WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 11 |

«Российская академия сельскохозяйственных наук Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Государственное научное учреждение Всероссийский ...»

-- [ Страница 5 ] --

Для расчета удельных показателей использована информа ция по ежемесячному расходу электроэнергии на производство про дукции, предоставленная предприятиями Ленинградской области в 2002-2005 гг. для целей энергетических экспресс-обследований.

Для Ленинградской области характерна неоднородность климатических условий. На территории области четко выделяется агроклиматических зон [2]. Апробация методики проведена на при мере сельхозпредприятий овощемолочного направления, располо женных на территории IV агроклиматической зоны, охватывающей три административных района области (Волосовский, Гатчинский и Ломоносовский).

Корреляционный анализ поквартальных данных, получен ных по результатам работы сельскохозяйственных предприятий мо лочного направления и климатических условий показал, что затраты электроэнергии не зависят (не коррелированны) от осадков и, кроме того, qп и qр сильно коррелированны с Т. Существенно коррелиро ванными (коэф. корр. 0.95) с энергетическими параметрами и зна чимыми (p0.05) оказались следующие входные переменные: Э(к-2), Э(к-4), r(к-2), r(к-4), Т(к), Т(к-2), Т(к-4), которые и были использова ны для последующего регрессионного анализа.

Ниже представлена модель прогноза усредненных энергети ческих показателей на предприятиях молочного направления, рас положенных в IV агроклиматической зоне Ленинградской области:

(R2)r=0,875, (R2)Э=0,848.

Результаты расчета энергетических показателей по модели (3) представлены в табл. 1.

Прогноз усредненных удельных затрат и величин расхода электроэнергии на производство молока для предприятий молочного направления в IV агроклиматической зоне При сравнительном анализе удельных затрат в 2005 г. по рай онам за базу сравнения (100 %) принимаем среднеквартальные удель ные затраты электроэнергии на производство молока по агроклиматиче ской зоне в 2005 г. c учетом прогноза на IV квартал. Аналогично произ водится анализ электроэффективности производства молока за любой отчетный (прогнозируемый) период. Результаты порайонного анализа за отчетный 2005 г. и за 2006 г. по районам представлены в табл. 2.

Результаты сравнительного анализа эффективности (по расходу электро энергии) производства молока по районам, кВт·ч/т Квар- Волосовский Гатчинский Ломоносовский IV клим. зона Примечание. Курсивом выделены прогнозируемые значения.

Из табл. 2 следует, что минимальные удельные расходы на про изводство молока как в отчетном 2005 г. так и прогнозируемые в 2006 г.

были и будут в Волосовском районе. На втором и третьем местах Гат чинский и Ломоносовский районы, соответственно. Отметим, что наи большее уменьшение удельных расходов прогнозируется в Ломоносов ском районе (4% к прогнозируемому среднезональному), в то время как для передового Волосовского района возможно увеличение на 1%.

В табл. 3 приведены удельные расходы электроэнергии лучшими предприятиями в каждом районе.

Удельные расходы электроэнергии на производство молока в лучших хозяйствах IV климатической зоны Ленинградской области, кВт·ч/т Примечание. Курсивом выделены прогнозируемые значения.

Наилучшим хозяйством по зоне является ЗАО “Ущевицы” (Во лосовский район).

Следует отметить, что удельные расходы электроэнергии во всех лучших хозяйствах по отношению к среднему по зоне в 2006 г. возрас тут. Это, скорее всего, связано с тем, что большинство других хозяйств по зоне принимают меры по снижению энергозатрат на производство молока. Аналогичный анализ можно провести по худшим хозяйствам районов и региона в целом.

Предложенный метод оценивания энергетических парамет ров деятельности сельскохозяйственных предприятий посредством динамических стохастических моделей имеет общий характер и мо жет быть использован при определении энергетических параметров и их прогноза для любых энергетических ресурсов.

1. Кашьяп Р.Л., Рао А.Р. Построение динамических стохастических моде лей по экспериментальным данным. - М.: Наука, 1983. – 384 c.

2. Агроклиматические ресурсы Ленинградской области. - Л.: Гидрометео издат, 1971. - 287 c.

К СТРУКТУРНОЙ ТЕОРИИ ОПТИМИЗАЦИИ

ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ

В ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СИСТЕМАХ

Д-р техн. наук В.Н. Карпов, Т.В. Кабанен Актуальность энергосбережения (или обеспечения макси мальной эффективности энергоиспользования) в АПК, объединяю щем в понятии производства использование природных ресурсов (земля, вода, лес, солнечная энергия и др.), техногенные системы энергообеспечения и биогенные объекты (растения, животные, пти ца) определяется не только спецификой, но и комплексностью науч ных задач. Для сельского хозяйства энергосбережение следует рас сматривать не только как достижение рыночной конкурентоспособ ности, но и как средство решения отраслевых энергетических задач, характерных для России, таких как повышение энерговооруженно сти труда, повышение душевого энергопотребления сельских жите лей до уровня городских, сохранение и развитие сельских поселе ний, бесконфликтное освоение свободных территорий и т.п. Для стационарных производств основным объектом энергопотребления является искусственная энергетическая система (ИЭС), включающая в себя технологические процессы, эффективность энергетических процессов в которой определяет общую эффективность использова ния энергии. Поэтому научная основа энергосбережения заключает ся в математическом описании энергетических процессов в ИЭС че рез параметры эффективности.

Искусственная энергетическая система потребителя пред ставляет собой совокупность технических устройств (элементов), образующих энергетические линии, и сеть с однонаправленным движением энергии. Конечные ветви сети обеспечивают энергией энерготехнологические процессы (ЭТП), являющиеся целью по требления энергии и характеризующиеся определенным результа том. В монографии [1] предложены три вида ЭТП, охватывающие все их многообразие. Основным является производственный ЭТП, в результате которого получают продукцию, реализуемую на рынке.

Второй вид различных ЭТП – вспомогательные, обеспечивающие основной процесс, третий – процессы, создающие условия жизне деятельности (обогрев, освещение, вентиляция и т.п.). Включение в энергетическую схему потребителя ЭТП – условие приближения анализа к оценке эффективности энергоиспользования по сравнению с существующей практикой расчета систем энергоснабжения по максимальной мощности. Основой анализа передачи энергии по ИЭС могла бы стать функция, описывающая энергию в зависимости от времени и координат. Довольно глубокий и общий подход к та кому описанию представлен в работах профессора Умова Н.А. [2], в которых обоснованы выражения сохранения энергии через объем ную плотность с учетом границ рассматриваемой среды. Однако, отсутствие ЭТП ограничило анализ учетом только влияния свойств (состояния) передающей среды и потерями в окружающую среду для некоторых случаев упорядоченности пространства.

В ИЭС потребителя при переходе энергии от элемента к элементу функция передачи претерпевает излом, поэтому вся энер гетическая линия не может быть описана в производных. Необходи мо обосновать метод описания движения энергии в пределах каждо го элемента и возможность перехода от параметров элементов к па раметрам линии. В качестве такого метода предложен метод конечных отношений (МКО) [3], основанный на выражении закона сохранения энергии в элементе, включающем начальное Qн, конеч ное Qк значения энергии и потери Q:

Метод конечных отношений предполагает Qк основным (с учетом ЭТП в конце энергетической линии) функциональным пара метром. Деление на Qк всего выражения (1) переводит содержание параметров в новый смысл, более соответствующий оценке эффек тивности энергетического процесса:

Параметр Qэ представляет собой энергоемкость конечного значения, а Q* - относительные потери. Практически все техно генные элементы ИЭС представляют собой упорядоченные про странства, упрощающие связь объема с координатой. Для цилин дра, например, важно отметить, что объем является линейной функцией координаты, существенно упрощающей описание энер гии по координате. Если значения Qн и Qк измеряемы, то их раз ность можно рассматривать как приращение функции, поэтому потери могут быть представлены в соответствии с теоремой Ла гранжа как произведение средней производной на длину интерва ла. В рамках МКО отношение переходит в отношение сред них производных, а это, в свою очередь, предполагает связь энер гоемкости Qэ с этими производными. Действительно, производ ная Q по времени имеет автокаталитическое выражение, позволяющее применить методы синергетики для анализа со стояния элемента:

Таким образом, измерение Qн и Qк позволяет судить об изменении состояния элемента и о влиянии этого изменения на энергоемкость, т.е. эффективность энергетического процесса. Из выражения (2) определяется мера воздействия на состояние эле мента, соответствующая изменению энергоемкости. Следует от метить, что МКО учитывает и обратимые и необратимые потери, что позволяет применить его не только к передающим энергию элементам, но и к ЭТП с целью обеспечения их высокой эффек тивности.

