исследовательская работа на тему

 

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Никологорская средняя общеобразовательная школа Вязниковского района»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Научно - исследовательская работа

«Теплосбережение в нашем доме»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Работу выполнили: ученицы 10 класса

Лукоянова Светлана и Григорьева Анна.

Руководитель: учитель физики

Морозова Ирина Васильевна

 

 

2012 - 2013 учебный год

ВВЕДЕНИЕ

1  Актуальность и мотивация

2  Проблемы

3    Цели и задачи

4    Методы. Ожидаемый результат

 

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1    Теоретическая часть

- Основные принципы теплосбережения

- Пути теплосбережения

- Теплосбережение в строительстве

- Что такое автоматизированная система управления         

 теплопотреблением

-  В чем ответственность всех и каждого

- Что можно сделать для экономии тепловой энергии в жилом фонде

-  Способы экономии теплопотребления дома

 

   2    Практическая часть

-  Анализ суточного расхода тепловой энергии

-  Анализ расхода тепловой энергии в рабочие и выходные дни

-  Анализ месячного расхода тепловой энергии

-  Анализ расхода тепловой энергии в зависимости от температуры на               улице

-  Анализ расхода и экономии тепловой энергии  в домах и квартирах разного типа

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЯ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

       

ВВЕДЕНИЕ

1  Актуальность и мотивация

 

В  период  бурного  развития  производства  и  ограниченности    все  убывающих энергоресурсов, их возрастающей стоимости, особо актуальна проблема их использования и сбережения. Нас  заинтересовал  вопрос  сохранения  тепла в наших домах, так как мы  живем в центре России, где зимы достаточно холодные, источники  тепла  далеко  расположены  от нас из-за  этого  их  сложно  транспортировать,  следовательно,  тепло энергия  у нас дорогая. Поэтому нужно беречь энергию и стараться сохранить ее всеми возможными способами. 

 

2                    Проблемы

-  Непонимание со стороны учащихся необходимости  тепло сбережения.

-  Большие затраты на оплату  коммунальных  услуг. Постоянная  нехватка  денег.

-  Старые здания требует больших вложений на ремонт  и

 реконструкцию.

- Многолетняя работа тепловых сетей, требующих замены водопровода.

3 Цели

1.  Познакомиться с различными технологиями теплосбережения.

 2.  Выявить причины потерь теплоэнергии в наших домах

3.  Оценить эффективность внедрения энергосберегающих мероприятий

Задачи

1.Проанализировать знания одноклассников о теплосбережении.

 2.  Изучить особенности теплосбережения по источникам литературы.

 3.  Проанализировать причины потерь тепла и выдвинуть  предложения по их устранению или снижению.

 4.  Познакомить  учащихся школы, как  использовать теплоэнергию на бытовом уровне с максимальной пользой и минимальными затратами.

 

4 Методы

 - Знакомство со специализированной литературой в читальном зале, интернете.

-  Оценить  эффективность  внедрения теплосберегающих  мероприятий у нас в домах путем сравнительной характеристики расхода и стоимости тепловой энергии.

 -  Провести  анкетирование  учащихся  с  целью  пропаганды  о  необходимости сбережения  тепло энергии для развития мотивации 

           -  Выступить на классных часах по этой проблеме.

 - Использовать  материалы  научно-  исследовательской  работы  на  уроках физики.

 

    Ожидаемый результат

 1.  Если учащиеся  проникнуться  проблемой тепло сбережения, то уменьшиться расход на оплату теплоэнергии.

 2.  Родители обратят  внимание  на  возможность  экономии

средств оплаты коммунальных услуг.

 3.  Сэкономленные средства можно потратить на модернизацию  и

 реконструкцию систем тепло сбережения, что в дальнейшем

даст большую экономию семейного бюджета.

 4.  Работники  ЖКХ  будут  прикладывать  большие  усилия  для  улучшения качества теплоснабжения с меньшими затратами. 

 

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

 

Не бери всего,

Используй все, что берешь.                                    

Бери только то,  

что тебе необходимо.

