Изучение электроснабжения квартиры

Прежде чем приступить к монтажным работам, определяются с количеством устанавливаемых, в дальнейшем, электроприёмников и потребляемой ими мощности. Основные токовые нагрузки обычно потребляют оборудование кухни, ванной комнаты и водонагреватели при возможной их установке. Исходя из этого и в целях электробезопасности стиральные и посудомоечные машины, электрические плиты, проточные и накопительные водонагреватели необходимо запитывать отдельными группами, идущими от основного электрического щита с установленными в нём аппаратами защиты на эти группы. Остальное оборудование кухни, такое как микроволновая печь, электрический чайник и др. можно распределить ещё на две группы. Остальные розеточные и световые группы потребляют значительно меньшую мощность электрической энергии, поэтому возможно, к примеру, объединение двух комнат на одну световую и одну розеточные линии

Марки и характеристики проводов и кабелей, обычно применяемых после 2002 года при электромонтажных работах:

* Кабель ВВГ - силовой кабель с пластмассовой изоляцией. Предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на напряжение 0,66 и 1кВ при температуре окружающей среды от -50⁰С до +50⁰С при относительной влажности до 98% (при Т до +35⁰С). Прокладка (монтаж) данной группы силовых кабелей допускается (без предварительного прогрева) при температуре не ниже -15⁰С. Токопроводящая жила: медная, мягкая, одно или многопроволочная. Изоляция - ПХВ (поливинилхлоридный) пластикат. Оболочка - ПХВ пластикат, (для кабелей с индексом <<НГ>> - ПХВ пластикат пониженной горючести).

* Кабель HYM - предназначен для промышленного и бытового стационарного монтажа (открытого или скрытого), электрических цепей внутри помещений и на открытом воздухе. Применение вне помещений возможно только вне прямого воздействия солнечного света. Возможно применение кабеля поверх штукатурки, в ней и под ней, в сухих, влажных и мокрых помещениях, а так же в кирпичной кладке и в бетоне, за исключением прямой запрессовки в виброзасыпной и штамповочный бетон. Прокладка может осуществляться в трубах, в закрытых установочных каналах. Токопроводящая жила - медная проволока, оболочка - ПХВ пластикат, промежуточная оболочка - мело- наполненная резина, изоляция - ПХВ пластикат не поддерживающий горение.

* Провод ПВС круглый, гибкий, медный, со скрученными жилами - предназначен для подключения бытовых электроприборов и электроинструмента, средств малой механизации для садоводства, приборов микроклимата к источникам питания, если провод подвергается истиранию и действию влаги, а так же для изготовления удлинителей. Монтаж производится при температуре окружающей среды от - 40⁰С до + 40⁰С. Изоляция - ПХВ пластикат, оболочка - ПХВ пластикат. Токопроводящая жила - медная отожжённая проволока повышенной гибкости.

* Провод медный ПУГНП гибкий - предназначен для стационарной прокладки в осветительных сетях напряжением до 250 В переменного тока. Рабочая температура эксплуатации от - 15⁰С до +50⁰С, срок службы в нормальных условиях эксплуатации не менее 15 лет. Изоляция - ПХВ пластикат, оболочка - ПХВ пластикат, медная токопроводящая жила.

Была составлена схема электроснабжения двух квартир, расположенных на улицах Советской и Н. Д. Кугаевского и на ней изображено соединение потребителей.

Улица Советская, д. 27а

Освещение квартиры сделано рационально.

Основные токовые нагрузки потребляет оборудование кухни, но бытовые приборы размещены не оптимально. В кухне 3 розетки и 2 удлинителя. На один из удлинителей подключены телевизор, чайник, стиральная машина и СВЧ-печь. Общая потребляемая мощность составляет 5257Вт. Максимальное значение силы тока, на которое рассчитан удлинитель 6А, следовательно, максимальное значение потребляемой мощности может быть P=I::U=6А::220В=1320Вт. При одновременном включении всех потребителей создаётся превышение максимальной мощности на 3937Вт. При возрастании нагрузки на данной линии на щите срабатывают автоматические выключатели и отключают данную линию от сети. Таким образом, необходимо провести в кухне равномерное распределение потенциала. Подключить стиральную машину к отдельной линии.

Улица Кугаевского, д. 3

Бытовые приборы размещены оптимально.

Нерационально организовано освещение в детской комнате. Площадь моей комнаты составляет 9м[2]. Комната освещается люстрой, в которой 8 лампочек по 150 Вт и настольной лампой. Определим мощность каждого из светильников по формуле:

P=ρS/N где S - площадь помещения в квадратных метрах;

N - число светильников;

ρ - удельная мощность на освещение Вт/м[2] (в нашем случае 30Вт/м[2]). Норма освещения составляет 30 Вт/м[2] общей площади.