Фундаментальность предложенного в [3] метода конечных отношений подтверждается не только математической органично стью, но и возможностью создания на его основе собственной про странственной системы параметров эффективности. Нижним огра ничением является предельная эффективность, при которой отно шение потерь к конечной энергии равно единице. В соответствии с приведенными выражениями относительная энергоемкость в этом случае равна двум. Упорядоченность пространства позволяет опре делить наименьший объем (или длину элемента), в котором можно получить предельную эффективность. Для цилиндра радиусом r та кой единицей структуры является ячейка длиной r/2. При длинах элементов, превышающих r/2, предельная эффективность будет со ответствовать определенному числу ячеек, что дает основание ле жащую в основе МКО теорию энергосбережения считать структур ной, дающей выход на непосредственные информационные пара метры.

Одной из особенностей структуры является передача пара метра состояния по координате. Если боковая поверхность соот ветствует длине х, то потери энергии через эту поверхность за вре мя t могут быть определены как произведение производной по вре мени Qt (средней мощности) на время t и как произведение средней производной по координате Q на длину координатного интервала х, т.е.

Используем понятие единичного структурного элемента – ячейки цилиндра длиной r/2, для которой торцевая поверхность рав на боковой. Тогда при постоянной скорости движения энергоноси теля вдоль х время, соответствующее одной ячейке, составит t =, а время контроля потерь может быть выражено в интерва лах t, т.е. m =. Длина координатного интервала х также мо жет быть переведена в относительные единицы n =. Подставив относительные параметры в выражение (4), получим Преобразовав (5), получим При постоянной скорости движения и однократном про хождении энергии отношение ное выражение для структуры в виде Инвариант определяет роль скорости как оператора пере вода производной по координате в производную по времени и предопределяет возможность анализа энергетических процессов с использованием конечных значений t и х. Это важно для тео рии, так как математическое условие получения производной функции приближением t и х к нулю приводит к нулевому значению объема упорядоченного пространства, соответственно, к нулевому значению энергии.

Следует отметить, что в последнее время в макро- и мик роэкономике находит применение параметр предельной экономи ческой эффективности [4], аналогичный энергетическому пара метру Q* (2) и отражающий предельную полезность финансо вых вложений в функции объема производства. Подобная аналогия не может рассматриваться как случайная. Введенное в экономике понятие "неэкономического" роста производства, ко гда затраты, учитывающие влияние на экологию, превышают по лезность производства, т.е. уровень удовлетворения нужд и жела ний населения (благосостояния), оставляет по существу только одну возможность эффективного роста потребления – за счет но вых технологий, снижающих расход энергетических ресурсов и не увеличивающих их вредное воздействие на экологию. Поэто му, если удастся показать, что в процессе энергосбережения (т.е.

снижения энергоемкости продукции) растет доходность энергии (или снижается стоимость энергии в единице продукции), то это послужит основанием для заключения о том, что энергия является определяющей компонентой, позволяющей преодолевать ограни чение "неэкономического" роста в экономике.

Сопоставление экономических процессов и энергетиче ских в ИЭС обнаруживает их аналогию, в частности, в существо вании понятия неэффективного развития энергетического процес са и предельной точки в экономике. Если учесть, что информация о параметрах и координате этой точки в энергетической системе может быть получена в любой момент времени (т.е. положение предельных точек может определяться постоянно с учетом сме щения по оси х), то, очевидно, возможна оценка тенденции и в экономическом процессе. Эта возможность должна рассматри ваться как существенное дополнение к самодостаточности МКО в анализе эффективности энергетической системы. В [5, 6] показа но, что конечные приращения позволяют находить новые реше ния для повышения эффективности не только в передающих энергию элементах, но и в энерготехнологических процессах. В более ранних работах 1984 г. [7] было установлено, что нелиней ность пространства, в частности, сечения цилиндра сохраняет возможность получения достаточно эффективных решений в ЭТП при параметре состояния, обратном r/2. К сожалению, эта воз можность остается до сих пор невостребованной в отечественных разработках отраслевых технологий.

1. Карпов В.Н. Энергосбережение. Метод конечных отношений.

С-Пб: ''Аргус'', 2005. – 138 с.

2. Умов Н.А. Избранные сочинения. М-Л.: Госиздат. техн. теор.литературы, 1950. – 530 с.

3. Карпов В.Н. Введение в энергосбережение на предприятиях АПК.

С-Пб.: СПбГАУ, 1999. – 72 с.

4. Дейли Г. Мир тесен. // Ж-л''В мире науки'' (Scientific American), № 12, 2005. – С.61-67.

5. Карпов В.Н. Термодинамические аспекты методологии энергоснабже ния в сельскохозяйственных электротехнологиях оптического облуче ния. // Известия Академии наук. Энергетика, № 1, 1994. – С.66-74.

6. Карпов В.Н., Щур И.З. Энергетика технологических процессов оптиче ского облучения объектов АПК. // Известия Академии наук. Энергети ка, № 2, 1997. – С.114-124.

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ЭКВИВА

ЛЕНТА ПРОДУКЦИИ И ЕГО ВАЛЮТНОГО СОДЕРЖАНИЯ

ПРИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИИ В СИСТЕМЕ ПОТРЕБИТЕЛЯ

Д-р техн. наук В.Н. Карпов, канд. техн. наук А.В. Котов, Энерготехнологические процессы (ЭТП) в виде конечных элементов в ИЭС имеют в качестве конечного параметра некий ре зультат воздействия энергии на специальную технологическую сре ду. Результат может измеряться в различных физических величинах, однако, особенностью ЭТП является наличие научно обоснованного энергетического эквивалента, соответствующего единице результата (как правило, в виде удельного количества энергии Qуд). Для просто го случая результата П, измеряемого в килограммах, минимальная потребность в энергии (эквивалент продукции) составит Qуд.П. По определению метода конечных отношений (МКО) [1] энергоемкость процесса производства, характеризующая эффективность ИЭС, оп ределяется выражением Поскольку Qпотр/П=Qп – фактическая энергоемкость единицы продукции, то Qэ для ИЭС следует понимать как отношение реаль ной энергоемкости, включающей в себя все потери в системе, к ми нимальному значению. Таким образом, МКО позволяет получить относительную энергоемкость и рассматривать ее как численное значение реального энергетического эквивалента к минимальному, т.е. определять количественно интегральную эффективность всех процессов в ИЭС, включая технологический.

В [1] показано, что при установлении твердых тарифов на энергию в ИЭС создается энерговалютная система, в которой энер гетическим параметрам соответствуют валютные. Однако, энергети ческие параметры подчинены закону сохранения. Если руководство ваться этим законом, то между энергетическими и валютными пара метрами должна быть линейная связь. На самом деле тарифы по длине энергетической линии растут не по линейному закону, а с возрастающим коэффициентом линейности, определяемым субъек тивными коммерческими соображениями. Если принять, что потери энергии в элементе уносят деньги в соответствии с тарифом покуп ки Стн, то закон сохранения может быть записан применительно к деньгам в следующем виде Отсюда получаем выражение для тарифа продажи Стк В соответствии с законом сохранения разница в скобках все гда равна 1,0, и конечный тариф должен быть равен начальному (в соответствии с объективным законом сохранения). Предельное эко номическое требование заключается в том, чтобы потери Q.Стн бы ли компенсированы при продаже. Отсюда значение Стк определяется выражением Таким образом, относительные потери являются коэффици ентом, определяющим приращение конечного тарифа по отношению к начальному. При Q=0 это приращение равно нулю. При Q=Qк (случай, соответствующий пределу эффективности энергетического процесса) приращение тарифа равно Стн, т.е. Стк=2Стн. Таким обра зом, можно считать, что по значениям объективных (контролируе мых законом сохранения) энергетических параметров можно судить о соответствующих экономических параметрах, определяя объек тивный уровень отсчета эффективности для валютной системы, не контролируемой законом сохранения. Этот принцип может быть использован и в микроэкономической системе через контроль соот ношения тарифа и цены продукции в зависимости от энергоемкости.

