Учебные материалы  /  Профессионально-техническое образование  /  Библиотека анимаций к курсу "Энергоэффективность"  /  Пример теоретического занятия. «Потребление энергии, потребность в энергии»

Пример теоретического занятия. «Потребление энергии, потребность в энергии»

Введение

Часто в своей жизни мы употребляем слово энергия и его производные в самых разных случаях: «ядерная энергия», «энергичный человек», «солнечная энергия», «энергосбережение», «энергетический кризис».

Мы все знаем, что энергия важна и ее нужно беречь. Для всех процессов, происходящих в природе, жизни и деятельности человека, необходима энергия. Она нужна для того, чтобы сокращались мышцы, возникал и передавался нервный импульс, вырабатывались гормоны, делились клетки, расцветали цветы, наливались плоды и т. д. Энергия нужна, чтобы работали машины и механизмы, чтобы в наших домах в холод было тепло, а в жару — прохладно, чтобы выплавлять металл, печатать книги, строить дома...

продивитись анімацію

Потребление энергии

С развитием человеческой цивилизации потребность в энергии, ее потребление изменялось. Какую энергию использовал первобытный человек? Это был самый чистый вид энергии — энергия Солнца, аккумулированная в телах растений и передаваемая ими по цепям питания животным.

продивитись анімацію

Какие продукты выделяют растения в результате преобразования солнечной энергии в энергию химических связей? Это абсолютно безвредные, даже необходимые для всего живого вещества кислород и вода.

По подсчетам ученых первобытный человек использовал около 1% энергии, которую тратит современный человек. Потребление энергии в современном мире значительно возросло, потому что, во-первых, увеличилось количество людей, а во-вторых, потребность в энергии каждого человека стала больше в связи с экономическим и технологическим развитием общества.

С изобретением машин и механизмов потребность человека в энергии увеличилась. Особенно значительным этапом в этом плане была паровая машина Джеймса Уатта (1784 г.). Тепловая энергия, образовавшаяся при сжигании древесины и угля, преобразовывалась в механическую.

Дж. Уатт не мог предположить, что его изобретение станет катализатором технического, экономического и социального прогресса со всеми положительными и отрицательными последствиями

После этого человек все активней начал использовать невозобновляемые энергетические ресурсы уголь, нефть, газ. При их сжигании в атмосферу все больше и больше поступало углекислого газа и вредных продуктов сгорания. Энергоресурсы стали играть важную роль в производственных отношениях. А наличие их месторождений и запасов стало важным фактором, определяющим политику государств.

К чему это привело в настоящее время? Человек берет в природе все, в чем нуждается, и, в связи с этим, в последнее время обострились проблемы планетарного масштаба, которые называют глобальными.

Нехватка пищи (голод в некоторых регионах земного шара), загрязнение окружающей среды (воды, почвы, атмосферы), нарушение озонового экрана, глобальное потепление (увеличение доли углекислого газа в атмосфере), опасное накопление ядерного арсенала.

Природные катаклизмы:
а) наводнения, б) смерчи, в) цунами и др. , которые в последнее время участились в связи со значительным потеплением климата, не только наносят огромный вред природе, производству, сельскому хозяйству, но и уносят человеческие жизни

Отравление а) почвы, б) воды, в) атмосферы приняло настолько угрожающие масштабы, что грозит вымиранием не только отдельным видам растений и животных, но и самому виновнику таких изменений, человеку

Сжигая уголь, газ и нефть, образовавшиеся естественным путем из остатков древних растений и животных около 300 млн. лет назад, мы высвобождаем углекислый газ, аккумулированный в их телах, и расходуем при этом кислород

Любая из этих проблем может перерасти в экологический кризис и привести к исчезновению человека как биологического вида. В основе каждой из этих проблем лежит энергетическая подоплека.

С каждым годом количество невозобновляемых источников энергии уменьшается, что негативно влияет практически на все сферы жизни людей. Ученые активно разрабатывают технологии использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии (энергии Солнца, воды, геотермальной энергии и т. д.). Прогнозируют, что использование этих ресурсов в будущем будет преобладать над использованием традиционных.

