры государств, что является одним из главных, если не главным, тормозом развития альтернативных источников энергии.
Однако проблемы с углеводородным топливом постоянно заставляют заниматься решением этой проблемы. Так, автомашины, работающие на водороде, на биотопливе, электромобили - уже не редкость.
Новые идеи по использованию альтернативных источников энергии непрерывно предлагаются и разрабатываются, они «витают в воздухе».
Человечество мобилизуется и приближается к решению проблемы создания и промышленного использования новых энерго- и ресурсосберегающих технологий.
Рассмотрение всего вышеизложенного позволяет полагать, что разработка и поиск новых материалов, сырьевых и энергетических ресурсов, как и расходование уже известных, идет одновременно и навстречу новым ресурсосберегающим технологиям.
При этом сырьевые кризисы есть проявление реакции мировой экономической системы - её иммунная реакция, мобилизующая страны к решению возникающих проблем. Новые технологии и сегодня, и в будущем позволят решить проблемы, связанные с расходованием отпущенных человечеству ресурсов. При этом, очевидно, технологии будут непрерывно совершенствоваться.
ресурс тепло энергия энергосбережение
С писок использованных источников
1. Свидерская, О.В. Основы энергосбережения / О.В.Свидерская. - Минск: ТетраСистемс, 2008
2. Сторожко, О. О чём мыслит дом? / О.Сторожко // Московская перспектива. - 2009. - 10 декабря.
3. Энергосбережение // Вестник энергосбережения Южного Урала. - 2009. - 11. - С.15
4. Экономический словарь. - Режим доступа:
5. Словари и энциклопедии на Академике. - Режим доступа:
6. Ресурсосберегающие технологии. - Режим доступа:
7. Мрин, Б. Ресурсы и ресурсосберегающие технологии.- Режим доступа:
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Вопрос ресурсосбережения и определения оптимального соотношения ресурсов на предприятии. Характеристика ресурсов и ресурсосберегающих технологий. Понятие энергосбережения. Применение качественной теплоизоляции. Применение ресурсосбережения в быту.
контрольная работа , добавлен 16.11.2010
Экономичность и надежность энергосбережения. Общие сведения о теплоэлектроцентралях. Переход с раздельного производства энергии на теплофикацию. Виды теплоцентралей в Беларуси. Механизм модернизации производства энергии. Снижение тепловой нагрузки.
реферат , добавлен 20.11.2011
Главная цель строительства электростанции. Газопоршневые технологии с утилизацией сбросной теплоты ГПУ. Основные технические характеристики энергоустановки, когенерационной электростанции. Оборудование мини-ТЭЦ, направления в области энергосбережения.
реферат , добавлен 16.09.2010
Источники энергии и их виды. Способы экономии энергии. Основные условия снижения энергозатрат в зданиях: приборный учет ресурсов, комплексное использование энергосберегающего оборудования и автоматизация управления всех инженерных систем здания.
контрольная работа , добавлен 12.04.2012
Исследование технологических процессов производства тепловой и электрической энергии с использованием древесного топлива. Характеристика технологии высокоэффективной энергетической утилизации твердых отходов методом сверхкритических флюидных технологий.
статья , добавлен 09.11.2014
Современное состояние мировой энергетики. Направления энергетической политики Республики Беларусь. Оценка эффективности ввода ядерных энергоисточников в Беларуси. Экономия электрической, тепловой энергии в быту. Характеристика люминесцентных ламп.
контрольная работа , добавлен 18.10.2010
Оценка состояния энергетической системы Казахстана, вырабатывающей электроэнергию с использованием угля, газа и энергии рек, и потенциала ветровой и солнечной энергии на территории республики. Изучение технологии комбинированной возобновляемой энергетики.
дипломная работа , добавлен 24.06.2015
Изучение необходимости и сущности энергосбережения. Характеристика основных направлений эффективного энергопотребления: энергосбережение на предприятии, сокращение тепловых потерь в зданиях разного назначения. Современные технологии энергосбережения.
реферат , добавлен 27.04.2010
Гидротермальные и петротермальные ресурсы геотермальной энергии. Главные преимущества источника энергии. Понятие и краткая характеристика сущности HDR-технологии. Мощность петротермальных паровых турбогенераторов, главные перспективы применения энергии.