Это можно показать на равенстве для энергии как частной состав ляющей себестоимости [2].

где К – доля затрат на энергию в себестоимости, Ц – цена продукции при реализации, - коэффициент доходности производ ства. Это выражение отражает экономическое требование прибыли (1,0) и безупречно с точки зрения математики, т.к. сумма левых частей по всем составляющим затрат дает К=1,0, а сумма правых – сумму затрат по всем составляющим, умноженную на единый коэф фициент. Поскольку выражение (5) не является законом сохране ния (в нем нет ущерба, который при определении предельного эко номического развития подсчитывается отдельно [3]), то его можно использовать для определения частной зависимости параметров от расхода энергии. Адекватное выражение говорит о том. что при снижении Qп (до предела, равного Qуд) при по стоянных Ц и Ст нелинейно растет отношение /к. Этот параметр мо жет быть назван частной доходностью энергии, а произведение - опосредованной ценой энергии при реализации продукции. Таким образом, энергия может выступать не только как эквивалент предель ных экономических условий, но и как инструмент повышения эконо мического роста за счет снижения энергоемкости продукции.

Основой практического применения метода для определения энергоемкости является наличие в измерительной системе интегра тора по времени. На рис. 1 приведены кривые токов нагрузок на жи вотноводческой ферме, зафиксированные многоканальным элек тронным регистратором.

Получение интегрального значения энергии по таким запи сям не является сложной задачей. Таким образом, можно сделать вывод о том, что метод конечных отношений [1] с учетом построе ния ИЭС потребителя из отдельных элементов, представляемых упорядоченными пространствами, позволяет отказаться от сложного анализа дифференциальных уравнений функции нескольких пере менных и перейти к анализу относительных величин, получаемых из конечных приращений параметров, связанных законом сохранения энергии. Доказана практическая применимость и эффективность ме тода. Использование измерительных систем, реализующих способ [4], позволяет получать численные параметры эффективности ис пользования энергии у потребителя, определять меры по энергосбе режению и создавать автоматические системы, обеспечивающие минимальную энергоемкость продукции при всех режимах произ водства, т.е. создавать так называемые ''интеллектуальные'' энерге тические системы потребителей. С учетом такой возможности дол жен быть пересмотрен формат энергетической системы предприятий АПК, существенно отличающий ее от энергетической системы про мышленного предприятия. В число отличительных факторов долж ны войти живые биологические объекты (растения, животные, пти ца), биотехнологии, земля, вторичные энергоресурсы и нетрадици онные источники энергии. В соответствии с этим форматом для подготовки специалистов должно быть скорректировано содержание образовательного стандарта по специальности ''электрификация и автоматизация сельского хозяйства''.

1. Карпов В.Н. Введение в энергосбережение на предприятиях АПК. С Пб.: СПбГАУ, 1999. – 72 с.

2. Карпов В.Н. и др. Метод конечных отношений в теории энергосбереже ния и в управлении энергетической системой потребителя // Сб. науч ных трудов СПбГАУ ''Энергосбережение, эксплуатация электрообору дования и автомат. технол. проц. в АПК''. СПб, 2001. – С.16-34.

3. Дейли Г. Мир тесен. // Ж-л''В мире науки'' (Scientific American), № 12, 2005. – С.61-67.

4. Патент РФ № 2212746. Способ контроля и управления энергопотребле нием. // БИ. 2003. № 26. / Патентообладатели СПбГАУ и Карпов В.Н.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

СПОСОБА КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ

ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ

ЭНЕРГОЕМКОСТИ ПРОИЗВОДСТВА

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ

В настоящее время актуальным является вопрос снижения затрат энергоресурсов при производстве сельскохозяйственной про дукции. На сегодняшний день данные затраты в себестоимости про дукции занимают свыше 50 % [1]. Одна из основных причин нера ционального их использования заключается в полном отсутствии учета и контроля за тем как они (энергоресурсы) используются. В итоге нет возможности определения в сложных энергетических сис темах хозяйств оборудования (систем, устройств и т.п.) которое соз дает необоснованные потери и расходование энергоресурсов, а так же разрабатывать экономически обоснованные мероприятия по эко номии энергии.

Целью настоящего исследования являлось определение влияния используемого на фермах энергетического оборудования, а также технологий содержания крупного рогатого скота, на энерго емкость производства молока.

Для достижения поставленной цели использовались метод конечных отношений [2], способ контроля и управления энергопо треблением (Пат. РФ № 2212746. Опубл. 20.09.2003. Бюл. № 26. Па тентообладатели СПбГАУ и Карпов В.Н.) [3] и электронная регист рирующая система.

Сущность метода заключается в том, что эффективность лю бого энергетического процесса оценивается объективным показате лем – относительной энергоемкостью. Относительная энергоемкость – это отношение энергетических параметров на входе и выходе структурного элемента (под которым подразумевается оборудова ние, передающее либо преобразующее энергию из одного вида в другой, а также энерготехнологический процесс), включающее сверх единицы в свое численное значение потери энергии в элемен те, отнесенные к передаваемой энергии.

Использование в данном исследовании способа контроля и управления энергопотреблением обусловлено тем, что его задачей является осуществление оперативного контроля и управления про цессами передачи и преобразования энергии в элементах сетей по требителя, контроля и управления эффективностью процессов полу чения продуктов энерготехнологических процессов на основе еди ного параметра – относительной энергоемкости любого энергетического процесса и повышение эффективности общего энергоиспользования по результатам анализа величин относитель ной энергоемкости по всем энергетическим процессам в системе.

Оперативный контроль режимов работы энергетического оборудования и архивирование их параметров осуществлялось с по мощью электронной регистрирующей системы. Данная система включает в себя: 1) многоканальный электронный регистратор Ф 1770 (изготовитель приборостроительный завод ''Вибратор'', г. СПб);

2) токоизмерительные клещи;

3) измерительные преобразо ватели напряжения и силы переменного тока.

Многоканальный электронный регистратор Ф 1770 (в даль нейшем прибор) предназначен для применения в различных систе мах измерения и контроля параметров технологических процессов, сбора, визуализации, регистрации, обработки и оценки данных из мерений, сигнализации об их состоянии относительно заданных значений. Измерительные преобразователи предназначены для ли нейного преобразования действующих значений напряжения и тока в унифицированные сигналы напряжения постоянного тока. Данные преобразователи одноканальные, без гальванической связи между входными, выходными цепями и цепями питания.

Сбор и архивирование параметров работы энергетического оборудования производилось следующим образом:

1. токоизмерительные клещи навешивались на проводники, ко торыми осуществлялось питание отдельных элементов ис следуемой энергетической линии;

2. аналоговый сигнал с токоизмерительных клещей, в виде тока переменной частоты, подавался на вход измерительных пре образователей силы переменного тока;

3. преобразованный в измерительных преобразователях анало говый сигнал в виде напряжения постоянного тока поступал на аналоговый вход (канал) прибора Ф 1770;

4. поступивший в прибор сигнал (а одновременно может реги стрироваться до 16 таких сигналов) записывался и хранился в энергонезависимой памяти, объем которой 86400 строк, в каждой из которых фиксировалось текущее время и резуль таты измерения по всем 16 каналам (интервал между запи сями в архив соседних измерений составлял 10 сек.).

Извлечение информации, записанной прибором за период измерения, производилось на дискету 3,5'' и она (информация) обра батывалась на компьютере в программе EXEL 7.0. В данной про грамме рассчитывалось количество энергии потребляемой каждым исследованным элементом системы в течение суток, на основе кото рого затем определялась энергоемкость его работы при производст ве 1 тонны молока в сутки. Результат измерений, полученный непо средственно на одном из исследованных объектов с помощью изме рительной системы представлен на рис. 1. Как видно из приведенного рисунка, режимы работы и величина преобразуемой электроэнергии различными структурными элементами, под кото рыми в данном исследовании понималось не только энергетическое оборудование, но также и отдельные виды систем (например, дое ния, освещения, навозоудаления и т.п.), очень резко отличаются друг от друга.