Приборы и устройства для измерения параметров и расхода энергоносителей

В основе организации грамотного, эффективного потребления энергоресурсов лежит планирование, учет и контроль.

Рассмотрим энергетический баланс здания, основные источники поступления энергии и тепловые потери.

продивитись анімацію

Раньше это было делом исключительно специалистов, а каждый потребитель исправно вносил плату за потребленные тепло, газ, электроэнергию, воду и т. д. В настоящее время, когда стоимость ресурсов растет с каждым днем и влияет на себестоимость товаров и услуг, каждый должен уметь измерять расход любых ресурсов.

Приборы для измерения расходов тех или иных ресурсов называют счетчики или расходомеры. У каждого типа счетчика существует та или иная погрешность. Счетчики устанавливают в соответствии с технологией, при нарушении которой информация будет недостоверной.

Измерения можно условно разделить на 4 категории:

  • расхода пара, газа, жидкости тепловой энергии;
  • количества электрической энергии;
  • показателей технологических процессов (температуры, освещенности, уровня, скорости воздуха, влажности и др.);
  • продолжительности работы оборудования.

Какие типы расходомеров применяют?

Их условно можно разделить на 3 типа:

  • измерители перепадов давления;
  • приборы внесения местного сопротивления;
  • расходомеры, которые не вносят сопротивление в среду, которую измеряют.

а) расходомер воды, б) расходомер любой жидкости без врезки, в) счетчик воды

а) счетчик газа корректорный, б) счетчик газа мембранный, в) счетчик газа универсальный

а) расходомер сточных вод, б) счетчик тепла, в) ультразвуковой расходомер

Для измерения расхода жидкости, газа или пара расходомеры могут быть контактные (непосредственно контактируют с измеряемыми веществами) и бесконтактные. Контактные могут быть статическими, или неподвижными, динамическими или подвижными, (различные диафрагмы, трубки, сопла и т.д.) и динамическими, или подвижными (турбинные, роторные, поршневые и т. д.). Бесконтактные расходомеры могут быть тепловыми, индукционными, частотно-импульсными, тепловыми и т. д.

продивитись анімацію

Теплосчетчик предназначается для измерения количества потребленной тепловой энергии и других параметров теплопотребления.

Он измеряет количество потребленной тепловой энергии в ГДж, объем теплоносителя в м3, температуры теплоносителя на подаче, температуры теплоносителя на обрате, разницы температур и средней тепловой мощности в ГДж/час.

Газовые счетчики

Измеряют объем потребленного газа в метрах кубических.

Учет электроэнергии

Как правило, используют датчик или трансформатор тока. Его располагают на определенных кабелях, подсоединяют к амперметру или измерителю мощности.

Напряжение измеряют с помощью прямого подсоединения к источнику тока.

Сетчики могут быть индукционными, или электромеханическими, и импульсными; существуют в моделях для одно- и трехфазной сети.

продивитись анімацію

Заключение

Потребление энергоресурсов – это естественное условие существования любого биологического вида, в том числе и человека. Но, в связи с развитием науки и техники, человек перешел к неконтролируемому использованию энергоресурсов. Это привело к уменьшению запасов невозобновляемых источников энергии на Земле и ухудшению экологической обстановки.

Если не изменить создавшуюся ситуацию, на Земле может произойти экологическая катастрофа. Выход из создавшейся ситуации видится в осознанном энергосбережении, переходе на новые экологически приемлемые технологии, контроле потребления энергии.

Вопросы для контроля и самоконтроля

  1. Для чего энергия нужна человеку как биологическому объекту?
  2. Для чего необходима энергия современному человеку?
  3. Как изменялось потребление энергии с развитием цивилизации?
  4. К каким последствиям может привести неконтролируемое потребление энергоресурсов?
  5. Какие приборы для измерения потребленных энергоресурсов вы знаете?
  6. *Докажите, что глобальное потепление непосредственно связано с неконтролируемым потреблением энергоресурсов на планете.