реферат , добавлен 14.01.2013
Задачи нормативно-правовой базы энергосбережения. Критерии энергетической эффективности. Действующие законы и акты. Функции контроля и надзора за эффективным использованием топливно-энергетических ресурсов в России. Взаимодействие экономики и энергетики.
Государственной программой развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 годы предусматривается повышение урожайности зерновых культур в среднем по Российской Федерации до 21,3 ц/га. Это на 14% больше, чем в предшествующем (2002-2006 гг.) периоде.
Достижение прогнозируемых темпов роста социально- экономического развития села возможно при условии ускоренного перехода к применению новых высокопроизводительных и ресурсосберегающих технологий с учетом их зональных особенностей, улучшения финансового положения сельхозпроизводителей и материально-технической базы сельского хозяйства. Применение ресурсосберегающих технологий должно сопровождаться постоянным повышением плодородия почвы, учетом биологических особенностей районированных высокопродуктивных сортов интенсивного типа, использованием интегрированной защиты растений от сорняков, вредителей и болезней, формированием оптимального состава машинно-тракторного парка при высокопроизводительном его использовании, высокой квалификацией кадров, безукоризненным соблюдением технологической дисциплины. Что же такое ресурсосбережение и ресурсосберегающие технологии?
Ресурсосбережение- совокупность мер по бережливому и эффективному использованию фактов производства (капитала, земли, труда).
Обеспечивается посредством использования ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий; снижения фондоёмкости и материалоемкости продукции; повышения производительности труда; сокращения затрат живого и овеществленного труда; повышения качества продукции; рационального применения труда менеджеров и маркетологов; использования выгод международного разделения труда и др. Способствует росту эффективности экономики, повышению ее конкурентоспособности.
Р есурсосберегающие технологии- технологии, обеспечивающие производство продукции с минимально возможным потреблением топлива и других источников энергии, а также сырья, материалов, воздуха, воды и прочих ресурсов для технологических целей.
Ресурсосберегающие технологии включают в себя использование вторичных ресурсов, утилизацию отходов, а также рекуперацию энергии, замкнутую систему водообеспечения и т. п. Позволяют экономить природные ресурсы и избегать загрязнения окружающей среды.
Сегодня ресурсосбережение - одна из главных задач при разработке новых технологий в развитии любого производства. Для наглядности, составлен перечень современных ресурсосберегающих технологий .
Таблица 4 – Ресурсосберегающие технологии в зерновом производстве
|
Направление внедрения |
Виды технологий |
Эффект от внедрения |
|
Стратегическое направление |
Минимальные (Mini-Till) и нулевые (No-Till) технологии обработки почвы |
Экономия затратной части технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Улучшение параметров использования влаги. Увеличение сельскохозяйственного цикла. Защита почвы от эрозии. |
|
Технологии «точного земледелия» на основе системы ГЛОНАС |
Экономия затрат при обработке почвы Выдерживание экологических норм и ограничения без обусловленных потерь качества и прибыли Повышение эффективности взаимодействия со службами защиты потребителя Повышение эффективности применения минеральных удобрений |
|
|
Включение в севооборот культур, предназначенных для использования в качестве биотоплива |
Повышение экологических характеристик производства Снижение энергоемкости производства |
|
|
Экономическое направление |
Технологические карты возделывания сельскохозяйственных культур |
Повышение эффективности процесса планирования производства Сокращение временных потерь Повышение обоснованности управленческих решений |
|
Внедрение технологических регламентов по внедрению технологий |
||
|
Применение современных методов планирования (дорожные карты) |
||
|
Техническое направление |
Использование унифицированной техники по направлениям производства |
Снижение энерго-топливоемкости производства Снижение потерь при возделывании Повышение урожайности |
В настоящее время внедрение представленных данных РСТ в зерновом производстве Красноярского края ограниченно по ряду следующих причин:
Нехватка финансовых средств.
Низкая активность сельскохозяйственных товаропроизводителей.
Неотработанный механизм внедрения технологий.
Низкая информационная осведомленность производителей
Недостаточный уровень квалификации производственного персонала организаций
Обеспечение эффективного внедрения ресурсосберегающих технологий возможно при наличии эффективного экономического механизма. Экономический механизм внедрения ресурсосберегающих технологий – это система форм и методов воздействия на поведение товаропроизводителей в сфере экономии ресурсов в зерновом производстве.