Система доения (рис. 1) работает с постоянно изменяющейся нагрузкой, в то время как система освещения не меняет в течение длительного промежутка времени своего энергопотребления. В свою очередь это ведет к необходимости постоянного контроля за энерго потреблением отдельными элементами (той же системы доения (рис.

1)) для точного определения их вклада в величину энергоемкости выпускаемой продукции.

В таблице 1 представлены обобщенные данные обработки результатов проведенного исследования.

Таблица 1. Энергоемкость производства молока на фермах КРС Ферма На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. На практике доказана успешность и целесообразность применения способа контроля и управления энергопо треблением при определении энергоемкости с.-х. про 2. Использованный в работе метод конечных отношений, защищенный патентом РФ, позволил определить вклад каждого энергетического элемента в общую энергоем кость молока, что, в свою очередь, дает возможность конкретизировать меры по энергосбережению.

3. Основными потребителями энергии на фермах являются осветительные установки и комплексы доильного обору 4. Фактическая энергоемкость молока на каждой ферме представляет собой многофункциональный параметр, за висящий не только от характеристик энергетического оборудования, но и от биотехнологических параметров (кормление, продуктивность коров, условия жизнедея тельности и т.п.), проектных решений по ферме (тепло изоляция, естественная освещенность, способы вентиля ции и др.) и параметров внешней среды (температура, 5. Средний показатель энергоемкости тонны молока по исследованным фермам укладывается в пределы 36,5…80,5 кВт ч / тонну. Существенное различие в энер гоемкости производства молока в зависимости от техно логии содержания (привязного или беспривязного) – не 1. Артамонова Л.П., Дресвянникова Е.В. Проблемы энергоаудита сельхоз предприятий. // Проблемы развития энергетики в условиях производст венных преобразований: Научн. труды ФГОУ ВПО ''Ижевская ГСХА''. – Ижевск: РИО ФГОУ ВПО ''Ижевская ГСХА'', 2003. Т. 2. Проблемы энергообеспечения и энергосбережения. – 228 с.

2. Карпов В.Н. Энергосбережение. Метод конечных отношений.

С-Пб.: ''Аргус'', 2005. – 138 с.

3. Патент РФ № 2212746. Способ контроля и управления энергопотребле нием. // БИ. 2003. № 26. Патентообладатели СПбГАУ и Карпов В.Н.

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ

ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ В ТЕПЛОВЫХ

ПРОЦЕССАХ АПК СИБИРИ

Общее потребление энергоресурсов в сельском хозяйстве Сибири оценивается величиной порядка 12…16 млн. т у.т. Затраты на энерго обеспечение сельских районов составляют около 1/6 всех затрат на энергоснабжение народнохозяйственного комплекса региона. Пример но 40% энергоресурсов расходуется в производственной, а 60% – в не производственной сфере. Основной потребитель энергоресурсов – теп ловые процессы (до 80% по районам Сибири).

Доля энергозатрат в структуре себестоимости продукции растение водства составляет 30...55%, животноводства – до 13…18%. При этом наблюдается устойчивая тенденция к росту данного показателя. Стои мость отпускаемой тепловой энергии достигает 400…500 руб./МДж.

Среднегодовой коэффициент использования топлива в сельскохозяйст венном производстве не превышает 0,30…0,40.

Для достижения требуемого уровня обеспечения продовольстви ем необходимо в два раза увеличить производство сельскохозяйст венной продукции. При существующих технологиях увеличение производства сельскохозяйственной продукции на 1% требует уве личения потребления энергии примерно на 3…4%. Достижение не обходимого объема производства сельскохозяйственной продукции, в данном случае трудноосуществимо.

Для определения рациональной структуры и режимов потребле ния энергоресурсов разработана интегрированная система энерго экономического анализа и прогнозирования развития систем энер гообеспечения «Мир 33» [1], [2]. В основу интегрированной систе мы положена модель с секторами: сельскохозяйственное производ ство, общее производство, энергообеспечение сельского хозяйства, топливно–энергетический комплекс, социальная сфера и экология.

Структурной основой системы «Мир 33» служат основные балан сы по труду, капиталу и энергоресурсам.

Информационное обслуживание модельного комплекса включает развернутую базу данных – около 350 переменных моделей (около десяти тысяч строк текста программного обеспечения, без учета стандартных математических пакетов).

Концептуализация системы. В качестве основных фазовых пере менных выбраны: численность населения, общая и сельских районов P и Pagr;

основные производственные фонды, общие и по отраслям Ki;

объём оставшихся невозобновляемых энергетических ресурсов Nj;

накопленный объем загрязняющих веществ в биосфере Z;

уро вень производства продовольствия F;

объем потребления энергии по отраслям Ei, энергетическая эффективность сельскохозяйственного производства bek.

Постановка задачи в общем виде: модель системы где Y–вектор–функция фазовых переменных;

t– системное время;

U(t,Y,x–параметры управления)–вектор управлений.

Параметрами управления являются количественные и качествен ные характеристики системы энергообеспечения сельских районов – структура и объемы потребления энергоносителей, режимы энерго потребления, определяемые концепцией развития систем энерго обеспечения, задаваемой системой ограничений на величину ис пользуемого энергоносителя и приоритетом целей.

В качестве ограничений признано целесообразным использовать следующие:

ZZmax – ограничения на максимум загрязнений;

MMmin – ограничения на минимальный уровень жизни;

FFmin–ограничения на минимальный уровень питания;

dP/dt cp – темп прироста населения не меньше заданного;

EEmin–ограничения на минимальное энергопотребление;

Fпроизводство /F(производство+импорт)) 0,75 – условие продовольствен ной безопасности;

QLF cqlf – ограничения на мин. показатель качества жизни;

dGDP/dt cGDP – темп прироста валового внутреннего продукта не менее заданного;

bek bekmin –энергетическая эффективность сельскохозяйствен ного производства не менее заданной;

GDP/ E cGDP_E – энергетическая эффективность народнохозяй ственного производства не менее заданной.

На каждом шаге моделирования проверяется и корректируется баланс по фондам, труду и потребленным энергоресурсам.

Используемый математический аппарат – нелинейные дифферен циальные уравнения первой степени.

Использованы следующие основные критерии эффективности системы энергообеспечения и их производные: EN_FOOD – объем производства продуктов питания, млн. Гкал;

B_F_AG_SUM – объем потребления энергоресурсов в сельскими районами, т у.т.;

GDP_E – эффективность использования энергии, р. ВВП/т у.т.;

Z_Z – накоп ленный объем загрязняющих веществ в биосфере, о.е.;

bek – энерге тическая эффективность сельскохозяйственного производства, о.е., QLF – качество жизни населения, о.е.

Критерий «качество жизни» определяется как мультипликатив ный показатель, включающий характеристики среды обитания, ма териального уровня жизни и т.д.:

где xj – сомножители, определяющие влияние: уровня питания x1, материального уровня жизни (фонды сервисных отраслей на душу на селения) x2, уровня загрязнения x3, площади пашни на душу населе ния x4, располагаемых невозобновляемых ресурсов x5,качества пита ния x6 на мультипликативный показатель «качество жизни»;

А – коэффициент приведения;

– базовые значения переменных;

nj – показатель степени.

В зависимости от постановки задачи моделирования, использу ются комбинация указанных критериев или накопленное их значе ние за период моделирования процесса.

Реализован следующий алгоритм решения задачи:

– на заданном отрезке времени имитации системы (0 – T) зада валась структура потребления энергоресурсов путем определения векторов нижних и верхних ограничений lb и ub;

– исходя из общей концепции развития системы, определялись векторы начальных приближений x0 и формировались векторы целей goal и весовых коэффициентов целей weght;

– осуществлялась прогонка комплекса моделей и определялись отклики системы по критериям оптимизации;

– методами регрессионного анализа определялись коэффициенты при квадратичных полиномах зависимости критериев системы fun (векторная функция векторного аргумента) от структуры по требления энергоресурсов ;

– с учетом полученных векторов x0, goal, weght решалась задача векторной оптимизации по определению рациональной структу ры потребления энергоресурсов.