             (Лапландская поговорка)

 

Процессы производства электроэнергии, которые напрямую связаны с использованием теплоресурсов, наносят урон окружающей среде. Этот урон заставляет нас задуматься над возможностями снижения потребления энергии, в том числе тепловой.

Более эффективное использование энергии послужит на пользу окружающей среде, и в то же время принесет выгоды. Меры по повышению повысят комфорт нашей жизни и качество полезных применений энергии. Наконец, экономия энергии и ресурсов – способ сократить расходы. Программа теплосбережения здесь  не дань моде, а постоянная, многолетняя работа. В России нужно прививать культуру теплосбережения. Мы должны относиться к своим ресурсам как англичане, французы и немцы. А для этого нам нужна прививка бережного отношения к природным богатствам нашей страны.

Итак, что мы можем сделать сегодня, сейчас, на своем месте? Прежде всего, осознать серьезность возникшей проблемы. И понять, что цены на тепло и энергоносители будут постепенно повышаться. Рано или поздно мы придем к европейской системе учета, и каждый потребитель будет платить за энергию столько, сколько она стоит, с учетом реального потребления и безо всякого перекрестного субсидирования. И чтобы ужесточение системы оплаты не стало для нас, потребителей, шоком, задуматься об этом сбережении стоит сегодня каждому.

Экологические проблемы производства и использования  тепло энергии носят глобальный характер.  Нам необходимо помнить, что законы природы мы познаем не только для того, чтобы применять их для создания благ для людей, но и чтобы не нарушать гармонии окружающего нас мира. В развитых странах Европы и мира проблема сохранения окружающей среды, снижения вредных выбросов в атмосферу, получения экологически чистой энергии в настоящее время возведена в ранг государственной политики.  Главный вопрос – сколько энергии нужно человечеству? Сколько энергии нужно произвести, чтобы жить в теплых квартирах?….

 

1                    Теоретическая часть см. (ПРИЛОЖЕНИЕ №3)

-   Основные принципы энергосбережения

Стремясь к  повышению  жизненного  уровня и снижению  негативного  воздействия энергопотребления на окружающую среду, необходимо использовать технические решения, которые позволяют:

1.  Эффективно использовать энергию.

2.  Не использовать энергию более высокого качества, чем необходимо.

3.  Организовать нашу повседневную жизнь и жизнь всего общества в соответствии с принципами устойчивого развития.

 

-  Пути теплосбережения

 

 Из информации, полученной в отделе  теплосети ЖКХ  нашего посёлка  предложить следующие пути тепло сбережения в посёлке:

 1.  В первую очередь наладка тепловых сетей, что позволяет  стабилизировать гидравлический  режим, снизить циркуляцию воды,  увеличить срок службы трубопроводов.

 2. Для уменьшения тепловых  потерь на пути от котельных до  потребителя  использовать теплоизоляцию  труб – минерально-ватных  плит.  При  ремонтных  работах использовать новые виды теплоизолятора. 

3.  Новые технологии в строительстве

4. Переход на автоматизированную систему управления теплопотреблением.

5.  Внешнее утепление стен, чердаков.

 

-    Энергосбережение в строительстве

  Внедрение энергосберегающих технологий в строительстве  позволяет значительно сократить теплопотребления  здания, поэтому  данной проблеме уделяется большое внимание проектировщиков  и  строителей.  Она особенно актуальна для России с ее холодным климатом. 

Основные тепловые потери  здания происходят через так  называемые ограждающие конструкции. Этим термином специалисты называют окна, крышу, пол, стены см. (ПРИЛОЖЕНИЕ №2).

Рассмотрим основные приемы, используемые для снижения  теплопотребления зданий.

Важно использовать материалы, обладающие малой  теплопроводностью. Поэтому дома, построенные из кирпича,  предпочтительнее, чем панельные.

 Однако современные строительные технологии изготовления  железобетонных конструкций с теплоизоляцией устраняют недостатки панельных зданий.

  Малое теплопотребление  должно закладываться уже на стадии  проектирования здания. 

Для  нейтрализации  негативных  воздействий внешней среды применяются следующие приемы: 

1. Защита от подогрева в наиболее жаркие часы: использование  прохлады некоторых природных факторов: воды, деревьев…

2. Важной задачей является снижение потерь тепла через окна. Эти потери тепла в 3-5 раз больше, чем через крышу и стены.

