Статья опубликована в рамках: XXVI Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 18 ноября 2014 г.)
Наука: Технические науки
Секция: Машиностроение
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
- Условия публикаций
- Все статьи конференции
дипломов
УМЕНЬШЕНИЕ ЗАТРАТ НА ЭЛЕКТРЭНЕРГИЮ С ИСПОЛЬЗВОАНИЕМ ДАТЧИКОВ
Оматаев Куат Серикович
студент, Машиностроительный факультет, Карагандинский Государственный Технический Университет, Республика Казахстан, г. Караганда
E -mail: omataevkuat@gmail.com
Актуальность проблемы. Одной из основных задач, стоящих перед машиностроительным комплексом Республики Казахстан, является повышение эффективности использования энергетических ресурсов и их экономии.
В данный момент машиностроительный комплекс постепенно набирает обороты и переходит на более инновационные и более развитые технологии будущего, которые в скором времени будут представлены на выставке «EXPO-2017» которая будет проходить на территорий Республики Казахстан в городе Астана.
Помимо затрат на материалы и сырья, при изготовлении изделия нужно определить количество потраченного для этой цели электроэнергии. Сюда входит электричество, нужное для работы на станках и для освещения.
Искусственное освещение должно обеспечивать в цехе в любую рабочую смену освещенность, позволяющую выполнять технологические операции наладку оборудования без производственных дефектов и травматизма, возникающих по причине недостаточной освещенности. Кроме того, освещенность на каждом участке цеха должна быть такой, при которой исключается возможность чрезмерного утомления, работающего в результате зрительного напряжения [3, с. 11].
Искусственное освещение выполняется системой одного общего освещения или системой комбинированного освещения, то есть общего и местного. Применение одного местного освещения не допускается.
Система общего освещения может быть выполнена путем равномерного размещения светильников в помещении или путем локализованного размещения с учетом расположения рабочих зон.
Нормы освещенности рабочих поверхностей в производственных помещениях устанавливают в зависимости от характеристики зрительной работы: 1 разряд — работы наивысшей точности, 9 разряд (последний) — работа на складах громоздких предметов и сыпучих материалов. Кузнечные и холодноштамповочные цехи можно отнести к 4 разряду — работы средней точности. Наименьшая допускаемая освещенность при использовании системы общего освещения для кузнечных цехов ковки 300 лк, для кузнечных цехов штамповки 400 лк, у кривошипных прессов 500 лк, на участках технического контроля (3 — работы высокой точности) 750 лк.
В правилах по норам освещенности в цехах, есть пункты в которых говорится, что в определенных зонах цеха, где производится основная работа, в обязательном порядке используется постоянное освещение. Поэтому в некоторых местах целесообразно использовать освещение не на постоянной основе, так как, работа происходит в течении малого количества времени, и использование постоянного освещения не обязательно [3, с. 27].
Ниже приведены расчеты затрат на электроэнергию:
Количество требуемой электроэнергии E выражается в киловатт часах. 1 кВт ч электроэнергии стоит 19,66 тг. Из этого выходит, что стоимости электроэнергии Ц необходимо цену за 1 кВт/ч умножить на мощность P устройства, выраженную в кВт, и на время работы t этого устройства в часах.
К примеру, чтоб определения стоимости затрат на электроэнергию Ц при работе на токарном станке мощностью Р=1,5 кВт в течение t=1 ч поступаем следующим образом:
Ест = Р t == 1,5 кВт/ч.
Цст = = 29,485 тг.
У станка имеется местное освещение — лампочка мощностью 100—60 Вт.
Ел = Рt = 0,1 кВт 1 ч = 0,1 кВтч.
Цл = 0,1 19.66 = 1,966 тг.
Цена электроэнергии на общее освещение рассчитывают следующим образом. Складывают мощность Р всех лампочек помещения и умножают ее на отработанное время t. К примеру, в мастерской имеется 20 лампочек мощностью Р = 100 Вт, работа выполнялась t = 1 ч. Тогда Р = 20 100 1 = 2000 Вт или 2 кВт. Стоимость израсходованной электроэнергии составит: Ц0 = 2 19,66 = 39,32 тг. Если в мастерской одновременно работает 10 работников, то эти затраты можно разделить на каждого, что составит:
39,32 : 10 = 3,932 тг.