Вектор весовых коэффициентов целей weght = [1, 2,…,m] опре делялся лексикографическим методом.

Для определения рациональной структуры энергоносителей на конечном этапе использован метод векторной оптимизации – дос тижения цели, предложенный Gеmbicki и описываемый соотноше ниями при ограничениях где i – весовые коэффициенты целей, устанавливаемые исходя из поста новки задачи;

Fi – множество целей;

F i – устанавливаемые значения цели.

Принималась структура потребления энергоресурсов, имеющая по сово купности показателей лучшее значение и приемлемую динамику фазовых переменных.

Результаты моделирования поведения исследуемой системы при задан ной структуре потребления энергоресурсов представлены на рис. 1, 2. Допол нительно для анализа использованы следующие показатели: удельное элек тропотребление в сельской местности кВт-ч/жителя (ud_en_dem_agr), удель ное потребление топлива в сельском хозяйстве т у.т./жителя (ud_f_dem_agr), среднегодовой коэффициент использования топлива (kpi_f_agro),о.е.

В ходе вычислительного эксперимента определялась рациональная струк тура потребления на среднесрочный период. Вариант решения представлен на рис. 3 (Восточная Сибирь) и в таблице. Условия: стоимость единицы теп ловой мощности для возобновляемых источников 25% от существующего уровня, матрицы ограничений: lb=[0 0 0 0 0 ], ub=[ 1 0,1 1 1 1] – использова ние газа менее 10 % в структуре ТЭБ, вектор весов критериев weght = [3(продолжительность жизни) 2 (численность населения) 2 (валовой внутрен ний продукт) 3 (чистота производства) 2(объем производства продуктов пи тания) 1(энергетическая эффективность производства продукции)], вектор целей goal = [74 г;

150,0 млн чел.;

30000 млрд р;

2,5 о.е.;

145 млн Гкал;

1,50 о.е.]) Рис. 1. Динамика макроэкономических показателей (о.е.) доля ресурса Потребление энергоресурсов в технологических процессах, млн т у.т.

Тепловые процессы (растениеводст во) Биогаз (газогенераторы) Тепловые процессы (животноводст Биогаз (газогенераторы) Прочие тепловые процессы Отопление (быт) Каменный уголь Пищеприготовление Горячее водоснабжение Результаты исследований позволили сформулировать концепцию развития систем энергообеспечения тепловых процессов для сель скохозяйственных районов Сибири, включающую следующие ос новные положения:

– наиболее эффективным топливом будет природный газ, однако возможные темпы ввода систем газоснабжения в сельских районах не позволяют ориентировать потребителей на данное топливо, основ ным энергоресурсом до 2030 г. будет уголь и его производные;

– основными энергоносителями, эффективно замещающими уголь при задании различной степени важности используемых критериев эффек тивности, являются (в порядке приоритета) биомасса лесов, ветровая энергия и электроэнергия;

удельные объемы потребления первичных энергоресурсов составят 2…3 т у.т./ (чел.·год), электроэнергии – 1800…2600 кВт·ч/(чел.·год) при среднегодовых темпах роста топливопотребления в размере 0,35…0,45, электропотребления 1,5…1,7%/ год;

потребление электро энергии на тепловые цели составит от 5 до 30%;

– возобновляемые источники энергии могут составить от 15 до 40…45% в структуре потребления тепловых процессов в случае уже сточения требований к выбросу вредных веществ в окружающую среду или при приоритете критериев, характеризующих качество жизни;

– использование возобновляемых источников энергии для районов Си бири становится эффективным, при прочих равных условиях, в случае снижения стоимости киловатта установленной мощности в 2…4 раза по сравнению с уровнем 2002 г. (с учетом технического прогресса в энергетике и 100% дублирования мощности для ВИЭ);

– объёмы использования электроэнергии на тепловые цели будут варь ироватся от 5 до 30% (тепловая нагрузка до 200 кВт);

– использование продуктов растительного происхождения в качестве энергоносителя для тепловых процессов неэффективно ввиду низкого биоклиматического потенциала территории Сибири.

Взаимосвязь энергетика–система энергообеспечения сельскохозяй ственного производства – обеспеченность населения продовольствием – состояние окружающей среды – качество жизни населения является наиболее существенной из рассмотренных взаимосвязей и во многом определяет устойчивость агроэкосистемы.

1. Делягин В.Н. Оптимизация параметров систем энергообеспечения сельскохо зяйственных потребителей (тепловые процессы). – Новосибирск: РАСХН. Сиб.

отд–ние. СибИМЭ, 2005.– 240 с.

2. Делягин В.Н. Определение рациональных темпов роста энергопотребления сельскохозяйственного производства на основе методов системной динамики // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. – Красно ярск, 2005. №9.– С.227 – 232.

НОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СТРУКТУРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО

НАПРАВЛЕНИЯ ЭКОНОМИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ В ГУСХП

«ВЫСОКОВСКИЙ» КОСТРОМСКОЙ ОБЛАСТИ

(ГУСХП «Высоковский», г. Кострома), ГУСХП «Высоковский» - специализированное тепличное хозяйство с площадью остекленных теплиц 17,69 га. Валовое произ водство продукции достигает 5,5…6,2 тыс. т овощей в год. Ассор тимент выпускаемой продукции включает 18 видов (основные – огурцы, томаты). Производство овощей в закрытом грунте является достаточно энергоемким, доля энергозатрат в себестоимости про дукции составляет более 43%. Предприятие является крупным по требителем энергетических ресурсов (табл. 1).

Таблица 1. Динамика потребления энергоресурсов Годы Теплоэнергия, Электроэнергия, Техническая Природный Природный газ используется для получения тепловой энер гии в собственной газовой блочной водогрейной котельной. За по следние годы наблюдается постоянный рост цен на энергоносители (табл. 2).

Энергоносители Тепловая энергия, 1 Гкал 147,5 181,7 255,0 311,0 322, Электрическая энергия, 1 кВтч Предприятие вынуждено уделять большое внимание вопро сам сбережения и эффективного использования энергетических ре сурсов. Энергетический менеджмент и его неотъемлемая часть энер гетический аудит стали приоритетным направлением в деятельности предприятия. Процесс управления энергопотреблением носит сис темный характер. Разработана программа энергосбережения.

Приоритетными направлениями экономии топливно энергетических ресурсов являются: организационно-экономическое, технологическое, техническое и структурно-энергетическое [1]. На предприятии ведется планомерная работа по реализации всех меро приятий, направленных на энергосбережение, в результате чего на метилась устойчивая тенденция снижения расхода энергоресурсов.

В настоящее время при опережающем росте тарифов и цен на энергоресурсы по сравнению с ростом цен на сельхозпродукцию доля энергозатрат в ее себестоимости продолжает возрастать. Сего дня фактически ликвидированы льготы на тепловую энергию. На начало 2006 г. без учета НДС 1 Гкал уже стоит 368,0 руб., 1 кВтч электрической энергии – 1,65 руб., 1 м3 технической воды – 3, руб., 1000 м3 природного газа – 1226,0 руб. Очевидно, эта тенденция сохранится и впредь.

Обеспечение дальнейшей эффективной работы предприятия требует использования дешевых энергоресурсов. В современных условиях хозяйствования необходимо внедрение новых эффектив ных систем энергоснабжения с применением принципов децентра лизации и сокращения потерь. К тому же таким опытом предприятие располагает [2]. В 2003 году была введена в эксплуатацию газовая блочная водогрейная котельная для обеспечения тепловой энергией 6 га теплиц в зимнее время и всех теплиц комбината в весенне летне-осенний период. Получена тепловая энергия по себестоимости 171,6 руб. за 1 Гкал. В 2003 г. выработано 73234,5 Гкал, в 2004 г. – 88725,8 Гкал. При эксплуатации автономной системы теплоснабже ния на предприятии экономия на закупке теплоносителя составила в 2003 г. 10148 тыс. руб., в 2004 г. – 15365 тыс. руб.