Для этого используют новые типы  окон  (стеклопакеты) с двойным  или тройным остеклением, применяют  внутренние  теплоотражающие  стекла, снижают площадь остекления  здания, используют  остекление  лоджий. Использование  теплоотражающих стекол  позволяет  снизить  затраты  энергии  на  кондиционирование  воздуха  см. (ПРИЛОЖЕНИЕ 3)

3. Для стен и перекрытий в настоящее время разработано большое  количество теплоизоляционных  материалов,  которые  используются  для  их  утепления,  как при строительстве новых зданий, так и при  реконструкции  старых.  В нашем  посёлке имеется несколько панельных зданий. В таких зданиях  очень важна герметизация стыков панелей, т.к. именно стыковые соединения панелей в значительной степени определяют теплозащитные качества ограждений. 

Грамотное проектирование зданий  с максимальным  использованием

теплосберегающих технологий и материалов позволяет достичь поразительных результатов.

       -  Что такое автоматизированная система управления  теплопотреблением?

  В целях экономии тепловой энергии во многих наших домах установили регулирующую  и  управляющую  аппаратуру,  то  есть  установили  автоматизированный  тепловой  пункт. Такое  оборудование  позволяет  повышать  или  понижать  расход тепловой энергии в соответствии с внешней температурой воздуха. Оно  уменьшает подачу горячей воды в батареи и снижает температуру на 14 º C - ночные часы и выходные дни, и повышает температуру в рабочие дни до  20 º C.  Совсем  отключать отопление  нельзя,  иначе  замёрзнет  вода  в  трубах,  и  они  лопнут. Оборудование автоматических тепловых пунктов  поддерживает  оптимальную    температуру  в  домах. Экономия  тепло энергии  при этом  оставляет до 30%. С целью создания  оптимального микроклимата  во многих домах и квартирах посёлка для отопления установлены индивидуальные газовые котлы,  которые  совмещены  с частично автоматизированной или полностью автоматизированной системой  управления теплопотреблением см. (ПРИЛОЖЕНИЕ №4)

 

- Что можно сделать для экономии тепловой энергии в жилом фонде.

 

 

-Уплотнив окна и двери, Вы сможете повысить температуру в помещении на 1-2 градуса!

-Не загораживайте отопительные приборы!

-Тепло от отопительных приборов будет эффективно поступать в помещение, если:
• Отопительные приборы не закрыты шторами;
• Отопительные приборы не закрыты декоративными панелями;
• Отопительные приборы не закрыты мебелью или другими предметами.

-Проветривайте помещения не долго, но интенсивно!

-Постоянно приоткрытые для проветривания окна и форточки обогревают улицу и бесполезно расходуют ваши деньги.

-Используйте ударное проветривание, широко раскрывая окна на непродолжительное время.

-Батареи отопления будут эффективно обогревать помещение, если за ними установить теплоотражающие экраны. См. (ПРИЛОЖЕНИЕ Б)

 

 Мы провели беседы на классных часах, чтобы привлечь внимание ребят к этой проблеме.

Любой человек пытается как-то уменьшить свои затраты. Однако дело это совсем не такое простое, как кажется на первый взгляд. Ясно, что экономить деньги нужно по самой большой статье расходов, то есть сокращать свои затраты на оплату тепла. Однако в ходе опроса выяснилось, что многие не знают, как это сделать. С точки зрения инженерного решения есть два типа домов — с вертикальной и горизонтальной разводкой систем водоснабжения. Поквартирные датчики учёта тепла дадут нужный эффект только в зданиях с горизонтальной разводкой. В домах с вертикальной разводкой сейчас нет смысла устанавливать поквартирные приборы учёта тепла. Беда в том, что вертикальная разводка водопроводных сетей сделана  почти во всех домах, построенных до 2003 года. Следовательно, большая часть имеющегося сейчас жилого фонда не пригодна для оснащения поквартирными приборами учёта тепла. Особенность однотрубной, вертикальной разводки систем водоснабжения в том, что невозможно регулировать подачу тепла в каждой квартире по отдельности. Допустим, на соседних этажах расположены недавно отремонтированная квартира (с новыми окнами) и квартира, в которой ремонт не делался со дня постройки дома. Если уменьшить подачу тепла в отремонтированную квартиру, то у соседей будет холодно. В этом случае необходимый экономический эффект даст только установка обще-домовых приборов учёта. К сожалению, проведённые замеры очень часто показывают, что наши дома теряют наибольший объём тепла не через окна или двери, а через стены. Это объясняется тем, что более половины жилых зданий имеет возраст свыше двадцати лет. Следовательно, нужно решать вопрос об утеплении стен специальными материалами, а это требует капитального ремонта здания и стоит очень дорого.

