«Підвищення енергоефективності в навчальному закладі»

 

ГОЛОВНЕ УПРАВЛІННЯ ОСВІТИ І НАУКИ

ДНІПРОПЕТРОВСЬКОЇ ОБЛАСНОЇ ДЕРЖАВНОЇ АДМІНІСТРАЦІЇ

Державний професійно-технічний навчальний заклад

"Західно-Дніпровський центр професійно-технічної освіти"

м. Жовті Води

 

 

 

Національний тур

Міжнародного  конкурсу молодіжних проектів з енергоефективності

"Енергія і середовище - 2012"

 

 

 

Гасло конкурсу: «Збережемо клімат – почнемо з простих

енергетичних рішень»

 

 

 

Урок: Практична робота

 

Тема: «Підвищення енергоефективності в навчальному закладі»

 

 

 

 

Розробила: викладач фізики

Анциферова Ольга Петрівна,

викладач  вищої категорії

 

 

 

Тип уроку: узагальнення та систематизації знань

Мета:

Дидактична:

Формувати у учнів загальне уявлення про необхідність енергоефективності в навчальному закладі, вдома, в майстерні, на робочих місцях;

Розвиваюча: 

Розвивати інтелектуальні здібності учнів, увагу, аналітичне та логічне  мислення;

Виховна:

Виховувати відповідальне ставлення  до природних ресурсів, культуру енергоспоживання на робочому місті та побуті.

Методи і прийоми:

Робота в групі ( дослідники та експерти)

Міжпредметні зв'язки:

математика, електротехніка, фізика, хімія, біологія.

Мотивація проведення заходу:

Забруднення природного середовища, необережне споживання енергоресурсів стало глобальною проблемою сучасності, що веде до зміни кліматичних умов існування людства.

Обладнання:

Вимірювальні прилади, комп’ютер, мультимедійна дошка, екран, люксметр

Для проведення даного уроку відводиться 2 години.

  Перший етап: (1 година)

•       розділення учнів на підгрупи ( 3 групи дослідників, 1 група експертів);
•       видача технічних завдань;
•       розподіл обов’язків на кожного члена;
•       доведення програми виконання робіт;
•       ознайомлення з предметом дослідження ( в тому числі експертна комісія).

  Другий етап: (1 година)

•       захист проектів;
•       підсумки експертів;
•       підведення результатів проведеної роботи.

Хід уроку:

І. Організаційна частина

1. Повідомлення теми, мети, завдання уроку ( слайд на екрані)
2. Мотивація проведення уроку.

Вступне слово викладача:

Як відомо, останні спостереження за тим, що відбувається в природі, в житті суспільства, змушує шукати пояснення тому, що відбувається в сьогоденні. Пояснення цьому знайдено – зміна кліматичних умов існування. Основною причиною зміни клімату є використання викопного палива та неефективне споживання енергії. 

Добробут нашої держави в майбутньому залежить від економного енергоспо­живання. І сьогодні, наша з вами задача навчитися культурі енергоспоживанні вдома, в кабінеті, в нашому закладі та бути прикладом для тих, хто не розуміє важливість піднятої теми, тим більше, що ми мешкаємо в зоні довготривалого техногенного радіаційного забруднення. В цьому плані місто Жовті Води відомі всій світовій спільноті..

 

ІІ. Основна частина. Захист проектів.

1.  Технічне завдання I-й підгрупи на виконання проекту по енергозбереженню

 

Тема проекту: підвищення енергоефективності в навчальному корпусі.

Назва проекту: втрати електроенергії  в навчальному корпусі  та шляхи їх усунення

Група дослідників:

В.Резаєв, К.Дирдіна, А.Фіненко, Г.Нартова

По темі проекту керівник підгрупи А.Фіненко на екрані показує результати обстеження, коментує розрахунки, обґрунтовує висновки і пропонує шляхи збереження електроенергії.

Таблиці "кількості спожитої енергії" в навчальному корпусі, гуртожитку, їдальні.

