МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ (ИПЭЭФ) ___________________________________________________________________________________________________________
Направление подготовки: 140100 Теплоэнергетика и теплотехника
Профиль(и) подготовки: «Энергообеспечение предприятий», «Энергетика теплотехнологии»,
«Промышленная теплоэнергетика», «Автономные энергетические системы»,
«Экономика и управление на предприятии теплоэнергетики».
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
"ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ И ТЕПЛОТЕХНОЛОГИИ"
Цикл: | профессиональный | |
Часть цикла: | базовая | |
№ дисциплины по учебному плану: | ИПЭЭФ; Б.3 - 7 | |
Часов (всего) по учебному плану: | 144 | |
Трудоемкость в зачетных единицах: | 4 | 8 семестр – 4 |
Лекции | 45 час | 8 семестр |
Практические занятия | 30 час | 8 семестр |
Лабораторные работы | ||
Расчетные задания, рефераты | 18 час самостоят. работы | 8 семестр |
Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего) | 69 час | |
Экзамены | 8 семестр | |
Курсовые проекты (работы) | 8 семестр |
Москва - 2010
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является изучение типовых энергосберегающих мероприятий и методов оценки экономии энергетических ресурсов при производстве, распределении и потреблении тепловой энергии.
По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
· обобщать, анализировать, воспринимать информацию в области энергосбережения, ставить цели и выбирать пути их достижения (ОК-1);
· переоценивать накопленный опыт в условиях развития науки и техники, анализировать свои возможности, приобретать новые знания, использовать различные средства и технологии обучения (ОК-6);
· самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);
· анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-12);
· использовать нормативные правовые документы в своей профессиональной деятельности (ПК-4);
· анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);
· формировать законченное представление о полученных результатах в виде отчета с его публикацией (публичной защитой) (ПК-7);
· участвовать в сборе и анализе исходных данных для оценки потенциала энергосбережения различных объектов деятельности с использованием нормативной документации и современных методов поиска и обработки информации (ПК-8);
· участвовать в разработке и осуществлении экозащитных мероприятий и мероприятий по энерго - и ресурсосбережению на производстве (ПК-17);
· выполнять необходимые расчеты, обосновывать их и представлять результаты работы в соответствии с принятыми в организации стандартами.
Задачами дисциплины являются:
· познакомить обучающихся со структурой производства и потребления топливно-энергетических ресурсов в России и мире;
· дать информацию о типовых энергосберегающих мероприятиях в энергетических и технологических установках, тепловых и электрических сетях, зданиях и сооружениях;
· научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при последующем проведении работ по рациональному использованию энергетических ресурсов на объектах своей профессиональной деятельности.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилям: «Энергообеспечение предприятий», «Энергетика теплотехнологии», «Промышленная теплоэнергетика», «Автономные энергетические системы», «Экономика и управление на предприятии теплоэнергетики» направления 140100 Теплоэнергетика и теплотехника.
Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Тепломассообмен», «Техническая термодинамика», «Гидрогазодинамика», «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии», «Экология», «Экономическая теория».
Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин «Отопление, вентиляция и кондиционирование», «Энергетические системы обеспечения жизнедеятельности», КП по курсу «Проектирование и эксплуатация теплотехнологических объектов», а также программы магистерской подготовки.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:
Знать:
· основные источники научно-технической информации по материалам в области энерго - и ресурсосбережения (ОК-7, ПК-6);
· классификацию и области применения топливно-энергетических ресурсов, правовые, технические, экономические, экологические основы энергосбережения (ресурсосбережения), основные балансовые соотношения для анализа энергопотребления, основные критерии энергосбережения, типовые энергосберегающие мероприятия в энергетике, промышленности объектах ЖКХ (ПК-2, ПК-4, ПК-6);
· передовые методы управления производством, передачи и потребления энергии, а также применяемое энергосберегающее оборудование (ОК-1, ОК-4, ПК-6, ПК-17, ПК-24);
· методы проведения энергетических обследований потребителей энергетических ресурсов (ПК-1, ПК-2, ПК-9).