Таблица 4.Ресурсосбергающие мероприятия.
|
Мероприятия |
Описание |
|
Технические |
Улучшение технических параметров новой и модернизируемой техники, направленное на снижение потребления ресурсов, топлива и энергии и улучшение их использования в сельском хозяйстве; технологический – создание и внедрение новых ресурсо- и энер- госберегающих технологий и технологических процессов; организационный – разработка и внедрение новых способов организации производства, направленных на экономию ресурсов; |
|
Экономические |
Анализ и выявление тенденций по затратам ресурсов; экономическая оценка имеющихся и перспективных технических средств, технологий и способов производства; стимулирование за разработку и внедрение техники и технологий и реализацию имеющихся резервов. |
|
Организационно-экономические |
Это система взаимосвязанных организационных и экономических мероприятий, направленных на повышение эффективности использования и стимулирование экономии материально- технических ресурсов, в том числе и ТЭР, внедрение ресурсосберегающих мероприятий, а также производство сельскохозяйственной продукции с минимальными затратами всех ресурсов в денежном и натуральном выражении. ОЭМР включает в себя: систему показателей учета потребления, анализ использования и выявление основных тенденций развития; изучение передового отечественного и зарубежного опыта по ОЭМР; совершенствование методов экономической оценки ресурсосберегающей техники, технологий и способов производства и экономическое обоснование новых ресурсов, ресурсосберегающих техники, технологий и способов производства; методы планирования и прогнозирования ресурсосбережения на разных уровнях управления; |
Современные ресурсосберегающие технологии внедряемые в зерновом комплексе позволяют добиться колосальных результатов, например, применения влаго- и ресурсосберегающих технологий в основных зонах возделывания сельхозкультур показал, что данные технологии имеют ряд преимуществ перед традиционными. Рассмотрим основные преимущества применяемых технологий в России (Таб.5)
Таблица 5 – Преимущества ресурсосберегающих технологий.
|
Преимущества |
|
|
Экономические |
Экономия ГСМ в 2-3 раза. Решение проблемы дефицита механизаторских кадров за счет снижения трудоемкости выполнения сельскохозяйственных работ в 2 – 2,5 раза. Улучшение финансово-экономического положения сельхозпроизводителей и повышение их конкурентоспособности в результате снижения себестоимости продукции и повышения рентабельности производства. Снижение металлоемкости производства сельскохозяйственных машин в 2,5 раза. |
|
Агроэкологические |
Снижение зависимости от погодных условий и стабилизация сельскохозяйственного производства в результате эффективного влагосбережения при использовании ресурсосберегающих технологий; Улучшение структуры почвы, уменьшение давления на почву, предотвращение ее деформации и уплотнения подпочвенных горизонтов; Улучшение экологического состояния водоемов, сокращение затрат на очистку воды. Улучшение инфильтрации воды позволяет влаге проникать в глубокие слои почвы, снижается сток воды с поверхности почвы; Предотвращение ветровой и водной эрозии; Восполнение плодородия почв и повышение урожайности за счет сокращения темпов минерализации гумуса. Возвращение почвеннойбиоты. При использовании системы мульчированного и прямого посева повышается микробиологическая активность почвы. Это помогает почве быстрее переводить растительные материалы в питательные вещества, а также помогает разложению загрязняющих химических соединений. |
Таким образом, использование ресурсосберегающих технологий способствует увеличению стабильности и эффективности аграрного производства в различных экологических и экономических условиях, что способствует обеспечению продовольственной безопасности страны.
Комплекс мер по внедрению современных технологий возделывания сельскохозяйственных культур включает систему агротехнических, технических, организационных и экономических мероприятий.
К агротехническим мероприятиям относятся: применение новых высокоурожайных, низкостебельных сортов с разными сроками созревания; повышение плодородия почвы за счет применения системы органических и минеральных удобрений, использования пожнивных остатков; применение современных высокоэффективных средств защиты растений на уровне экологического порога вредности.