 

  

2                    Практическая часть.

 

Анкетирование учащихся 8 классов по вопросам (см. Приложение А):

1. Считаете ли вы, что тепло сбережение является важной проблемой?

А) считаю важным;

Б) не задумывался над этим;

В) важным не считаю.

2. Что на ваш взгляд является наиболее значимым в процессе экономии тепла?

А) экономия денежных средств;

Б) сохранение оптимального температурного режима для детей;

В) сохранность здания;

Г) сохранение источников тепла;

3 Какое на ваш взгляд главное значение играет проект по замене окон стеклопакетов?

А) эстетическую (красиво);

Б) экономит тепло;

      В) продлевает срок службы окон;

      Г) прочее.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Выполняя исследования мы выяснили, что в квартире с индивидуальным, напольным полуавтоматическим газовым котлом теплосбережение происходит за счет того, что вода в системе, для поддержания температуры 20 º С -25 º С в квартире на 1-ом этаже, может быть нагрета  всего от 0 º С до10 º С. При этом подогрев может происходить около 3-х часов. Затем систему отключают на такое - же время, а затем всё повторяется. В более холодные месяца для поддержания той – же температуры, вода нагревается от 10 º С до 50 º С, но это самое короткое время года ( всего три месяца).

См. (Приложение №1)

 При использовании индивидуального, навесного газового котла с автоматическим включением подогрев идет от 10 º С до 20 º С, но это при постоянной эксплуатации, когда необходимо отопление.

См. (Приложение №4)

 В том и другом случае идет не только экономия газа, но и одновременная экономия потребления воды, так как её в системе очень мало, электричества и средств семейного бюджета.

В квартире этого же дома, использующей централизованное отопление, увеличивается расход всех показателей во много раз. Особенно это сказывается при  оплате коммунальных услуг. Проведем экономические расчеты за период, проводимой исследовательской работы.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Анкетирование учащихся 8 классов по вопросам:

1. Считаете ли вы, что тепло сбережение является важной проблемой?

А) считаю важным;

Б) не задумывался над этим;

В) важным не считаю.

 

2. Что на ваш взгляд является наиболее значимым в процессе экономии тепла?

А) экономия денежных средств;

Б) сохранение оптимального температурного режима для детей;

В) сохранность здания;

Г) сохранение источников тепла;

 

3. Какое на ваш взгляд главное значение играет проект по замене окон стеклопакетов?

А) эстетическую (красиво);

Б) экономит тепло;

В) продлевает срок службы окон;

Г) прочее.

Вывод: Анализ анкетирования учащихся показал, что большая их часть не придает значения проблеме теплосбережения, а значит и такое качество, как  бережливость не сформировано. Нужно убедить учащихся, что необходимо сберегать теплоэнергию для создания комфортных условий и снижения расхода денежных средств. Показать пути теплосбережения в школе и дома. Мы провели беседы на классных часах, чтобы привлечь внимание ребят к этой проблеме.