Навчальний корпус

Устаткування	кількість	Споживана потужність, Вт				Час роботи протягом дня, хв.		Час перерви, хв.
		1 одиниця		всіма споживачами
Лампи денного освітлення	230	40		9200		360		75
Лампи накалювання	30	100		3000		360		-
Комп’ютери	32	300	28800		180		15

 

Гуртожиток

Устаткування	кількість	Споживана потужність, Вт				Час роботи протягом  дня, хв.	Час перерви, хв.
		1 одиниця		всіма споживачами
лампи накалювання	240	100		24000		360	-
люмінесцентні лампи	14	40		560		480	-
праска	1	1800	1800		60		-
пральна машина	1	1500	1500		120		-
холодильник	1	1200	1200		1140		-

 

Їдальня

Устаткування	кількість	Споживана потужність, Вт			Час роботи протягом  дня, хв.	Час перерви, хв.
		1 одиниця		всіма споживачами
Шкап жарочний	2	9600		19200	240
Шкап пекарський	1	15600		15600	180
Електричні сковороди	2	6000	12000		120
Харчові котли	1	8000	8000		240
холодильники	2	1800	3600		14400
Морозильні камери	2	1500	3000		14400

 

Група дослідників обстежила (обстеження проводилось в позаурочний час) споживання електроенергії в навчальному корпусі і провела розрахунки втрат електричної енергії в класі інформатики. ( 16 комп’ютерів)

Обстеження показало, що на перерві комп’ютери не відключаються і не переводяться в режим очікування. В зв’язку з цим проводиться розрахунок втрат електричної енергії в кабінеті інформатики на 1 комп’ютер.

•       кількість енергії, яку споживає комп’ютер за 5 хвилин перерви: 300 * 5 =1500 Вт.хв
•       загублена енергія : 0,15 * 1/12 = 0,0125 кВт.ч
•       загублена енергія на 16 комп’ютерах: 0,0125 * 16 = 0,2 кВт. ч
•       загублена енергія на 3 перервах: 0,2 * 3 = 0,6 кВт.ч
•       втрати за місяць: 0,6 * 22 = 13,2 кВт. ч
•       За навчальний рік: 13,2 *10 =132 кВт.ч

Покажемо втрати електроенергії в грошовому вираженні, вартість 1 кВт. ч енергії – 1,07 грн.

•       вартість втрат на одному комп’ютері – 1,07 * 0,0125 = 0,013 грн.
•       вартість втрат  на 16 комп’ютерах – 0,013 * 16 = 0,214 грн.
•       вартість втрат на 3 перервах – 0,214 * 3 = 0,642 грн.
•       вартість втрат за місяць – 0,642 * 22 = 14,1 грн.
•       вартість втрат за навчальний рік – 14,1 *10 = 141 грн. (Рис. 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Загублена електроенергія під час роботи комп’ютерів на перерві

 

Висновок: 5 хвилин не вимкнутих комп’ютерів в кабінеті інформатики дають втрати електричної енергії, заощадивши яку, можна:

•       10 годин слухати музичний центр;
•       12 годин дивитися телевізор;
•       нагріти водонагрівач на 80 літрів;
•       прасувати приблизно 4 години;
•       прати 2 години.

Енергозбереження не передбачає економію електроенергії на шкоду зору учнів. Норма висвітлення: 500лк.

Шляхи збереження втрат електроенергії в навчальному корпусі

•       замінити лампи накалювання на лампи економ класу ( співвідношення 1: 5, тобто лампи 100 Вт замінити лампами 20Вт, без зміни освітлення);
•       комп’ютери обов’язково повинні знаходитися в режимі «очікування», або «сплячому режимі» під час перерви;
•       не залишати на ніч споживачі енергії, в режимі «чекаючий»,  (втрата 40 -80 кВт.ч за рік);
•       виключати світло у денний час.

 

2 Технічне завдання 2-й підгрупі на виконання проекту по споживанню тепла

Тема проекту: підвищення енергоефективності в навчальному корпусі

Назва проекту : втрати тепла в навчальному корпусі та шляхи їх усунення

Група дослідників: А.Красаускас, Г.Скулінець, Д.Корольов, Д. Ткачишин

Як відомо, надходження тепла може бути від природних факторів: від сонця, від людей у приміщенні, від побутової техніки, від опалення, яке є основою тепло споживання.

Навчальний захід підключено до містського централізованого опалення.

По темі проекту керівник групи А.Красаускас демонструє розрахунок на екрані

Розглянемо, як споживається тепло в навчальному закладі

•       Вартість одної Гкал коштує 742,476 грн.
•       26, 46 Гкал – місячна потреба закладу
•       2853,32м² – корисна площа
•       70м² – середня площа кабінету
•       26, 46 : 2853,32 = 0.00927 Гкал – витрата тепла на 1м²
•       70  0,00927 = 0,649 Гкал – витрата тепла на кабінет
•       0,649 * 742, 476 = 481,969 грн. – вартість тепла на кабінет
•       481 * 6 = 2891,8 вартість тепла на навчальний тиждень
•       2891,8 * 31 = 89646,302 грн. – вартість тепла у поточному місяці
•       36 * 0,649 = 23,364 Гкал – витрата тепла на 36 кабінетів
•       23,364 * 742,476 = 17347,209 грн. – вартість тепла на 36 кабінетів.