Техническое переоснащение заключается в создании и применении новой техники, позволяющей повысить производительность труда в 2-4 раза. Это изложено в стратегии машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 г. и включает:
внедрение высокопроизводительных тракторов и комбайнов с мощностью двигателей от 200 до 450-500 л.с. и с низким удельным расходом топлива;
применение широкозахватных и комбинированных агрегатов, совмещающих выполнение 3-5 технологических операций (обработку почвы; внесение минеральных удобрений, посев, прикатывание и т.д.);
применение машин, обеспечивающих снижение удельного расхода топлива, семян, удобрений, средств защиты растений, а также потерь продукции и повышение её качества (особенно в животноводстве);
переход на газовое и биологическое моторное топливо;
повышение качества и надежности производимой сельскохозяйственной техники;
улучшение технического сервиса и повышение экономической ответственности промышленности за обслуживание в гарантийный и послегарантийный период.
Техническое обеспечение применения ресурсосберегающих технологий. Очевидно, что задача интенсификации производства в сельском хозяйстве с использованием новых ресурсосберегающих технологий требует резкого в 3-4 раза повышения производительности труда путем перевода сельскохозяйственного производства на использование сельскохозяйственной техники, высокоточно исполняющей заданные технологии производства продукции. Базой для этого должно стать повышение единичной мощности агрегата через увеличение многофункциональности, ширины захвата, рабочей скорости до 14 и более км/час.
Машинно-тракторный парк необходимо оснащать техникой четвертого и даже пятого поколения: это тракторы с повышенной единичной мощностью, агрегаты комбинированные многооперационные, блочно-модульного построения машины, обеспечивающие увеличение энерговооруженности труда в растениеводстве с 70-80 л.с./чел. до 180-200 л.с./чел. с существенным ростом надежности поставляемой техники.
Такой подход подтверждается и мировыми тенденциями. Это актуально еще и потому, что площади полей и длины гонов позволяют в условиях России более эффективно использовать энергонасыщенную технику в производстве зерна, кормовых и пропашных культур.
Такая техника должна стать основной для введения высокопродуктивных технологий производства сельскохозяйственной продукции, как стратегического фактора для достижения конкурентоспособности отечественного продовольственного комплекса.
Применение ресурсосберегающих технологий позволяет существенно сократить требуемый комплекс машин, например, при производстве зерна до 5-6 наименований.
При таком подходе для полного цикла выращивания и уборки зерновых по минимальным технологиям будут необходимы:
Универсальное почвообрабатывающее орудие (культиватор);
Сеялка для мульчированного посева;
Опрыскиватель;
Зерноуборочный комбайн.
Для реализации технологии прямого посева необходим следующий набор машин:
Базовый универсальный трактор;
Посевной почвообрабатывающий агрегат (сеялка для прямого посева)
Опрыскиватель;
Разбрасыватель минеральных удобрений
Зерноуборочный комбайн.
Такие наборы техники позволяют по ресурсосберегающим технологиям (с минимальным числом операций) осуществлять:
Осенне-весеннюю обработку почвы.
Посев сеялками, оборудованными рабочими органами культиваторов (при этом выполняется одновременно до пяти операций).
Обработку гербицидами и внекорневую подкормку.
Внесение минеральных удобрений
Сочетание сортов зерновых различных сроков созревания в хозяйстве позволяет минимизировать потери и более равномерно загрузить уборочную технику.
Такая техника обеспечивает ее интенсивное использование с доведением нагрузки на оператора в растениеводстве до 250 – 300 га. И, как показывает опыт работы передовых ведущих хозяйств в регионах, - это далеко не предел.
Рациональное использование ресурсов машинно-технологической системы сельскохозяйственного производства является важнейшим и приоритетным фактором повышения его эффективности, прежде всего, ввиду высокой капиталоемкости машинно-тракторного парка.
В машинно-технологической сфере занято почти 60 % всех работников отрасли; этот сегмент аграрного производства формирует до 40-60 % издержек на конечную продукцию. Поэтому для сельского хозяйства страны ресурсосберегающая стратегия машиноиспользования имеет жизненно важное значение, как одна из основ обеспечения конкурентоспособности аграрной отрасли национальной экономики.
К организационным мерам относится создание в каждом регионе двух-трех пилотных хозяйств или машинно-технологических станций для внедрения ресурсосберегающих технологий с финансированием затрат на приобретение комплекса техники, семян, удобрений и средств защиты растений за счет предприятий и поддержки из федерального и региональных бюджетов. Преимущество следует отдавать МТС, которые позволяют эффективно использовать технику и уменьшать потребность в капитальных вложениях в технику: особенно по мобильным машинам, работающим в нескольких регионах.