Расчётная мощность каждого из светильников люстры получилась равной 33,75 Вт.

Окно моей комнаты выходит на север. В помещения, окна которых выходят на север и частично на запад и восток, попадает в основном рассеянный солнечный свет. Для улучшения естественного освещения таких комнат отделку стен и потолка рекомендуют делать светлой. Цвет стен в моей комнате подобран правильно (светлый оранжевый), белый цвет и светлые тона обеспечивают отражение световых лучей на 70 - 90 %. На пол постелено тёмно-синее половое покрытие, поэтому есть некоторое поглощение света полом, так как тёмные поверхности отражают только 10-15%. Естественная освещённость зависит также от потерь света при прохождении через оконные стекла. На окне в моей комнате тёмные шторы (цвет в тон полового покрытия), которые дополнительно задерживают свет. К тому же запылённые стекла могут поглощать до 30% света, поэтому их надо содержать в надлежащей чистоте.

Учитывая все характеристики комнаты, в люстре можно заменить лампочки на другие с меньшей мощностью - достаточно мощности 40Вт.

Были составлены характеристики электропотребителей в квартире.

Предположим, что одновременно включены следующие потребители энергии:

Улица Советская, д. 27а

Комнаты

Бытовая техника

Кол-во штук

Мощность, Вт

Общая мощность, Вт

Сила тока, A

1. Комната

Телевизор

Антенна

Компьютер

Лампа(люстра)

2. Кухня

Холодильник

Лампа (люстра)

3. Ванная

Водонагреватель

4. Коридор

Общая мощность составила 2625Вт.

По формуле получили значение силы тока при максимальной нагрузке включения всех потребителей

После расчета поперечного сечения проводника по формуле получаем площадь сечения 3 мм[2]. То есть для монтажа электропроводки в квартире можно использовать проводник сечением 2,5 мм[2].

Улица Кугаевского, д. 3

Бытовая техника

Кол-во штук

Мощность, Вт

Общая мощность, Вт

Сила тока, A

1. Гостевая

Телевизор

Лампа (люстра)

2. Детская

Компьютер

3. Кухня

Холодильник

Телевизор

Лампа (люстра)

4. Ванная

5. Прихожая

Телефон

Общая мощность составила 2345Вт.

По формулеполучили значение силы тока при максимальной нагрузке включения всех потребителей

После расчета поперечного сечения проводника получаем площадь сечения 3 мм[2]. То есть для монтажа электропроводки в квартире можно использовать проводник сечением 2,5 мм[2].

Характеристика топлива, израсходованного на производство электроэнергии:

* в 2008 году электростанциями МЯППЖКХ было выработано 18 739 543 кВт·час, при этом было израсходовано 4 377, 2 тонн дизельного топлива. Следовательно удельный расход топлива на производство 1кВт·час - 0,23 кг/кВт·час;

* суммарное потребление электрической энергии в квартире за сутки в среднем составило 7 кВт·час. Расход топлива составит: 7 кВт·час·0,23 кг/кВт·час = 1,61 кг топлива.

Как сэкономить электроэнергию?

Рассмотрим несколько задач - примеров экономии энергии.

Задача №1. Письменный стол в моей комнате освещён настольной лампой с лампочкой 100Вт. Сколько электроэнергии можно сэкономить за месяц в моей комнате, устроив местное освещение рабочего стола при условии ежедневной работы лампочки в течение 6 часов?

Решение:

1. 30 Вт /м[2]·9м[2]= 270 Вт (мощность лампочек).

2. Для освещения стола площадью 2 м[2] достаточно 60 Вт.

3. За 6 часов горения ежедневно экономится (270Вт - 60Вт)·6 час = 1260 Вт·час=1,26 кВт·час электроэнергии.

4. За 30 дней месяца экономия составит 1,26 кВт·час ·30=37,8 кВт·час.

37,8 кВт·час·1,05руб. / кВт·час =35,91 руб. ≈ 36руб. С учетом того, что на производство 1 кВт·час расходуется 1,61 кг топлива, то ежемесячно экономия составит: 30·1,61 кг·1,26 кВт·час = 61 кг топлива.

Вывод: сумма бюджета семьи увеличится на 36 рублей. Если использовать люминесцентные лампы, то экономия может увеличится в два раза, т. к. при освещении люминесцентными светильниками удельную мощность рекомендуется принимать приблизительно в два раза меньшей.

Рекомендации по экономии электричества при использовании ламп накаливания:

1. Применять криптоновые лампы накаливания, имеющие световую отдачу на 10% выше, чем лампы накаливания с аргоновым наполнением; цена их практически одинакова, а отличить их можно по соответствующей маркировке: первые буквы:

В - вакуумная,

Б - биспиральная с аргоновым наполнителем,

Г - газонаполненная с аргоновым наполнителем, остальные буквы:

Н - колба лампы содержит окись неодима для улучшения спектра излучения лампы,

БК - биспиральная с криптоновым наполнителем.

