Транспортування теплової та електричної енергії

Вироблена на великих джерелах (ТЕС, котельні) енергія повинна бути доставлена ​​споживачам. Основні види споживаної енергії - електроенергія і теплота.

Якість електроенергії, крім сили споживаної струму і підведеної напруги, характеризується ще двома важливими параметрами: частота (повинна бути 50 герц) та «косинус фі» (коефіцієнт потужності) - косинус кута між векторами напруги і сили струму. Для контролю електроенергії, що відпускається споживачу, необхідно мати такі прилади: амперметр, вольтметр, частотомір, вимірювач cos # 966 ;, електролічильник. Особливість електроенергії як товару - безпосереднє споживання виробленого. Тому необхідно погоджувати вихід енергії у виробника, витрачання у споживача, втрати при транспортуванні. Природно, заходи з енергозбереження немислимі без правильного обліку потоків енергії. При погіршенні якості електроенергії споживач має право вимагати зменшення ціни її.

Електрична енергія розподіляється по лініях електропередач (ЛЕП). ЛЕП - це електроустановка для передачі електричної енергії на відстані, що складається з провідників струму і допоміжних пристроїв. ЛЕП є одним з основних ланок електричних систем і разом з електричними підстанціями утворюють електричні мережі. Розрізняють ЛЕП низького (до 1 кВ), середнього (3-35 кВ), високого (110-220 кВ), надвисокої роздільної (330-1000 кВ) і ультрависокої (більше 1000 кВ) напруги. Головним чином використовуються трифазні ЛЕП змінного струму.

Електроенергія - це чистий і дорогий продукт, транспорт якого відпрацьований досить абсолютно; втрати електроенергії на ЛЕП зіставлені з витратами, що зменшують їх. Втрати активної і реактивної енергії на ЛЕП змінного струму становлять близько 10%, постійного струму - трохи менше, і зменшення втрат пов'язана з перевитратою дорогих матеріалів і установкою складного обладнання. Споживання енергії на увазі перетворення у споживача отримання енергії в форму, потрібну споживачеві, або для створення певних умов, продукту, дії (механічна енергія, хімічні перетворення, температурної рівень і т. Д.).

Електрична енергія споживається практично в момент її вироблення. Збільшення сили струму призводить до втрат енергії на нагрів в з'єднують електрогенератори і приймачі лініях електропередачі і до додаткового навантаження генераторів, т. Е. Перевитрата палива на ТЕС. Тому використовуються спеціальні пристрої між генераторами і приймачами - так звані синхронні компенсатори (це батареї конденсаторів або обертається електромашина) - для компенсації зсуву фаз і збільшення cos # 966; до 1.

Якість теплової енергії має бути таким, щоб у споживача при споживанні її реалізувалися необхідні умови: при опаленні - необхідна температура нагрівальних приладів, вентиляції - температура повітря, на парових машинах - потрібно механічна потужність, в технологічних процесах - висновок відповідної продукції (наприклад, кількість і якість бетонних або керамічних виробів). Тому з точки зору споживача теплова енергія повинна мати свідчення за такими параметрами: температура теплоносія (зазвичай води або пари); тиск (особливо пара); витрата теплоти і загальна кількість теплоти.

Працездатність (ексергія) характеризується перевищенням температури теплоносія над температурою навколишнього середовища. Теплова енергія від теплоносія передається споживачеві через теплообмінник, його ефективність тим вище, чим більше вихідна температура. Однак при теплообміні працездатність втрачається. Тому необхідно оптимум, що виражається в максимальному сумарному ефекті. Такий оптимум в даний час практично не визначається, і це один з напрямків енергозбереження при виробництві та споживанні теплоти.

Температура вимірюється різними термометрами, тиск - манометрами. Основний прилад для теплопостачання - тепломір (лічильник теплової енергії).

Основна кількість теплоти транспортується в холодну пору року, т. Е. При значній різниці температур теплоносія і навколишнього середовища; ця різниця обумовлює величину втрат. Якщо шлях теплоносія до споживача кілька кілометрів, частка втрат теплоти по відношенню до вихідного її кількості може становити 20 - 60%.

Теплова енергія у вигляді гарячої води або пари транспортується від ТЕЦ або котелень до споживачів по спеціальних трубопроводах, які називаються теплової мережею.

Теплові мережі бувають: магістральні (по головним напрямкам населеного пункту), розподільні (всередині кварталів), відгалуження (підведення до будинків). І діляться на водяні (пряма і зворотна труби) і парові (паропровід і конденсатопровод). Чим довше труби (більше радіус дії теплових мереж), тим більше енергії на прокачування теплоносія, більше теплової втрати. Тому радіус обмежений 10 км. Для подальших споживачів потрібно вже інше джерело теплоти.

По ходу теплоносія влаштовуються спеціальні камери, колодязі (засувки, вентилі, манометри), компенсатори ( "П" - образні, лінзові, сальникові), стійки, фіксатори і т. Д. Збільшують тепловтрати. Особливо великі тепловтрати при відкритому прокладанні труб (так звані "повітряні" теплові мережі), потрібно великі витрати на теплоізоляцію. Погана експлуатація (відкриті люки, пошкоджена ізоляція, вологість, протяги і т. Д.) Збільшує тепловтрати.

Основна частина теплової енергії йде на опалення. Опалення - це компенсація теплових втрат в навколишнє середовище даного приміщення, об'єкта за умови підтримки в ньому заданої температури. Якщо температура в приміщенні більше, ніж зовні, то завжди є тепловий потік, званий тепловтратами. Цей потік ніколи не дорівнює нулю (тільки при рівності температур). т. е. все тепло, введене в приміщення, в кінці кінців виявляється в навколишньому середовищі. Тому недоречні вигуки про те, що "гріємо небо". Інша справа - величина, інтенсивність цього потоку (кількість тепла в одиницю часу). Вона залежить від термічного опору зовнішніх огороджень - стін, вікон, стелі, підлоги і т. Д. (Товщина, поділена на теплопровідність). Очевидно, збільшуючи товщину і переходячи на більш досконалий теплоізоляційний матеріал, можна зменшити тепловтрати, зменшити необхідну потужність системи опалення, зменшити витрату палива на отримання теплової енергії. Однак при цьому зростає вартість споруди, тому термічний опір нормується. Знаходження оптимуму по мінімуму витрат - найбільш правильний шлях енергозбереження, але частіше норми усредняют розрахунок для різних споживачів. Тому з точки зору енергозбереження бажано для конкретних практичних випадків уточнювати економічно доцільні термічні опори огороджень.

У системах опалення тепло передається в приміщенні за допомогою нагрівальних (опалювальних) приладів; зазвичай це чавунні і сталеві радіатори і конвектори. Для підвищення ефективності роботи опалювальних приладів слід:

* Не захищати їх декоративними решітками;

* Не заглиблювати в ніші;

* Використовувати темне забарвлення;

* При великій кількості секцій ділити на декілька батарей;

* Не розташовувати їх високо;

* При установці на зовнішніх стінах застосовувати теплоізоляцію з боку стіни;

* Мати відключає і регулюючий вентиль;

* Стежити за чистотою міжреберних простору в конвекторах.