Государственная поддержка включает:
субсидирование процентных ставок за кредит для приобретения комплекса техники и материальных ресурсов (семян, удобрений и средств защиты растений);
субсидирование части затрат (до 30 %) на приобретение комплексов новой высокопроизводительной техники;
преимущественное выделение средств на лизинг такой техники (федеральный и региональный);
освобождение сельскохозяйственных и обслуживающих (МТС) предприятий от налогов на прибыль, имущество и т.д. с величины средств, направленных на финансирование внедрения новых технологий;
регулирование банковской ставки за кредит.
Исходя из вышесказанного целесообразно:
обобщить опыт сельскохозяйственных предприятий разных регионов, уже внедривших новые технологии с минимальной обработкой почвы, подготовить и издать брошюры массовым тиражом;
Министерству сельского хозяйства, Россельхозакадемии разработать нормативно-справочные материалы для внедрения новых технологий по:
технологии возделывания сельскохозяйственных культур с минимальной обработкой почвы и для прямого посева;
потребности в машинах и оборудовании в физическом и стоимостном выражении: по отдельным регионам и типам сельскохозяйственных предприятий;
себестоимости производства сельскохозяйственной продукции;
потерь урожая или продукции от невыполнения работ в оптимальные сроки;
наработки машин за срок службы и год (в единицах работы часах, гектарах, тоннах и т.д.);
затрат на техническое обслуживание и ремонт машин.
Рассмотрев сущность экономического механизма ресурсосбережения можно сделать вывод о том, что наличие и развитие таких механизмов должно стать ключевой задачей государственной аграрной политики. На основе проведенного нами исследования очевидно, что зерновой комплекс является одним из важнейших элементов системы обеспечения продовольственной безопасности страны.
Научно обоснованный анализ всей последовательности энергетических превращений в промышленности существенно важен для успешного проведения активной энергосберегающей политики.
Этот анализ должен начинаться от первичных энергоресурсов и сырья, а завершаться на стадии вторичных ресурсов и отходов с учетом их экологических воздействий.
Большое внимание, уделяемое в последнее время энерго - и ресурсосбережению, вызвано, в первую очередь, тем, что выявились проблемы, связанные с ограниченностью природных ресурсов. К тому же имеет значение неравномерность расположения топливно - энергетических ресурсов в различных регионах, истощение наиболее богатых месторождений топлива, общее повышение цен на мировом топливном рынке.
В среднем по нашей стране потенциал энергосбережения составляет 30-35% потребления различных видов энергии, а затраты на любое энергосберегающее мероприятие в 2-3 раза меньше, чем на добычу и производство энергоресурсов. Этим объясняется актуальность проблемы энерго-и ресурсосбережения.
Энерго- и ресурсосбережение - это возможность получения дополнительного эффекта за счет более полного использования исходного продукта. Оно может способствовать увеличению выпуска продукции, повышению его качества, улучшению условий труда. Энергосбережение должно быть основой процессов выработки, передачи и использования энергии. Наиболее технически сложным является энергосбережение при выработке энергии, т.к. требует создания специальных энергосберегающих технологии и оборудования.
Возможность и эффективность использования энерго- и ресурсосберегающих мероприятий определяется на основе результатов комплексного анализа технических систем.
В современной технике важное место занимают объекты и схемы, создание и усовершенствование которых требует использования термодинамических методов исследования.
В термодинамике применяются два подхода к исследованию энергетических превращений в технических системах.
Первый подход связан с различными методами использования прямых и обратных циклов. Эти методы позволяют на основе баланса системы, в которой совершается цикл, вычислить характеризующие его коэффициенты преобразования энергии (термический КПД, холодильный или тепловой коэффициенты и т.д.) и сопоставить их с коэффициентами соответствующих идеальных циклов или цикла Карно. Сопоставление циклов позволяет также представить направление, в котором нужно менять форму цикла, чтобы повысить его энергетическую эффективность.
Существенным недостатком данных методов является то, что каждый раз специально для данного случая должен быть выбран соответствующий цикл.
Второй подход основан на использовании термодинамических потенциалов для анализа процессов превращения энергии в различных системах. Применяя понятие потенциала, можно оценить работоспособность вещества и энергии в любой точке рассматриваемой системы независимо от ее вида, структуры и сложности.
Для решения задачи использования потенциалов применительно к анализу технических систем нужно располагать термодинамическими функциями, которые бы однозначно характеризовали работоспособность, энергетическую ценность потоков вещества и энергии при заданных внешних условиях.