Уметь:
· воспринимать, использовать, обобщать, анализировать научно-техническую и справочную информацию в области энергосбережения, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования, ставить цели и выбирать пути их достижения, выполнять необходимые расчеты, обосновывать их и представлять результаты работы в соответствии с принятыми в организации стандартами (ОК-1, ОК-12, ПК-6);
· использовать и анализировать накопленный опыт в условиях развития науки и техники, приобретать новые знания, использовать различные средства и технологии обучения (ОК-6, ПК-1);
· осуществлять сбор первичной информации и анализировать её при оценке потенциала энергосбережения различных объектов деятельности с использованием нормативной документации и современных методов поиска и обработки информации (ПК-4, ПК-8);
· участвовать в планировании, разработке и осуществлении мероприятий по энерго - и ресурсосбережению на производстве, проводить энергетическое обследование и составлять энергетический паспорт объекта (ПК-1, ПК-7, ПК-17);
· рассчитывать передаваемые тепловые потоки; оценивать потенциал энергосбережения на объекте деятельности за счет проведения энергосберегающих мероприятий; оценивать экологическую, энергетическую и экономическую эффективность оборудования, технологических установок, производств; составлять энергетические балансы теплотехнологических схем и их элементов (ПК-1, ПК-3, ПК-5 ПК-7).
Владеть:
· терминологией и проблематикой в области энерго - и ресурсосбережения (ОК-2, ПК-2);
· навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-1, ОК-3);
· основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, использовать компьютер как средство работы с информацией (ОК-11);
· навыками составления и анализа энергетических балансов аппаратов, технологических установок, зданий и сооружений, промышленных предприятий и коммунальных потребителей (ОК-1, ПК-8, ПК-10);
· методами оценки потенциала энергосбережения и экологических преимуществ на предприятиях энергетики, промышленности ЖКХ, а также методами оценки эффективности типовых энергосберегающих мероприятий и технологий (ПК-4, ПК-17).
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1 Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.
№ п/п | Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации | Всего часов на раздел | Семестр | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и | Формы текущего контроля успеваемости (по разделам) | |||
лк | пр | лаб | сам. | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
1 | Актуальность рационального использования энергетических ресурсов в России и в мире. | 13 | 4 | 6 | 4 | 2 | Тест | |
2 | Методы и критерии оценки эффективности использования энергии. Нормирование потребления энергоресурсов. | 16 | 4 | 6 | 6 | 2 | Контрольная работа | |
3 | Энергетические балансы потребителей топливно-энергетических ресурсов. | 8 | 4 | 2 | 2 | 2 | Тест | |
4 | Методы энергосбережения при производстве тепловой энергии. | 16 | 4 | 8 | 4 | 3 | Тест | |
5 | Энергосбережение в системах транспорта и распределения тепловой энергии. | 14 | 4 | 6 | 4 | 3 | Контрольная работа | |
6 | Вторичные энергетические ресурсы. Энергосбережение в теплотехнологиях. | 15 | 4 | 7 | 4 | 2 | Тест | |
7 | Рациональное использование энергии в зданиях и сооружениях. | 12 | 4 | 4 | 4 | 2 | Тест | |
8 | Энергосбережение при электроснабжении потребителей. Учет энергетических ресурсов. | 7 | 4 | 4 | 1 | 2 | Тест | |
9 | Основы энергоаудита. | 5 | 4 | 2 | 1 | 1 | Тест | |
Зачет | 2 | 4 | -- | -- | -- | 20 | Защита реферата и устный опрос | |
Экзамен | 36 | 4 | -- | -- | -- | 30 | устный | |
Итого: | 144 | 45 | 30 | 69 |
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения
4.2.1. Лекции:
1. Актуальность рационального использования энергетических ресурсов в России и в мире
Основные виды топливно-энергетических ресурсов, их классификация и единицы измерения. Теплотворная способность различных видов топлива. Условное топливо. Первичное топливо. Нефтяной эквивалент. Структура энергетики страны и актуальность рационального использования энергоресурсов. Мировой энергетический баланс, тенденции его изменения. Основные причины необходимости эффективного использования энергии в России. Энергетический баланс России и перспективы его изменения. Динамика топливно-энергетического баланса и показатели потребления энергоресурсов в России и в мире. Связь эффективного использования топливно-энергетических ресурсов и состояния окружающей среды. Энергоемкость внутреннего валового продукта. Причины высокого удельного потребления энергии в России. Понятие потенциала энергосбережения. Потенциал энергосбережения в России и пути его реализации. Функциональная схема энергетики страны. Приоритетность энергосбережения у потребителей ТЭР.