Відомо, що будівля також споживає тепло, наприклад: стіни – 22%, витяжка в майстернях – 21%, вікна – 22%, підлога 6%.

Обстеження показало, що на протязі 2010-2012 років теплоспоживання в навчальному закладі практично не змінюється, змінюється тільки вартість опалення.

Данні розрахунки не дають можливість розрахувати обсяг зекономленого палива за рік, а також об’єм викидів СО₂ в атмосферу.

Шляхи збереження втрат електроенергії в навчальному корпусі

•       необхідно розглянути питання про застосування індивідуального опалення
•       не перегрівати приміщення, регулювати температуру ( додатковий градус температури – це 6% додаткових витрат енергії);
•       не перетинати шлях до тепла: ломбрікени, меблі, які закривають батареї опалення, все це може поглинути до 20% тепла;
•       оклеювати вікна, закривати двері, провітрювати приміщення декілька хвилин.

Здоров’я людини залежить від неї самої. Збереження тепла в нашому закладі, дасть можливість зберегти себе і тих, хто поруч. Ці заходи не вимагають матеріальних витрат, а залежать тільки від нас самих.

3.Технічне завдання 3-й підгрупі  на виконання проекту по водоспоживанню

Тема: Підвищення енергоефективності в навчальному корпусі.

Назва проекту:  втрата водоспоживання в навчальному корпусі й проект по їхньому усуненню.

Група дослідників: А.Черепкова, А.Пурис, В.Протасова, О.Шапошник

Вступне слово викладача

Що таке для нас вода? Вода - це життя.

Це відомо всім і доказів ніяких не вимагають. Вода становить 65% ваги здорового дорослого, а в дітей - 80%. Вода бере участь у всіх обмінних процесах. Наприклад: у регуляції температури тіла. 90% головного мозку складає вода.

Вода – головний елемент у біосфері, без якого вся органічна природа не може існувати.

Якщо брати до уваги той ступінь важливості води для всього живого на Землі, то підтверджується теза про те, що вода - один із самих дорогоцінних скарбів нашої планети.

По темі проекту керівник групи А.Черепкова демонструє розрахунок на екрані.

Розглянемо, як споживається вода в нашому навчальному закладі:

•       0,02 м³ – добова потреба учня
•       0,02  24 = 0,48 м³ – на кількість днів занять
•       7,329 грн. – вартість 1м³ води
•       7,393 * 25 = 184,825 – вартість 1м³ води на 25 слухачів.
•       184,825 грн. – вартість при використанні каналізації.
•       369,65 грн. – вартість використання води разом з каналізацією.

Розглянемо, скільки втрачається, якщо ми губимо воду:

•       1л води губиться за 8 хвилин
•       7,5л. губиться за 1 годину
•       7,5л * 24 =180л – губиться на добу
•       180л * 30 = 5400 л = 5,4 м³ за місяць
•       5,4м³ * 12 = 64, 8м³
•       5,4м³ * 7,329грн. = 39,58 грн. – вартість втрат за місяць
•       64,8м³  * 7,329 грн. = 474,91 грн.

Шляхи збереження витрат води:

•       лічильники на воду;
•       пояснювати цінність води;
•       сучасні бачки із кнопками;
•       фотоелементи в крані.

4. Технічне завдання 4-й підгрупі Експертна оцінка проведеній роботі

Тема проекту: підвищення ефективності в навчальному закладі

Мета проекту: узагальнити результати по теплоспоживанню, енергоспоживанню, водоспоживанню.

Власна альтернатива по збереженню та підвищені енергоефективності.

Група експертів: К.Кандиба, В.Яковенко, М.Човган, Ю.Титаренко.

По темі проекту, керівник групи К.Кандиба робить доповідь з мультимедійною демонстрацією.

Експерти погоджуються з висновками проведеної роботи і приводять свої аргументи по підвищенню ефективності в навчальному закладі.

Першою пропозицією були Apel- hlanshet. На даному етапі найсучасніший планшет комп’ютер Apple. Розрахунки показують, що кожна модель iPad споживає менш 12 кВт/ч електроенергії на рік.

Порівняємо:

1кВт.ч : 22 = 0,045 кВт.ч електроенергії споживає 1 iPad за день

0,3 * 1/3 = 0,1 кВт.ч електроенергії споживає 1 комп’ютер за день

В два рази менше споживає електроенергії iPad ніж комп’ютер.