Для технических приложений термодинамики важны не только параметры процессов внутри системы, но и результаты взаимодействия потоков энергии и рабочих тел с ее внешним окружением.
Нахождение термодинамических потенциалов в общем случае должно производиться по отношению к равновесной части окружающей системы - окружающей среде, которая играет роль уровня отсчета для любых потенциалов. Равновесной частью окружающей среды могут быть атмосфера, морская вода, грунт, космическое пространство.
Соответственно и термодинамические функции, предназначенные для проведения анализа в заданных условиях, должны включать в себя наряду с параметрами рабочего тела или потока энергии еще и параметры равновесной окружающей среды. Тогда эти функции могут выполнять роль потенциалов, позволяющих в любом случае определить энергетические ресурсы системы или ее части, пригодные для получения работы в данных условиях окружающей среды.
Величина, определяющая пригодность к действию (работоспособность) ресурсов вещества и энергии, была названа эксергией, а функции, определяющие ее значение, - эксергетическими функциями.
Понятие «работоспособность» и «эксергетический метод анализа» были впервые упомянуты в литературе ещё в 1870 году, и только начиная с 50гг.прошлого века в термодинамике выделился в самостоятельное направление специальный раздел, связанный с понятием эксергии.
В отличие от понятия энергии, связанного с фундаментальными свойствами материи, понятие эксергии является частным, характеризующим одну из сторон энергии - ее превратимость, пригодность в данных условиях окружающей среды, параметры которой не зависят от воздействия рассматриваемой системы. Эксергия позволяет решать широкий круг технических и технико-экономических задач на основе единой, логически последовательно построенной методики термодинамического анализа.
Термодинамический анализ технических систем, как объектов, представляет собой метод термодинамического исследования систем как в целом, так и посредством расчленения их на составные части с целью получения наиболее полной информации о процессах преобразования энергии, происходящих в таких системах.
Технические системы, для которых целесообразно проведение термодинамического анализа, имеют следующие особенности:
1.Это системы, в которых энергетические превращения изучаются посредством второго закона термодинамики т.е., характеризуются энтропией. Технические системы типа механических, электромеханических и электрических не изучаются методами термодинамического анализа.
2.Действие технических систем должно происходить в условиях взаимодействия с равновесной окружающей средой, параметры которой (состав, температура, давление), не зависят от действия системы. Вместе с тем, эти параметры оказывают определяющее влияние на характеристики системы.
Термодинамические параметры системы, необходимые для проведения анализа, получают либо в эксперименте, либо расчетным путем. Минимальное число этих параметров должно быть таким, чтобы для изучаемой системы и любой анализируемой её части можно было составить материальный, энергетический и эксергетический балансы. Последний вид баланса основан на первых двух.
Метод термодинамического анализа сводится, в конечном счете, к операциям, проводимым в 2 этапа:
– путем логической абстракции в зависимости от целей исследования для анализа выделяют любую часть, включающую элемент или группу элементов рассматриваемой системы, и составляют соответствующие эксергетические балансы;
– для каждой анализируемой части системы в целом на основе эксергетических балансов составляются термодинамические характеристики двух видов – абсолютные и относительные. Первые дают величины эксергии различных видов на входе (расход) и на выходе (производительность), а также значения потерь; вторые – показывают степень термодинамического совершенства (КПД всех видов) и относительные значения данной части во всей системе.
Для нахождения перечисленных характеристик разработан комплекс как аналитических, так и графических приемов, составляющих основную часть методики анализа.
Результаты проведенного анализа могут быть использованы не только для характеристики энергетических превращений системы, но и еще, по крайней мере, в двух направлениях:
Первое основано на том, что термодинамический анализ непосредственно связан с синтезом. Методы термодинамического анализа позволяют решать некоторые задачи, включающие элементы синтеза новых процессов, а также термодинамической оптими- зации;
Второе опирается на то, что между термодинамическими и экономическими величинами имеются определенные объективные связи. Эти связи носят сложный характер. В частности, экономический оптимум, как правило, не совпадает с оптимумом термодинамическим. Лучшая установка не всегда та, которая в термодинамическом отношении наиболее совершенна.
В целом, связи между термодинамическими и экономическими характеристиками могут быть использованы для решения сложных технико-экономических задач.