2. Методы и критерии оценки эффективности использования энергии
Балансовые соотношения для анализа энергопотребления. Тепловые и материальные балансы. Эксергетический баланс. Энергобалансы промышленных предприятий. Оценка эффективности использования энергии на региональном, отраслевом уровнях, на предприятиях, в теплотехнических установках. Основные критерии эффективности использования ТЭР. Их виды и краткая характеристика. Термодинамические критерии эффективности использования энергии. Термодинамические критерии эффективности использования энергии. Критерии основанные на первом и втором законах термодинамики. Эксергетический КПД. Технические (натуральные) показатели эффективности использования энергии. Технологическое топливное число, как показатель полной энергоемкости готовой продукции. Экономические показатели оценки энергетической эффективности.
3. Нормирование потребления энергоресурсов
Нормативно-правовая и нормативно-техническая база энергосбережения. Нормирование расхода топливно-энергетических ресурсов. Нормирование потребления энергоресурсов зданиями и сооружениями. Нормирование энергоресурсов промышленными потребителями. Нормативно-эксплуатационные технологические затраты и потери тепловой энергии в тепловых сетях.
4. Энергетические балансы потребителей топливно-энергетических ресурсов
Основные промышленные и жилищно-коммунальные потребители энергетических ресурсов. Их краткая характеристика. Основные виды энергетических балансов. Их назначение. Источники их составления. Энергетический баланс региона. Характеристика его основных составляющих. Энергетический баланс промышленного предприятия. Характеристика его основных составляющих. Распределение основных потоков потребляемой энергии на промышленном предприятии. Энергетический баланс здания и его основные оставляющие.
5. Методы энергосбережения при производстве тепловой энергии
Виды источников тепловой энергии. Виды тепловых электрических станций, их КПД. Способы повышения энергетической эффективности ТЭС. Преимущества и недостатки автономных источников энергии. Когенерация и тригенерация. КПД котельной установки. Основные энергосберегающие мероприятия для паровых и водогрейных котлов в производственных котельных. Метод рационального распределения тепловой нагрузки между котлоагрегатами в производственной котельной.
6. Энергосбережение в системах транспорта и распределения тепловой энергии
Общие сведения о передаче тепловой энергии. Рациональное энергоиспользование в системах производства и распределения энергоносителей. Тепловые сети. Их виды и основные элементы. Основные виды потерь энергии и ресурсов в тепловых сетях. Потери энергии с поверхности изолированных и неизолированных трубопроводов. Меры по их сокращению. Основные этапы расчета потерь энергии с поверхности трубопроводов при подземной бесканальной и при канальной прокладке. Основные этапы расчета потерь энергии с поверхности трубопроводов при надземной прокладке. Потери энергии и ресурсов с утечками теплоносителя в тепловых сетях. Затраты энергии, связанные с перекачиванием теплоносителя в тепловых сетях. Потери энергии, связанные с нарушением тепловых и гидравлических режимов тепловых сетей. Меры по их сокращению.