Анализ финансового состояния предприятия позволяет сде лать вывод о высокой его платежеспособности и финансовой устой чивости. Предприятие имеет устойчивую структуру источников с преобладанием собственного капитала, что говорит о его стабильной финансовой независимости и достаточно низком уровне кредитного риска. Это делает его привлекательным в качестве заемщика средств для реализации инвестиционных проектов, связанных с внедрением новых энергосберегающих технологий (рис. 1, рис. 2, рис. 3).

Чтобы быть конкурентоспособным, предприятие постоянно расширяет свое производство, увеличивает ассортимент выпускае мой продукции. В 2006 году планируется приступить к выращи ванию роз. Для реализации проекта выбран вариант строительства Рис. 2. Структура кредитного портфеля (%) тыс. руб.

пленочной многопролетной теплицы типа Multiclair 9600 общей площадью 10224 м2. В качестве покрытия используется пленка мар ки TRICLAR, 4S (200 толщина, трехслойная пленка, 92% свето прозрачность). Воздушная прослойка между пленками поддержива ется специальной системой подкачки воздуха. Снижение потерь те пловой энергии в сравнении с современными остекленными тепли цами достигает 30%. Технико-экономические расчеты показали це лесообразность применения автономного энергоснабжения теплицы.

Потребность тепла для отопления теплицы составляет 2125 Мкал/ч.

Расчетная мощность электротехнического оборудования, включая и систему электродосвечивания, составляет 650,5 кВт. Следует отме тить, что в процессе монтажа частично использовано и отечествен ное оборудование.

Для получения тепловой энергии установлен котел типа CLW-95 (производитель – Crone) с конденсорной установкой (фир ма «Ван Дайк Хитинг»). Производительность бойлера 2500 Мкал/ч;

площадь нагрева 95 м2;

объем воды 7060 л;

максимальная темпера тура воды 110°С;

максимальное давление 3 атм. Распределительный узел включает 3 смесительные группы, оснащенные соответствую щим оборудованием. Для извлечения тепла котельных газов исполь зуется конденсор. Его функции: охлаждение котельных газов для дополнительного получения тепла, конденсация водяного пара для выделения скрытого тепла. Применена полностью автоматизиро ванная горелка типа RKB400-ND 3.0P-G/0 (фирма Zantingh) произ водительностью 2500 Мкал/ч. Установка оснащена детектором СО фирмы Zantingh (предохранение от излишнего содержания СО в дымовых газах) и системой централизованного дозирования СО дымовых газов котельной (тип D5SL 315-55, фирма v. Dijk Heating).

Для получения электрической энергии по себестоимости и дополнительной тепловой энергии применяется когенерационная установка QUANTO C 770 SPE. Когенерация представляет собой высокоэффективный способ производства тепла и электроэнергии. В качестве топлива используется природный газ под давлением кПа. Конструкция установки блочная. В качестве первичного двига теля использован газовый двигатель внутреннего сгорания G фирмы Caterpillaz, USA (Р – 809 кВт, n – 1500 мин-1). В качестве ис точника электрической энергии использован синхронный генератор типа SP4В фирмы Caterpillaz (параметры: 400 В, 50 Гц, 1500 мин-1, 770 кВт, к.п.д. в рабочей точке 95,8%). В комплект установки вхо дят:

- силовой распределитель 0,4 кВ, оснащенный системой для параллельной работы генератора с сетью и возможностью аварий ной работы (Р+Е);

- управляющий распределитель с универсальным модульным контроллером ProCon;

- теплообменник вода-вода;

- теплообменник продукты сгорания-вода;

- система автоматического дополнения масла в двигатель;

- вентиляционная система;

- глушитель выхлопа;

- звукоизоляционный кожух.

Тепловая система когенерационной установки включает в себя два независимых контура: вторичный и технологический. Вто ричный контур связан с отопительной системой. Характеризуется параметрами:

- тепловая мощность – 962 кВт;

- температура отоп. воды вход/выход – 70/90°С;

- температура обратной воды min/max – 50/70°С;

- номинальный расход – 11,6 кг/с;

- максимальное рабочее давление – 600 кПа;

- объем воды в контуре установки – 560 л;

- потеря давления при номинальном расходе воды – 40 кПа.

Стандартно контур работает при температуре обратной воды в интервале от 50 до 70°С. Тепловая энергия технологического кон тура может быть также использована в низкотемпературных конту рах подогрева технической воды. Габариты установки 586024904015 мм. Масса установки 23690 кг.

При реализации проекта себестоимость 1 кВтч электриче ской энергии составит 0,4 руб., 1 Гкал тепловой энергии – 250 руб., срок окупаемости капитальных вложений – 2,3 года.

1. Сучков А.В., Образцов Н.Н. Основные направления энергосбережения в ГУСХП «Высоковский» Костромской области. // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. Труды 3-й Международной на учно-технической конференции. Ч. 1. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2003.

С. 374-376.

2. Сучков А.В., Образцов Н.Н. Автономная система теплоснабжения в ГУСХП «Высоковский» Костромской области. // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. Труды 4-й Международной на учно-технической конференции. Ч. 1. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2004.

С. 276-280.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ

ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ

Канд. техн. наук Т.М. Гокоев, асп. Э.А. Беркаева Значительные районы горной и предгорной зоны Респуб лики Северная Осетия–Алания (РСО-Алания) не имеют централи зованного электроснабжения. Освоение этих районов требуют большого количества дорогостоящих ЛЭП и увеличение произ водства электроэнергии, что нереально из-за отсутствия доста точных финансовых средств на эти цели. Поэтому для решения Энергетической программы РФ и Государственной программы развития электроэнергетики РСО-Алания на первом этапе преду сматривается использовать нетрадиционные источники электри ческой энергии небольшой мощности, что обеспечит электропи тание автономных потребителей-малых аграрных и фермерских хозяйств, а также бытовых нагрузок сельского населения.

Наиболее эффективным направлением развития возобнов ляемых источников энергии в России, в частности РСО-Алания, является использование энергии небольших водотоков, ветра, солнечной радиации и т.д. с помощью микро и малых ГЭС, ветро энергетических установок, солнечных установок и т.д. Внедрение нетрадиционных возобновляемых источников электроэнергии не требует больших капитальных и эксплуатационных затрат, а их освоение в отдаленных от ЛЭП районах позволит повысить на дежность электроснабжения, получить дешевую и экологически чистую электроэнергию.

Появление широкой номенклатуры технических средств, быстродействующей вычислительной техники и совершенных ма тематических методов переработки информации в корне измени ли подходы к проектированию технических средств энергообес печения. Эффективное проектирование традиционными методами с учетом последних достижений технического прогресса стано вится крайне затруднительным, что в конечном итоге приводит к несовершенству принимаемых проектных решений. Наиболее перспективным выходом из рассматриваемой ситуации представ ляется автоматизация процесса проектирования на всех стадиях разработки: от технического предложения до выпуска рабочей документации. А это связано с разработкой и внедрением нового набора инструментов – инструментария проектировщика – систе мы автоматизированного проектирования (САПР).

Своевременность и актуальность рассматриваемых про блем заключается прежде всего в том, что решатся задача опти мального автоматизированного структурного и параметрического синтеза автономных систем энергообеспечения (АСЭ) и системы управления (СУ) АСЭ, т.к. именно на этом этапе решаются базо вые задачи проектирования АСЭ: обеспечение всех заданных тре бований и ограничений по составу и характеристикам, устойчиво сти их функционирования, качества и надежности управления при минимально возможной сложности.

Главная сложность при этом заключается в том, что про ектирование АСЭ в целом является слабоструктурированной про блемой. Это вызывает необходимость формулирования специаль ных требований, намечать пути их эффективного решения и реа лизовать их в процессе создания САПР АСЭ.

Для создания научно обоснованной методологии, алго ритмов и стратегии автоматизированного структурного и пара метрического синтеза АСЭ и САУ АСЭ, ориентированных на ис пользование в рамках САПР АСЭ и СУ АСЭ необходимо выпол нение следующих задач:

1. Системный анализ проблем, принципов и особенностей автоматизации проектирования автономных систем энергообес печения (АСЭ);

исследование и постановка задачи разработки ме тодов и алгоритмов автоматизированного проектирования АСЭ горных и предгорных районов РСО-Алания.

