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:

Е_ст  =  Р    t  ==  1,5  кВт/ч.

Ц_ст  =  =  29,485  тг.

У  станка  имеется  местное  освещение  —  лампочка  мощностью  100—60  Вт.

Е_л  =  Рt  =  0,1  кВт    1  ч  =  0,1  кВтч.

Ц_л  =  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  =  Ц_ст  +  Ц_л  +  Ц_о  =  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:

Ц_общ  =  6793,536    200  =  1358707,2  тг

Но,  если  использовать  энергосберегающий  датчик  движения,  то  экономия  будет  на  40  %,  это  примерно  543482,8  тг.  Итого:

Ц_итог  =  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:

Ц_дат  =  11502  =  2300  тг

По  примеру  выше,  рассчитаем  общую  сумму  на  200  рабочих  мест:

Ц_{дат.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.