7. Вторичные энергетические ресурсы
Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР). Их виды и краткая характеристика. Экономия энергии при утилизации ВЭР. Принципиальные возможности использования вторичных энергоресурсов. Методы использование тепловых ВЭР. Регенеративное и внешнее использование теплоты ВЭР. Вторичные энергетические ресурсы избыточного давления. Методы их использования. Тепловые насосы. Их назначение и принцип действия. Коэффициент трансформации. Источники низкопотенциальной теплоты для их работы. Области применения. Использование низкопотенциального тепла с помощью тепловых насосов.
8. Энергосбережение в теплотехнологиях
Принципиальные схемы технологий и области их применения. Высокотемпературные теплотехнологические установки. Методы энергосбережения в высокотемпературных установках. Тепловой баланс высокотемпературной теплотехнологической установки. Внешнее и регенеративное использование вторичных энергетических ресурсов в высокотемпературных установках. Низкотемпературные теплотехнологические установки. Энергосберегающих мероприятия в сушильных установках. Способы экономии энергии в выпарных и ректификационных установках.
9. Рациональное использование энергии в зданиях и сооружениях
Основные потери теплоты зданием. Пути уменьшения тепловых потерь. Способы энергосбережения в зданиях. Классификация мер по энергосбережению в жилых и общественных зданиях. Принципиальные схемы систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Способы снижения нагрузки на систему отопления здания. Энергосбережение в системах вентиляции и кондиционирования. Рециркуляция. Использование теплоты вентиляционных выбросов при помощи рекуперативных и регенеративных теплообменников и тепловых насосов. Типовые энергосберегающие мероприятия в системах теплоснабжения зданий и оценка их энергосберегающих эффектов.
10. Энергосбережение при электроснабжении потребителей
Общие сведения о системах электроснабжения. Реактивная мощность. Качество электроэнергии. Направления энергосбережения в системах электроснабжения.
11.Учет энергетических ресурсов
Значение учета энергетических ресурсов. Приборы учета тепловой энергии. Состав теплосчетчика. Учет тепловой энергии и теплоносителя в открытых и закрытых системах теплоснабжения. Учет электрической энергии. Приборы учета тепловой энергии и теплоносителя. Особенности учета тепловой энергии в различных системах теплоснабжения.
12. Основы энергоаудита
Энергетические обследования промышленных предприятий. Виды энергоаудита, основные этапы организации и проведения работ по экспресс-аудиту и углубленному обследованию энергохозяйств предприятий и организаций. Задачи, виды и основные этапы энергоаудита. Методика и организация проведения энерогаудита. Инструментальный аудит. Приборное обеспечения энергоаудита. Энергетический паспорт потребителей ТЭР. Энергетический паспорт здания. Содержание расчетно-пояснительной записки и форм паспорта.
4.2.2. Практические занятия
8 семестр
1. Определение потребности в энергетических ресурсов в единицах условного и первичного топлива на работу технологического оборудования.
2. Основные критерии эффективности использования тепловой энергии.
3. Оценка потенциала энергосбережения на промышленных предприятиях и в теплоиспользующих установках.
4. Типовые энергсоберегающие мероприятия при производстве и распределении тепловой энергии, оценка их эффективности.
5. Типовые энергсоберегающие мероприятия в технологических процессах, оценка их эффективности.
6. Типовые энергсоберегающие мероприятий в жилищно-коммунальном хозяйстве, оценка их эффективности.
7. Определение срока окупаемости энергосберегающего мероприятия, например, замена ламп накаливания на энергосберегающие лампы
8. Энергетический паспорт промышленного предприятия.
4.3. Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.
4.4. Расчетные задания (рефераты).
Для написания рефератов используются периодические печатные научно-технические издания «Мировая энергетика», «Промышленная энергетика», "ЭНЕРГОБЕЗОПАСНОСТЬ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ", "Энергосбережение и Водоподготовка", издания ассоциации АВОК, сеть Интернет. Поиск осуществляется в сети при помощи поисковых систем, а также на сайтах энергетических компаний, региональных центров по энергосбережению, на сервере библиотеки МЭИ и других библиотек.
