Энергосберегающие технологии в жилищно-коммунальном хозяйстве и строительстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Энергосберегающие технологии в жилищно-коммунальном хозяйстве и строительстве

Автор: Андрюнькин Павел Сергеевич

Руководитель: Фадин Сергей Александрович

2016

Оглавление

Ведение

Основная часть

Выводы

Литература

Введение

Как известно, запасов пресной воды на Земле много, но они не безграничны. Особенно остро эта проблема стоит в Ставропольском и Краснодарском крае, Крыму и Средней Азии. В связи с этим учитель физики, после изучения темы «сообщающие сосуды», дал задачу, применить этот закон для экономии холодной воды в быту.

Актуальность этой проблемы состоит в том, что очень большое количество людей живет в этих краях и они испытывают дефицит в холодной воде.

Цель моей работы состоит в том, чтобы найти способ более экономного расходования холодной воды, что приведет к сбережению электроэнергии на добычу и транспортировку её к потребителю.

Основная часть

Я проанализировал, сколько холодной воды наша семья, состоящая из 4 человек, тратит воды на смывание унитаза в сутки. И получил следующее:

1.Количество посещений туалета в сутки - 20

2.Количество воды в сливном баке - 5л.

3.Всего необходимо воды в сутки - 100л.

4.Расход воды в туалете в месяц - 3000л.=3м³

5. Общий расход холодной воды в квартире в месяц по счетчику - 6м³

Вывод Половина объема холодной воды тратится на смывание унитаза.

Идея проекта состоит в том, что холодную воду, после использования в умывальнике, душе, ванне, вторично использовать для смывания унитаза, что приведет к экономии 50% холодной воды в нашей семье. Если рассмотреть этот вопрос в масштабах поселка, района, области, страны, то получится огромная цифра.

Расчеты показывают:

· Цена 1м³ холодной воды в нашей области 26рублей. Значит, наша семья может сэкономить 3м³*26руб.=78 руб.

· За водоотведение семья тратит 25рублей за 1м³ воды. Значит, на водоотведении можно сэкономить 75 рублей в месяц.

Итого: За месяц семья сэкономит примерно 150 рублей, а за год 150руб.*12 месяцев = 1800 рублей

Схема размещения сантехнических устройств: 1. Унитаз. 2. Бак-накопитель вторичной воды. 3. Канализация

Принцип работы:

Душевая кабина, ванна, раковины должны располагаться выше уровня унитаза на20 -30 см. Холодная вода после душа и т.д. попадает в бак-накопитель, расположенный под душем . По закону сообщающихся сосудов, холодная вода из бака накопителя, через клапан, самотеком попадает в унитаз, а затем в канализацию.

Вывод: Данная схема работает без затрат электроэнергии на перекачивание холодной воды и даёт экономию на одну семью 1800 рублей в год.

Пример второй

Как известно из курса физики в колебательном контуре существует:

1) Активное сопротивление

2) Индуктивное сопротивление

3) Ёмкостное сопротивление

Если взять контур, состоящий из конденсатора, катушки, резистора и подключить его к цепи переменного тока, то напряжение на резисторе совпадает по фазе с силой тока

,

_,

Колебания напряжения на катушке индуктивности опережают по фазе колебания силы тока на ней на 90

,

,

Колебания напряжения на конденсаторе отстают по фазе от колебаний силы на ней на 90

),

,

Мгновенное напряжение на контуре равно сумме мгновенных напряжений на его элементах:

,

Амплитуду этого напряжения можно получить сложением на векторной диаграмме:

Сложение противоположных по направлению векторов и даёт вектор

Сложение этого вектора с вектором даёт вектор - амплитуду напряжения на контуре. Её можно найти из теоремы Пифагора:

,

Подставляя в это выражение значения амплитудыU_Rmax; U_Lmax; U_Cmax, получаем:

,

Из этой формулы можно выразитьI_max:

,

На основе этой формулы объясняется явление резонанса. Резонанс в колебательном контуре - это резкое возрастание амплитуды силы тока в нём. Это будет только в том случае, если значение знаменателя в последней формуле будет максимальным. При постоянстве активного сопротивления это случится только в том случае, когда , то есть при равенстве . Это равенство справедливо, если частота вынужденных колебаний совпадает с частотой собственных:

,

В таком случае возникает резонанс, и максимальный ток ограничивается только активным сопротивлением.

,

Анализируя закон Ома для цепи переменного тока, я прихожу к выводу, что максимальный ток будет при равенстве ёмкостного и индуктивного сопротивления. электроэнергия вода ток индуктивность

Для этого я взял катушку индуктивности (N=500 витков, d=0,5 мм) и присоединял конденсаторы к ней до тех пор, пока не наступил последовательный резонанс (С=60мкФ). Это контролировалось по максимальным показателям амперметра переменного тока.

В катушку я вставил сердечник, в виде железной трубки с прорезью (для уменьшения токов Фуко). Если включить схему в цепь переменного тока, то цепь будет находиться в состоянии резонанса, ток будет максимальным и магнитное поле также будет максимальным. Стержень втянется в катушку. При этом индуктивное сопротивление возрастет, резонанс нарушится, и стержень упадет вниз. В нижнем положении стержня резонанс восстановится, процесс повторится.

Можно вычислить КПД этого прибора:

,

,

Где mgh- это потенциальная энергия стержня, а IUt - это работа тока. m=0.88 кг, h=0.1м, g10м/c, I0.5А, U40B, t=0.01c. Подставим эти значения в формулу, получим:

,

Эту модель мы предлагаем применять в качестве швейной машинки, кузнечного молота, конвейера для отбивания мяса и в строительной индустрии для забивания свай при закладке дома.

Выводы

1. Вторичное использование холодной воды даёт большой экономический эффект ( до 50%).

2. Экономия получается и при водоотведении.

3. Ударный механизм значительно эффективнее, чем существующие тепловые, т.к. их кпд выше в двое и они не загрязняют атмосферу.

Литература

1. Вторичные энергоресурсы и энерготехнологическое комбинирование в промышленности. Учебник для ВУЗов./ Семененко А.А. Куперман Л.И. Романовский С.А. - Киев.: "Вища школа", 1979 г.

2. Клименко А.В. Гашо Е.Г. Проблемы повышения эффективности коммунальной энергетики на примере объектов ЖКХ ЦАО г.Москвы. // Теплоэнергетика. 2004. № 6. Самойлов М. В., Паневчик В. В., Ковалёв А. Н. Основы энергосбережения. Учебное пособие. Минск, БГЭУ, 2002 г.

3. Лисиенко В.Г. Щелоков Я.М. Хрестоматия по энергосбережению. Справочное издание. В 2-х книгах.- М.: «Теплоэнергетик», 2002. - 688 с.

4. Кузнецов Ю.Л. Справочник по экономии топливно-энергетических ресурсов.- К.: Техника, 1985 г.

5. Бушуев В.В. Троицкий А.А. Энергоэффективность и экономика России.// Энергия: техника, экономика, экология. 2004. № 5.

6. Башмаков И.А. Способность и готовность населения оплачивать жилищно-коммунальные услуги.// Вопросы экономики. 2004 г. № 4.

7. Аракелов В.Е. Кремер А.И. Методические вопросы экономии энергоресурсов. - М., Энергоатомиздат, 1990 г.

8. Тематический портал по энерго- и ресурсосбережению «Энергосовет», www.energosovet.ru

Размещено на Allbest.ru