2. Концептуальный анализ элементов АСЭ;

разработка системной модели АСЭ как объекта проектирования, обеспечи вающей эффективное преобразование любого вида энергии в дан ной точке пространства, характеризующейся своими удельными энергетическими показателями.

3. Разработка методологии и машинно-ориентированных алгоритмов структурного и параметрического синтеза АЭС и СУ АСЭ на базе эволюционной стратегии проектирования.

4. Разработка структуры программного комплекса струк турного и параметрического синтеза АСЭ и САУ ее технологиче ских параметров и алгоритмов его функционирования в рамках САПР АСЭ и СУ АСЭ.

5. Исследование эффективности предложенных методов и алгоритмов автоматизированного проектирования АСЭ и СУ АСЭ.

Разработанные нами методология и алгоритмы автомати зированного проектирования АСЭ позволили создать полигон для испытания автономных систем энергообеспечения: микроГЭС, ВЭС, солнечную станцию, установленные в с.Гули Алагирского района и Турмонском заповеднике Дигорского района. Синтези рована и реализована на ряде объектов РСО-Алания система управления для автономных источников электроэнергии как в от дельности, так и при комбинированном их использовании, вклю чающая в себя два контура управления по частоте и напряжению.

1. Безруких П.П. Использование возобновляемых источников энергии в России // Бюллетень «Возобновляемая Энергия», 1997, №1, с.12-50.

2. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. М.:

Энергоатомиздат, 1990.

3. Природные ресурсы Республики Северная Осетия - Алания // Энер гетические ресурсы. / Научный редактор тома Хузмиев И.К.

4. Отчет о научно-исследовательской работе «Энерго- и ресурсосбере гающие автономные источники электроэнергии». Владикавказ, 1996, с.100. № Гос. регистрации 01.960.011811.

5. Хузмиев И.К., Гокоев Т.М. Технические средства электроснабжения потребителей малой мощности в условиях РСО-Алания на основе микроГЭС // В кн.: Вестник международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности. №8 (13). Владикавказ, 1999.

6. Хузмиев, И.К., Гокоев Т.М., Гатуева К.К., Есенов И.Х. Структурная схема системы автоматизированного проектирования (САПР) автономных систем энергоснабжения малой мощности. Северо Осетинский ЦНТИ, Инф. исток № 68-046-01, 2000.

ВЛИЯНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА КОПАКТНОСТИ

НА ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ

ПОКАЗАТЕЛИ ЗДАНИЙ

Канд. техн. наук Б. Б. Темукуев, Т. Б. Темукуев Принято считать, что можно резко сократить энергопо требление зданий с малой энергетической насыщенностью за счет комплекса архитектурных мероприятий, предусматривающих раз работку рациональных объемно-планировочных решений.

Все здания, в зависимости от объемно-планировочных ре шений, по величине тепловых потерь условно делят на эффектив ные и неэффективные.

К первому типу относят здания: многоэтажные;

с плоскими фасадами;

так называемые ширококорпусные;

с лучевым располо жением помещений (квартир);

с рациональным соотношением ме жду длиной (глубиной) и шириной, находящимися в пределах 1,4 – 1,6;

с внутренним расположением лестнично-лифтового узла.

Ко второму типу относятся здания: малоэтажные;

с изре занными фасадами, выступами, западами, ризалитами и прочими подобными приемами;

с пентхаузами, т.е. коттеджами на крышах многоэтажных домов;

с лестничными клетками у наружных стен с обязательным естественным освещением [1].

Все указанные достоинства и недостатки объемно планировочного решения при проектировании в основном опреде ляются показателем компактности здания kedes – это отношение общей площади внутренней поверхности наружных ограждающих конструкций здания к заключенному в них отапливаемому объему.

Расчетный показатель компактности здания определяется по формуле:

где Aesum – общая площадь внутренних поверхностей наружных ог раждающих конструкций, включая покрытие (перекрытие) верхнего этажа и перекрытие пола нижнего отапливаемого помещения, м2;

Vh – отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждений здания, м3.

Нормированные значения показателя компактности для всех типов зданий [2], табл. 1, не должны превышаться.

Таблица 1. Нормированные значения показателя компактности ные дома мансар дой секционные дома Рассмотрим влияние внешней формы здания на его ком пактность.

Из всех фигур самое малое соотношение между поверхно стью и объемом у шара:

где R – радиус.

Здания в виде шара не строят по многим причинам, поэто му рассмотрим другие геометрические фигуры, на подобие кото рых возводятся жилые, общественные и производственные здания – это прямоугольный параллелепипед.

Подавляющее большинство зданий в плане имеют прямо угольную форму. Из всех фигур при равной площади у круга наи меньший периметр, а затем, по мере его возрастания, они располо жатся в следующей последовательности: правильные многоуголь ники, квадрат, прямоугольник и т.д.

Площадь в плане – это сумма площадей пола и перекрытия (покрытия) здания, а периметр, помноженный на высоту ограж дающих конструкций, – площадь внутренних боковых поверхно стей ограждающих конструкций здания.

Для зданий в виде прямоугольного параллелепипеда показа тель компактности определится по следующей формуле:

где a – ширина;

l – длина;

h – высота.

Здесь и ниже ширина и длина здания измеряются между внутренними поверхностями ограждающих конструкций, а высота – от пола первого этажа до потолка верхнего этажа.

В формулах (3) – (7) высоту здания также можно опреде лить из выражения h = hэ • n, где hэ – высота этажа;

n – число эта жей.

Для зданий в виде куба, у которого все ребра равны a = l = h, показатель компактности определится проще:

Показатель компактности зданий цилиндрической формы.

Из всех фигур, кроме шара, при равных объемах, у цилиндра наи меньшее соотношение между поверхностью и объемом:

где h – высота здания;

d – диаметр здания.

Для зданий прямоугольной формы, если его размеры по ширине и высоте ограничены, то необходимо увеличивать длину, чтобы уменьшить потери с торцевых поверхностей. Для того что бы у зданий свести на нет потери с торцовых поверхностей, их не обходимо замкнуть между собой (соединить). Существует много способов такого соединения, но для зданий прямоугольной формы – это соединение в виде рамы. Наименьший периметр по внешнему и внутреннему контурам даст квадрат.

Для здания прямоугольной формы, колодцевого типа, пока затель компактности определится по следующей формуле:

где a, a1 – внешняя и внутренняя ширина здания;

l, l1 – внешняя и внутренняя длина здания;

h – высота здания.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 11 |
 




Похожие материалы:

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АГРОХИМИИ им. Д. Н. ПРЯНИШНИКОВА ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ им. В. В. ДОКУЧАЕВА УТВЕРЖДАЮ УТВЕРЖДАЮ Министр сельского хозяйства Президент Российской академии Российской Федерации сельскохозяйственных наук _А. В. Гордеев _Г. А. Романенко 24 сентября 2003 г. 17 сентября 2003 г. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ КОМПЛЕКСНОГО МОНИТОРИНГА ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ...»

«МЕЛИОРАЦИЯ: ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Материалы международной научно- производственной конференции Москва 2006 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н.Костякова МЕЛИОРАЦИЯ: ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Материалы международной научно-производственной конференции, посвященной 40-летию начала осуществления широкомасштабной программы мелиорации Москва 2006 УДК 631.6 М 54 ...»