Темы расчетных заданий, рефератов
1. Основные направления использования солнечной энергии.
2. Возможное влияние климата на энергетику и на использование энергоресурсов.
3. Энергосбережение в системах освещения зданий.
4. Мировой океан как источник энергетических ресурсов: возможности, проблемы и перспективы развития.
5. Внедрение магнитных шламоотделителей – метод повышения энергоэффективности систем теплоснабжения.
6. Циркуляционные насосы в системах индивидуального и коллективного отопления.
7. Вторичные энергоресурсы. Их виды и применение для различных отраслей промышленности.
8. Долгосрочные тенденции мировой динамики добычи нефти и ее текущих цен.
9. Глубокая утилизация тепла уходящих газов.
10. Экономия энергии за счет теплоизоляции ограждающих конструкций зданий.
4.5. Курсовые проекты и курсовые работы учебным планом не предусмотрены.
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием мультимедийных технологий в виде ряда презентаций. В презентациях содержится систематизированный информативный графический материал, содержащий множество примеров.
Практические занятия проводятся в традиционной форме c использованием для расчетов программного обеспечения Mathcad 14 и предусматривают две контрольные работы для проверки знаний студентов.
Самостоятельная работа включает подготовку к контрольным работам, оформление реферата и подготовку его к защите, подготовку к зачету и экзамену.
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, презентация реферата.
Аттестация по дисциплине – экзамен.
Оценка за освоение дисциплины, определяется по результатам сдачи экзамена.
В приложение к диплому вносится оценка за 8 семестр.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Литература:
а) основная литература:
1. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. , , и др., под ред. .- М.: Издательский дом МЭИ, 2010.
2. , Гаряев Г. П., Шувалов - и ресурсосбережение в теплопередающих и теплоиспользующих установках. М.: Изд-во МЭИ, 2002.
3. Данилов в энергетике и технологиях: учеб. пособие / ; под. ред. . М.: Издательство МЭИ, 2003.
4. , , Шаповалова в теплоэнергетике и теплотехнологиях. Сборник задач. Часть 1. - М.:Издательство МЭИ, 2005.
б) дополнительная литература:
1. Основы энергосбережения. , , под ред. .- Екатеринбург, Издательский дом «Автограф», 2010.
2. , Сибикин энергосбережения. М.: Форум: ИНФРА-М, 2006.
3. Данилов основы энергосбережения. М.: МГУПП, 2000.
4. Я, , и др. Экономия энергоресурсов в промышленных технологиях. НГТУ, НиЦЭ – Н. Новгород, 2001.
5. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: справочник / под общ. ред. чл.-корр. РАН и проф. . — 3-е изд., перераб. и доп. М.: Издательство МЭИ, 2004.
6. Энергосбережение на предприятиях промышленности и жилищно-коммунального хозяйства: справочно-методическое пособие / под. ред. , . М.: , 2006.
7.2. Электронные образовательные ресурсы:
а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: лицензионное программное средство Mathcad 14;
б) другие: программные средства учебного назначения, разработанные на кафедре ТМПУ: «Введение в энергосбережение», «Энергосбережение в зданиях и сооружениях», «Электронный сетевой сборник задач».
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140100 Теплоэнергетика и теплотехника и профилям: «Энергообеспечение предприятий», «Энергетика теплотехнологии», «Промышленная теплоэнергетика», «Автономные энергетические системы», «Экономика и управление на предприятии теплоэнергетики».
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:
к. т.н., доцент
"СОГЛАСОВАНО":
Директор ИПЭЭФ
д. т.н., профессор
"УТВЕРЖДАЮ":
Зав. кафедрой ТМПУ
к. т.н., профессор