Для получения общих затрат на электроэнергию надо сложить полученные величины: Ц = Цст + Цл + Цо = 29,485 + 1,966 + 3,932 = 35,383 тг.
Чтобы хоть как-то уменьшить затраты на энергию, я считаю целесообразно будет использовать датчики движения как для освещения, так и для работы на станках.
Назначение датчиков движения. Основным назначением датчиков движения является автоматическое включение или отключение нагрузки в определенном интервале времени при появлении в зоне чувствительности датчика движущихся объектов. Также такой датчик учитывает и уровень освещенности [1, с. 5].
Рисунок 1. Датчик движения
Принцип работы датчика движения основан на отслеживании уровня ИК-излучения в поле действия датчика (как правило, пироэлектрического). Сигнал на выходе датчика монотонно зависит от уровня ИК излучения, действующего усреднено по полю зрения датчика. При появлении человека или другого массивного объекта с температурой большей, чем температура фона, на выходе пироэлектрического датчика повышается напряжение. Для того чтобы определить, движется ли человек или какой-нибудь объект, в датчике используется оптическая система — линза Френеля. Иногда вместо линзы Френеля используется система вогнутых сегментных зеркал. Сегменты оптической фокусируют ИК-излучение на пироэлементе (объекте), выдающем при этом электроимпульс. По мере перемещения источника ИК-излучения, оно улавливается и фокусируется разными сегментами оптической системы, что формирует несколько последовательных импульсов. В зависимости от установки чувствительности датчика, для выдачи итогового сигнала на пироэлемент датчика должно поступить 2 или 3 импульса.
Главное преимущество датчиков движения и присутствия для монтажников — это простая установка и их настройка для последующей работы: не требуется прокладка специальных сетей управления или применение дополнительного дорогостоящего оборудования. Датчики устанавливаются в разрыв электрической цепи и сразу готовы к эксплуатации [1, с. 12].
Если использовать датчики движения на производстве, то примерная экономия на электроэнергии будет порядка 40 %. Можно произвести подсчет исходя из выше перечисленных расчетов.
Например, как было подсчитано, в час на одного работника приходится 35,383 тг умножим это число на 8-ми часовой рабочий день и на 24 рабочих дня в месяце:
Ц1 = 35,383 тг 8 24 = 6793,536 тг
Вот такая сумма выходит в месяц на одно рабочее место. Но если на производстве трудится около 200 работников, то:
Цобщ = 6793,536 200 = 1358707,2 тг
Но, если использовать энергосберегающий датчик движения, то экономия будет на 40 %, это примерно 543482,8 тг. Итого:
Цитог = 1358707,2 – 543482,8 = 815224,6 тг
А теперь рассчитаем какая сумма уйдет на установку и покупку датчиков движения. Средняя стоимость одного датчика движения с лампой мощностью 60 Вт — 1000 тг. Установка одного датчика обойдется — 150 тг. Итого — 1150 тг на покупку и установку одного датчика движения. На одно рабочее место уходит 2 датчика, 1 на станок и 1 на освещение. Итого выходит, что на 1 рабочее место мы затрачиваем:
Цдат = 11502 = 2300 тг
По примеру выше, рассчитаем общую сумму на 200 рабочих мест:
Цдат.итог= 2300 200 = 460000тг
Рассчитаем за какой срок окупятся датчики движения:
460000 тг — х мес.
543482,8 тг — 12 мес.
Х= 46000012/543482,8 = 10,1 мес.
Примерно за 10 месяцев окупятся датчики и их установка.
В заключении хотелось бы сказать, что данная статья об экономии электроэнергии может использоваться не только в машиностроении, но и в других сферах деятельности. Например, на охраняемых объектах, в местах плохой видимости, складах и т. д.
Список литературы:
1.Дмитриев С.К. Датчики движения и присутствия — реальная экономия электроэнергии// Энергосбережение. —2006 [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=4452 (дата обращения 29.10.2014).
2.Жариков В.Д., Жариков Р.В., Попова Е.Б. Экономика машиностроения: учеб. пособие / Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2009. — 80 с.
3.Русина А.Г. Балансы мощности и выработки электроэнергии в электроэнергетической системе: учеб. -метод. пособие / Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2012 — 55 с.
дипломов
Оставить комментарий