 

(ПРИЛОЖЕНИЕ Б)

           

 

 

 

 

(ПРИЛОЖЕНИЕ №1)

 

 

Дата: число/ месяц/ год	t°C на улице	Показания счетчиков в		Расход газа (м3)		Сумма (тариф: 3,47 рублей)		Общие затраты за 1 день (рублей)
		начале дня	конце дня	днем	ночью
18.11.12	+4	27005	27013	7	7	24,29	24,29	48,58
19.11.12	-2	27020	27030	10	9	34,7	31,23	65,93
20.11.12	+3	27039	27050	11	8	38,17	27,76	65,93
21.11.12	+5	27058	27068	10	9	34,7	31,23	65,93
22.11.12	+3	27077	27085	8	7	27,76	24,29	52,05

 

Сумма оплаты за день(1) и ночь(2) с 18 по 22 ноября 2012г. (тариф: 3,47 рублей)

 

Вывод: Анализируя расход теплоэнергии в дневное и ночное время, видим, что теплопотребление ночью ниже, чем днем. Поэтому использование индивидуальных газовых котлов с регулируемой системой управления дает свои результаты.

(1)

(2)

Итого

 

Дата: число/ месяц/ год	t°C на улице	Показания счетчиков в		Расход газа (м3)		Сумма (тариф: 3,47 рублей)		Общие затраты за 1 день (рублей)
		начале дня	конце дня	днем	ночью
10. 01. 13 г.	- 19	28669	28685	16	14	55,52	48,58	104,1
11. 01. 13 г.	- 15	28699	28712	13	11	45,11	38,17	83,28
12. 01. 13 г.	- 20	28723	28740	17	17	58,99	58,99	117,98
13. 01. 13 г.	- 19	28757	28773	16	14	55,52	48,58	104,1
13. 01. 13 г.	- 14	28787	28798	11	11	38,17	38,17	76,34

 

 

Сумма оплаты за день(1) и ночь(2) с 18 по 22 ноября 2012г. (тариф: 3,47 рублей)

(1)

(2)

Итого

 

Соотношение оплаты за израсходованную тепловую энергию для различных потребителей за месяц.

Название	Сумма (рублей)
Навесной котел	680
Напольный котел	347
Централизованное отопление	2870

 

Вывод: При централизованном отоплении имеется несоответствие между фактическим и расчетным теплопотреблением, т.к. происходят большие потери при транспортировке топлива к потребителю, идет расход средств на эксплуатацию и ремонт оборудования, на заработную плату обслуживающего персонала и т.д. В подавляющем большинстве случаев это приводит к переплате за тепловую энергию потребителями.

 

Расход газа в соотношении с температурой на улице за 5 дней

Дата		18.11.12	19.11.12	20.11.12г.	21.11.12	22.11.12
Температура	днем	+3	0	+1	0	+3
	ночью	-1	-1	-1	-2	+1
Показания счетчика	в начале дня	13613	13621	13628	13635	13642
	в конце дня	13618	13625	13632	13639	13648
Расход газа	днем	5	4	4	4	6
	ночью	3	3	3	3	2

 

Вывод: Анализ расхода тепловой энергии за 5 дней показал, что при использовании индивидуальных газовых котлов идет: во-первых, экономия тепловой энергии; во-вторых, экономия семейного бюджета.

 

Расход газа за день

Расход газа за ночь

 

(ПРИЛОЖЕНИЕ №2)

 

      

 

(ПРИЛОЖЕНИЕ №3)

    

 

(ПРИЛОЖЕНИЕ №4)

  

 

  

 

   

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Некрасов А. С., Воронина С. А. Состояние и перспективы развития теплоснабжения в России

[Электронный ресурс]. –  Режим доступа: http://www.abok.ru/, свободный

2.  МДС 41–4.2000.  Методика определения количеств тепловой энергии и теплоносителя в водяных системах коммунального теплоснабжения. –  М, 2000.

3. ThermoNews [Электронный ресурс]. –  Режим доступа: http://www. thermonews.ru/,  свободный. Некоторые аспекты учета тепловой энергии и теплоносителя.

4.  Ливчак В.И.  Стратегия энергосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве и социальной сфере  [Электронный ресурс]. –  Режим доступа: http://tgv.khstu.ru/, свободный.

5.  Бурцев В.В.  Оптимизация теплопотребления зданий с помощью систем автоматического регулирования:  Автореф.  дис.  на соиск.  учен.  степ. к.т.н.: Спец. 05.23.03 Новосибирск, 2007. 20 с.