4.2. Вторинна енергія

Переважно у промисловості з первинної одержують вторинну енергію, основними видами якої є: теплова енергiя енергоносіїв – гарячої води, сухої насиченої водяної пари, нагрітого повітря; силова енергія – перегрітої водяної пари, стиснутого повітря; електрична енергія.

Частка використання енергії теплових носіїв становить 40–60 %.

Гарячу воду та водяну пару одержують у водогрійних та парових котлах, нагріте повітря одержують у калориферах, стиснуте повітря одержують у компресорах.

Гаряча вода як теплоносій застосовується переважно для нагрівання технологічних середовищ до 70...110 ºС у теплообмінних апаратах та для обігріву приміщень у системах водяного опалення.

Суха насичена пара переважно використовується для нагрівання рідин (наприклад, фруктових соків, пива, напоїв при пастеризації) та їх випарювання (наприклад, дифузійного соку в цукровому виробництві, молока при виробництві згущеного молока, томатного соку при виробництві томатних соусів, паст).

Перегріта водяна пара, в основному, застосовується для приведення в дію парових турбін на електростанціях, а також парових пресів, молотів та інших паросилових пристроїв.

Нагріте повітря найбільше застосовується у системах повітряного опалення, процесах сушіння (деревини, макаронних виробів тощо), випікання хлібобулочних виробів. Нагрівання повітря у цих системах також здійснюється переважно гарячою водою, сухою насиченою парою або топочними газами.

Стиснуте повітря одержують за допомогою компресорних станцій та використовують, наприклад, у машинобудуванні для приведення в дію пневмопристроїв – пресів, затискних лаштунків, виконавчих механізмів пневмосистем, пневмоінструменту (зачисних машинок, дрилів, гайковертів), у переробній промисло­вості для пневмотранспортування сипких та пилоподібних матеріалів (зерна, цементу, борошна у борошномельних та хлібопекарських виробництвах, вовни та бавовни у легкій промисловості).

Електрична енергія використовується, в основному, для приведення в дію електродвигунів, освітлення та нагрівання технологічних середовищ.

4.3. Вартість та облік енергії

Вартiсть енергiї залежить вiд якостi та кiлькостi процесiв її перетворення: згiдно з законами термодинамiки кожне перетворення енергії супроводжується втратами. Так, під час виробництва електроенергії первинна енергія спалювання палива у паровому котлі перетворюється на енергію перегрітої водяної пари, яка, у свою чергу, перетворюється на механічну енергію обертання ротора турбіни і далі остання перетворюється в електрогенераторі на електричну. При перетвореннi енергії згоряння природного палива в електричну у паросилових установках з урахуванням ККД парового котла втрати енергії становлять бiльше 80 %.

Ще більш вартісною є енергія стиснутого повітря, при одержанні якої з механічної роботи електричного двигуна у компресорній станції мають місце суттєві втрати у формі теплоти, що відводиться від стиснутого повітря (зауважимо, що під час стиснення температура повітря підвищується і далі знижується до температури навколишнього середовища внаслідок відведення теплоти).

Зниження енерговитрат може бути забезпечено завдяки спрямуванню вторинних (ВЕР) та низькопотенцiйних (НЕР) енергоресурсiв для первинного нагріву технологічних середовищ. Наприклад, теплота, що відводиться при стисканні повітря у компресорній станції, може бути використана для первинного підігрівання води та водних розчинів у харчових та хімічних технологіях, для опалення приміщень, первинного підігрівання сушильного повітря тощо. Іншим варіантом підвищення ефективності використання енергії є оптимізація функціонування енерготехнологiчної системи (п. 12.2).

Першопочатковою одиницею виміру енергії є калорія – кількість енергії, яка потрібна для нагрівання одного грама води на один градус Цельсія. Теплова енергія промислових споживачів обліковується у гігакалоріях (за місяць, рік). 1 гігакалорія (Гкал) дорівнює 10⁹ калорій (кал). У міжнародній системі фізичних одиниць мірою енергії є джоуль, причому 1 кал дорівнює 4,2 Дж. Електроенергію прийнято вимірювати у кіловат-годинах. 1 кВт·год = 3,6 МДж або 0,857 Мкал (1 Мкал = 10⁶ кал). Вартість одиниці кількості енергії встановлюють нормативними документами або на підставі техніко-економічних розрахунків.

Слід розрізняти поняття «кількість спожитої енергії» та «потужність об’єкта» (споживана або виробнича).

Потужність – це витрата енергії об’єктом за одиницю часу. Вона є однією з основних показників якості машини, апарата, системи. Електричну потужність приладів вимірюють у ватах (Вт) або кіловатах (кВт). 1 Вт – це джоуль за секунду (1кВт = 10³ Вт). Теплову потужність здебільшого вимірюють у гігакалоріях за годину.

Кількість спожитої енергії – це добуток потужності пристрою на час споживання. Звідси розраховують фінансові витрати за місяць, квартал, рік.