«ПЧЕЛОВОДСТВО А.Г МЕГЕДЬ В.П. ПОЛИЩУК Допущено Государственным агропромышленным комитетом Украинской ССР в качестве учебника для средних специальных учебных заведений по специальностям Пчеловодство и Зоотехния Киев Выща школа 1990 ББК 46.91я723 М41 УДК 638.1(075.3) Рецензенты: преподаватель М. И. Совкунец (Борзнянский совхоз-техникум Черни говской области), И. Ф. Доля (заведующий пчелофермой Республиканского учеб но-производственного комбината по пчеловодству) Переведено с издания: Мегедь О. Г., ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет. Институт наук о Земле ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Международной научной конференции XVII Докучаевские молодежные чтения посвященной 110-летию Центрального музея почвоведения им. В.В. Докучаева НОВЫЕ ВЕХИ В РАЗВИТИИ ПОЧВОВЕДЕНИЯ: СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КАК СРЕДСТВА ПОЗНАНИЯ ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Международной научной конференции XVI Докучаевские молодежные чтения посвященной 130-летию со дня выхода в свет книги Русский чернозем В.В. Докучаева ЗАКОНЫ ПОЧВОВЕДЕНИЯ: НОВЫЕ ВЫЗОВЫ 4– 6 марта 2013 года ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Международной научной конференции XV Докучаевские молодежные чтения посвященной 150-летию со дня рождения Р.В. Ризположенского ПОЧВА КАК ПРИРОДНАЯ БИОГЕОМЕМБРАНА 1– 3 марта 2012 года Санкт-Петербург ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет ГНУ Центральный музей почвоведения им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии ГНУ Почвенный институт им. В.В.Докучаева Россельхозакадемии Фонд сохранения и развития научного наследия В.В. Докучаева Общество почвоведов им. В.В. Докучаева МАТЕРИАЛЫ Всероссийской научной конференции XIV Докучаевские молодежные чтения посвященной 165-летию со дня рождения В.В.Докучаева ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ ПРИРОДНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ СТРЕССОВ 1– 4 марта 2011 года Санкт-Петербург ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ СЕВЕРО-ЗАПАДНАЯ ВЕТЕРИНАРНАЯ АССОЦИАЦИЯ МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ЗНАНИЯ МОЛОДЫХ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ И АПК СТРАНЫ Санкт-Петербург 2012 1 УДК: 619 (063) Материалы международной научной конференции студентов, аспи рантов и молодых ученых Знания ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МАТЕРИАЛЫ ХІІ МЕЖДУНАРОДНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ (Гродно, 18-20 мая 2011 года) В ТРЕХ ЧАСТЯХ ЧАСТЬ 3 АГРОНОМИЯ ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ ЗООТЕХНИЯ ВЕТЕРИНАРИЯ ТЕХНОЛОГИЯ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ОБЩЕСТВЕННЫЕ НАУКИ К 60-летию вуза Гродно УО ГГАУ УДК 63 (06) ББК М Материалы ХІІ Международной студенческой научной конференции. – Гродно, 2011. – ...»

«Казанский (Приволжский) федеральный университет Общество почвоведов им. В.В. Докучаева Институт проблем экологии и недропользования АН РТ НАСЛЕДИЕ И.В. ТЮРИНА В СОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ В ПОЧВОВЕДЕНИИ Материалы международной научной конференции Казань, 15-17 октября 2013 г. И.В.Тюрин (1892-1962) Казань 2013 УДК 631.4 ББК 40.3 Печатается по решению Ученого совета Института фундаментальной медицины и биологии ФГБОУ ВПО Казанский (Приволжский) федеральный университет Наследие И.В. Тюрина в ...»

«ISSN 1561-1124 МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 7 (34) Издательство Санкт-Петербургского университета 2012 САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ПОЧВОВЕДЕНИЯ И ЭКОЛОГИИ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ МУЗЕЙ ПОЧВОВЕДЕНИЯ ИМ. В.В.ДОКУЧАЕВА МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 7 (34) Издание основано в 1885 г. А.В. Советовым и В.В. Докучаевым Издательство С.-Петербургского университета 2012 УДК 631.4 ББК 40.3 М34 Редакционная коллегия: Б.Ф. Апарин (председатель), Е.В. Абакумов, ...»

«ISSN 1561-1124 МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 6 (33) Издательство Санкт-Петербургского университета 2009 САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ПОЧВОВЕДЕНИЯ И ЭКОЛОГИИ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ МУЗЕЙ ПОЧВОВЕДЕНИЯ ИМ. В.В.ДОКУЧАЕВА МАТЕРИАЛЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РУССКИХ ПОЧВ ВЫПУСК 6 (33) Издание основано в 1885 г. А.В. Советовым и В.В. Докучаевым Издательство С.-Петербургского университета 2009 УДК 631.4 + 577.34 ББК 40.3 М34 Редакционная коллегия: И.А. Горлинский (председатель), Б.Ф. ...»

«X ДАЛЬНЕВОСТОЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ЗАПОВЕДНОМУ ДЕЛУ МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ 25-27 сентября 2013 г. г. Благовещенск АМУРСКИЙ ФИЛИАЛ БОТАНИЧЕСКОГО САДА-ИНСТИТУТА ДВО РАН АМУРСКИЙ ФИЛИАЛ WWF РОССИИ БЛАГОВЕЩЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РОССИЙСКИЙ ФОНД ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АМУРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОЮЗА АМУРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РУССКОГО БОТАНИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА СОВЕТ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ АФ БСИ ДВО РАН X ДАЛЬНЕВОСТОЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ЗАПОВЕДНОМУ ДЕЛУ 25-27 сентября ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГОУ ВПО УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ФГОУ ВПО УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЫ IX МЕЖДУНАРОДНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ 31 марта 2011 Димитровград 2011 г. УДК 631 Редакционная коллегия: Главный редактор Х.Х. Губейдуллин Научный редактор Т.А. Мащенко Редакционная коллегия И.И. Шигапов А.М. Кадырова ...»

«Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки (Россия) Германо-российский кооперационный проект Развитие и внедрение современных технологий производства молока и говядины в РФ III РОССИЙСКО-ГЕРМАНСКАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ Перспективы развития сельского хозяйства: кормопроизводство и кормление КРС как предпосылка высокой продуктивности в молочном и мясном скотоводстве ...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина В.А. Марков, Е.С. Иванов, Е.А. Лупанов Биоразнообразие и охрана природы Учебное пособие Рязань 2009 ББК 20.1я73 М26 Печатается по решению учебно-методического совета Государ ственного образовательного учреждения высшего профессиональ ного образования Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина в соответствии с ...»

«МАРЧЕНКОВ С.Я. ЛЮДИ ТОГДА БЫЛИ ДРУГИЕ РОМАН НОРДМЕДИЗДАТ САНКТ ПЕТЕРБУРГ 2010 Г. МАРЧЕНКОВ С.Я. ЛЮДИ ТОГДА БЫЛИ ДРУГИЕ. Санкт Петербург: Нордмедиздат, 2010. С.384. ISBN 978 5 98306 080 7 © МАРЧЕНКОВ С.Я., 2010 Оригинал макет подготовлен издательством НОРДМЕДИЗДАТ medizdat@mail.wplus.net Санкт Петербург, Лиговский пр., д.56/Г, оф.100. (812)764 79 31 Отпечатано с готовых диапозитивов в типографии “Турусел”. Бумага офсетная. Печать офсетная. Подписано в печать 28.05.2010 г. Тираж 50 экз. Объем 24 ...»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА Л.М. РЕКС, А.Г. ИБРАГИМОВ МЕНЕДЖМЕНТ ДЕЯТЕЛЬНО-ТЕХНОПРИРОДНОЙ СИСТЕМЫ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Москва 2012 ISBN 978-5-89231-392-6 МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА Л.М. РЕКС, А.Г. ИБРАГИМОВ МЕНЕДЖМЕНТ ДЕЯТЕЛЬНО-ТЕХНОПРИРОДНОЙ СИСТЕМЫ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Рекомендовано ...»

«RUDECO Переподготовка кадров сфере развития сельских территорий и экологии Модуль № 12 УПРАВЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИМИ РЕСУРСАМИ СЕЛЬСКИХ ТЕРРИТОРИЙ ФГБОУ ВПО Тамбовский государственный университет имени Г.Р.Державина 159357-TEMPUS-1-2009-1-DE-TEMPUS-JPHES Проект финансируется при поддержке Европейской Комиссии. Содержание данной публикации/материала является предметом ответственности автора и не отражает точку зрения Европейской Комиссии. УДК 338 ББК 65.32 У67 ISBN 978-5-906069-84-9 Управление ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.