2. Заменить две лампы меньшей мощности на одну несколько большей мощности: использование одной 100 Вт вместо 2 ламп по 60 Вт экономит при той освещенности потребление энергии на 12%.

3. Периодически чистить лампы, плафоны и осветительную арматуру от пыли и грязи: не чистившиеся в течение года лампы и люстры пропускают на 30% света меньше даже в сравнительно чистой среде; на кухне с газовой плитой лампочки грязнятся на много быстрей.

4. Периодически заменять лампы к концу срока службы (около 1000 ч): световой поток ламп накаливания к концу срока службы снижается на 15% и из-за недостаточной освещённости их мощность часто завышается <<на глазок>>.

Задача №2. Осветительные приборы, установленные в подъездах и на лестничных клетках жилых домов - это значительный резерв экономии электрической энергии.

Решение:

На лестничной клетке в доме № 27а по улице Советской, где я живу, горит лампа накаливания мощностью 50 Вт. В некоторых домах лампа горит круглые сутки!

1. Энергия, которую потребляет эта лампа в сутки, составляет 0,05кВт·24 час = 1,2кВт.

2. Дом трёхэтажный. Потреблённая энергия в каждом подъезде составит: 1,2 кВт· час·3=3,6 кВт·час. Для 3-х подъездного трёхэтажного дома потребление энергии на освещение составит 3,6кВт·час·3=10,8 кВт·час.

3. В год трёхэтажный трёхподъездный дом потребляет энергии на освещение подъездов 10,8 кВт·час·365=3942 кВт·час=3,9МВт·час.

4. Стоимость потребляемой энергии при тарифе 1,05руб. /кВт·час составляет 3942 кВт·час·1,05руб. /кВт·час=4139,1руб.

Вывод: освещение подъездов жилых домов обходится дорого. Экономия расхода электроэнергии возможна при установке таймера для автоматического отключения света через 5 мин после его включения. Например, таймер выключения освещения БЗТ-300-ОС. Таймер рассчитан на совместную эксплуатацию с лампами накаливания и галогенными лампами на 220 В и 12 В.

Задача №3. Насколько энергетически выгоднее кипятить 3 чашки чая, чем полный чайник, который затем остывает?

Решение:

Будем считать, что всё количество теплоты, выделяемое нагревательным элементом чайника, идёт на нагревание воды. Количество теплоты, необходимое для нагревания данного тела, пропорционального его массе и изменению температуры.

Q=cm·Δt, где Q - количество теплоты; c - удельная теплоёмкость; m - масса тела;

Δt - изменение температуры, происходящее в результате подвода к нему количества теплоты Q.

1. Затраты энергии пропорциональны массе нагреваемой воды.

Q= 4200 Дж\ (кг·°С) ·2,2 кг·80°С=739200 Дж

2. Если чайник имеет ёмкость 2,2 л, то три чашки воды при суммарной емкости 0,6 л закипают при энергозатратах, составляющих (0,6л:2,2л)·100% = 27%, от энергозатрат на нагрев воды в полном чайнике: 739200Дж·27% = 199584Дж.

3. Если в среднем считать, что чай пьют 3 раза в день, то ежедневно экономится (739200 Дж - 199584Дж)·3=1618848Дж=0,45кВт·час.

4. За год экономия составит 0,45 кВт ·час ·365=164,25кВт·час.

164,25 кВт·час·1,05руб. / кВт· час =172,5 руб.

Вывод: сумма бюджета семьи увеличится при кипячении нужного количества воды для чаепития на 172,5 рубля.

Заключение

Таким образом, в ходе данного исследования нами была проведена ревизия электроснабжения квартиры, в которой мы живём, и решены задачи по электросбережению. Также были даны рекомендации по энергосбережению.

Наша гипотеза подтвердилась частично. На основании результатов исследования нам удалось выявить технические просчеты и недостатки, которые могли возникнуть при монтаже электропроводки квартир, расположенных и на улице Советской и на улице Н. Д. Кугаевского.

Были выявлены недостатки в размещении потребителей тока и в организации освещения комнаты. Мы считаем, что оптимальное размещение бытовых приборов и рациональное освещение квартиры решает многие бытовые проблемы.

Значительное количество электроэнергии в квартирах и на лестничных клетках расходуется напрасно. Сэкономить электроэнергию в наших домах можно за счёт бережного отношения к расходу и строгого контроля за работой электроприборов. Экономия энергопотребления не только уменьшит затраты семьи на оплату коммунальных услуг, но и сократит расходование топлива на выработку энергии на электростанции нашего села.

Кроме того, проект улучшенной внутридомовой сети повышает:

# надёжность;

# электробезопасность;

# пожаробезопасность жилища.