Detail předmětu
Energy Consumption and Use
FEKT-BPA-SUEAk. rok: 2021/2022
Užití elektrické energie je uskutečňováno v bezpočtu technologických procesů a je bezprostředně spjato s její spotřebou. V předmětu jsou probírány základní typy elektrických spotřebičů, s rozdělením na elektronické spotřebiče, světelné zdroje, elektrotepelná zařízení a pohony, s orientací na jejich typickou konstrukci, vlastnosti a charakteristiky odběru z napájecí soustavy. Z oboru užití elektrické energie je předmět zaměřen na dvě základní oblasti a to na elektrotepelné ohřevy a osvětlování. V části předmětu věnované elektrotepelné technice jsou zopakovány definice tepla, tepelné bilance a sdílení tepla s aplikací v elektrotepelné technice. V dalším jsou studenti seznámeni se základními typy elektrických ohřevů a jejich využitím v průmyslu a domácnostech. Z oblasti elektrického světla je probírána fyzikální podstata světla, vlnové a kvantové vlastnosti elektromagnetického záření, elektrické zdroje světla, svítidla, fotometrické veličiny a jednotky. Dále výchozí podmínky pro návrh osvětlovacích soustav, včetně vlastního postupu návrhu, a následného provozu a údržby osvětlovacích soustav.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- popsat jednotlivé typy zátěží z hlediska charakteristik odběru a složek odebíraného výkonu,
- uvést základní topologie síťových napájecích zdrojů a popsat jejich funkci,
- vysvětlit základní principy vzniku světla, a odvodit základní (spektro-) radiometrické a fotometrické veličiny,
- popsat konstrukci a funkci světelných zdrojů pro všeobecné osvětlování (teplotní, luminiscenční – výbojové a LED) včetně všech předřadných obvodů nezbytných pro zajištění funkce ve všech provozních stavech),
- vyhodnotit světelně technické a elektrické vlastnosti jednotlivých zdrojů světla a posoudit jejich použití pro jednotlivé aplikace,
- popsat základní funkce svítidel, jejich vlastnosti a třídění s ohledem na použití.
- diskutovat postup návrhu osvětlovacích soustav, aplikovat jednotlivé procedury návrhu, včetně postupu ověření,
- vyjmenovat základní typy elektrotepelných ohřevů a diskutovat jejich aplikovatelnost v technologických procesech,
- vysvětlit principy, prostředky, vlastnosti, provozní charakteristiky a použití odporových přímých a nepřímých ohřevů, obloukových ohřevů a indukčních a mikrovlnných ohřevů,
- popsat systém střídavé a stejnosměrné trakce, včetně jednotlivých subsystémů a jejich funkce se zaměřením na odběr elektrické energie z napájecí sítě.
Prerekvizity
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Výsledné hodnocení předmětu je dle planých pravidel FEKT. Požadavky na zakončení předmětu mohou být dle potřeb upravovány formou vyhlášky garanta předmětu vydané před zahájením semestru.
Závěrečná zkouška je zaměřena na orientaci a znalosti v oblasti principů a způsobů spotřeby elektrické energie, charakteristik odběru spotřebičů či technologických procesů a aplikací v elektrotepelné a světelné technice.
Osnovy výuky
2. Elektronické spotřebiče. Spínané napájecí zdroje.
3. Světelná technika a osvětlování. Vlastnosti a parametry světla. Světelné zdroje.
4. Svítidla. Funkce, požadavky, konstrukce, vlastnosti svítidel, třídění svítidel.
5. Návrh osvětlovacích soustav. Výchozí podklady, výpočty, provoz a údržba.
6. Elektrotepelná technika a zařízení. Základní definice tepelných veličin, přenos a šíření tepla.
7. Základní principy přeměn elektrické energie na elektrotepelnou energii. Technické aplikace jednotlivých přeměn.
8. Odporové ohřevy. Přímé a nepřímé odporové ohřevy. Odporové svařování.
9. Obloukové teplo. Obloukové pece, sváření obloukem.
10. Indukční ohřevy. Mikrovlnné ohřevy.
11. Elektrotepelná technika budov - vytápění budov.
12. Pohony a jejich aplikace. Střídané a stejnosměrné pohony s měniči.
13. Střídavá a stejnosměrná trakce.
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Daniel V. Schroeder. An Introduction to Thermal Physics. Addison-Wesley, 2000, ISBN-13: 978-0201380279 (EN)
Yeshvant V. Deshmukh. Industrial Heating: Principles, Techniques, Materials, Applications, and Design. ISBN-13: 978-0849334054 (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
Elektronické spotřebiče. Spínané napájecí zdroje.
Světelná technika a osvětlování. Vznik a použití záření. Světelné zdroje.
Svítidla. Funkce, požadavky, skladba, vlastnosti svítidel, třídění svítidel.
Návrh osvětlovacích soustav. Výchozí podklady, výpočty, provoz a údržba.
Elektrotepelná technika a zařízení. Základní definice tepelných veličin, přenos a šíření tepla.
Základní principy přeměn elektrické energie na elektrotepelnou energii. Technické aplikace jednotlivých přeměn.
Odporové ohřevy. Přímé a nepřímé odporové ohřevy, odporové svařování.
Obloukové teplo. Obloukové pece, sváření obloukem.
Indukční ohřevy.
Mikrovlnné ohřevy.
Tepelná pohoda a elektrické vytápění budov.
Pohony a jejich aplikace. Střídané a stejnosměrné pohony s měniči.
Střídavá a stejnosměrná trakce.
Cvičení odborného základu
Vyučující / Lektor
Osnova
Světelně technické výpočty v osvětlovací technice.
Výpočetní postup při návrhu osvětlovací soustavy.
Výpočty sdílení tepla, základní tepelně technické výpočty
Výpočet topných systémů, návrh elektrického vytápění.
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
Měření zapínacích proudů elektrických spotřebičů.
Měření světelné účinnosti svítidel.
Měření měrného výkonu světelných zdrojů.
Měření intenzity osvětlení pracovní plochy.
Návrh, realizace a ověření vlastností topného elementu.
Měření účinnosti varných desek metodou OPACKI.
Měření na pohonu s asynchronním motorem/ Měření energetické bilance indukčního ohřevu.