Для навчального корпуса, є ще одна пропозиція, яка не тільки дозволить підвищити ефективність споживання електроенергії, зменшити витрати в грошовому еквіваленті, а також уникнути викидів СО₂ в середовище.

Таким є використання ТОНК1000, так званий тонкий клієнт ( є інші модифікації), електрична потужність якого в десятки разів менша, ніж потужність будь якої станції.

Використання тонкого клієнта на ARM – платформі дає збільшення функціональності, не вимагає оновлення, а тільки модернізацію сервера. Споживає 12Вт потужності, вигідніший в терміні обслуговування. Порівняємо: ПК – 3 роки, ТОНК1000 – 10 років. На 6м² необхідне використання 1 тонкого клієнта. Мале електроспоживання буде вигідним при реалізації додаткових робочих міст в кабінетах і майстернях.

З висновками по тепло і водоспоживанню експерти підтримують зроблені пропозиції групами 1 -3.

Теплоспоживання

 

Як відомо, надходження тепла може бути від природних факторів: від сонця, від людей у приміщенні, від побутової техніки, від опалення, яке є основою тепло споживання.

Навчальний захід підключено до містського централізованого опалення.

Розглянемо, як споживається тепло в навчальному закладі

• Вартість одної Гкал коштує 742,476 грн.
• 26, 46 Гкал – місячна потреба закладу
• 2853,32 кв.м – корисна площа
• 70 кв.м – середня площа кабінету
• 26, 46 : 2853,32 = 0.00927 Гкал – витрата тепла на 1 м²
• 70 * 0,00927 = 0,649 Гкал – витрата тепла на кабінет
• 0,649 * 742, 476 = 481,969 грн. – вартість тепла на кабінет
• 481 * 6 = 2891,8 вартість тепла на навчальний тиждень
• 2891,8 * 31 = 89646,302 грн. – вартість тепла у поточному місяці
• 36 * 0,649 = 23,364 Гкал – витрата тепла на 36 кабінетів
• 23,364 * 742,476 = 17347,209 грн. – вартість тепла на 36 кабінетів.

Відомо, що будівля також споживає тепло, наприклад: стіни – 22%, витяжка в майстернях – 21%, вікна – 22%, підлога 6%.

Обстеження показало, що на протязі 2010-2012 років теплоспоживання в навчальному закладі практично не змінюється, змінюється тільки вартість опалення.

Данні розрахунки не дають можливість розрахувати обсяг зекономленого палива за рік, а також об’єм викидів СО₂ в атмосферу.

Висновок:

• необхідно розглянути питання про придбання індивідуальної котельні;
• не перегрівати приміщення, регулювати температуру ( додатковий градус температури – це 6% додаткових витрат енергії);
• не перетинати шлях до тепла: ломбрікени, меблі, які закривають батареї опалення, все це може поглинути до 20% тепла;
• оклеювати вікна, закривати двері, провітрювати приміщення декілька хвилин.

Підсумок:

Здоров’я людини залежить від неї самої. Збереження тепла в нашому закладі, дасть можливість зберегти себе і тих, хто поруч. Ці заходи не вимагають матеріальних витрат, а залежать тільки від нас самих.

 

Підсумок уроку: висвітлення оцінок, досягнення мети

 

Домашнє завдання: розрахувати кількість спожитої енергії вдома за один день.

 

Література:

 

1. Адамович В.Г. Розвиток ділової активності учнів ПТНЗ через інтерактивні форми навчально-виховного процесу // Професійно-технічна освіта: інноваційний досвід, перспективи. Науково-методичний збірник, випуск 3. – Ужгород, 2007. С. 37-45.

2.  http://forum.wtware.ru/viewtopic.php?f=12&t=8883

3.  http://www.apple.com/ipad/

4. Гутовський В.Н. Учням про енергію – М., „Просвещение”.

5. Коршак Є. В., Ляшенко О. І., Савченко В. Ф. Фізика 9 клас. Підручник для            середньої загальноосвітньої школи. Київ, Ірпінь 2001.

6.. Гончаренко С. У. Фізика 10  клас. Підручник для середньої загальноосвітньої школи. Київ «Освіта» 2002.

7. Розвиток енергетичної освіти в середній школі. Методичний посібник для          вчителів. В.В. Демко, О.І. Соловей, І.Л. Шилович та інші. – К нот. Фабрика 1999, с.272 (Енергозбереження, книга 4).