Главная » 2013 » Апрель » 20 » Да и жители сурового климата не откажутся от него
16:31 Да и жители сурового климата не откажутся от него | |
Изобретение получило широкое признание зарубежных специалистов. А ведь, по сути дела, оно было сделано у нас в стране более трех пятилеток назад. Более того, две пятилетки назад наша промышленность уже выпускала "теплое" стекло. Это обычное стекло, покрытое тонкой пленкой из двуокиси олова, резко уменьшало поток тепла из комнат. Эксперимент, проведенный в 1974 году на одной из новостроек Москвы, показал, что при установке в доме этих стекол поток тепла уменьшился вдвое. К сожалению, сейчас такие стекла не выпускаются. Как сказано в одной из статей журналистки Л. Великановой в "Литературной газете", проводившей обсуждение проблем по экономии энергии, "секрет его изготовления утрачен". Звучит анекдотично, но близко к истине. Министерство промышленности строительных материалов до сих пор не развернуло промышленного изготовления подобных стекол. А зарубежные проспекты рекламируют: "Покупайте теплоотражающее стекло "термоплюс". Теперь - об экономике. Поскольку стекло не выпускается, то и стоимости его нет. Но в уже упомянутой статье одно число приведено. Дополнительные затраты составляют 25 копеек на квадратный метр стекла. Приняв, что на десять квадратных метров площади помещеиия достаточно 1,5 квадратного метра окна, получим, что в пересчете на один квадратный метр площади дополнительные затраты составят около 3 копеек. Расходы тепловой энергии на тот же квадратный метр помещения существенно зависят от климатических условий. Возьмем некоторую среднюю величину расхода, скажем, 50 килограммов условного топлива в год. Если "теплое" стекло сэкономит 15 процентов, то есть 7 килограммов в год, то только по стоимости топлива это дает около 20 копеек, а с учетом всех других затрат на производство энергии - 30 копеек на квадратный метр зданий. Вернемся к жилым домам. Большинству знакома такая ситуация: светит солнце, температура на улице начала подниматься, радиаторы в комнатах тоже горячие, и сверх нормы начинает расти температура. Единственный выход открыть форточку или даже окно и выпустить тепло наружу. Работа системы обогрева жилых помещений городского микрорайона не так проста, как кажется на первый взгляд. Распределение горячей воды отрегулировано на определенный тепловой оптимум. Но вот условия изменились. Подул ветер - значит, в одних квартирах стало прохладнее, вышло яркое солнце - в других стало теплее. И если на теплоэлектростанции вдвое уменьшить расход горячей воды, то это не значит, что во всех квартирах температура уменьшится во столько же раз. Все будет сложнее, и в разных точках системы подвод тепла изменится разным образом. Все это говорится для того, чтобы было понятно, что только регулированием расхода горячей воды, отпускаемого котельной или теплоэлектростанцией, создать нужное распределение тепла невозможно. Квартиры находятся в разных условиях. Решение как будто бы лежит на поверхности. Нужно установить регулятор расхода горячей воды в каждой квартире, а еще лучше - в каждой комнате: ведь иногда в квартире одни окна выходят на юг, а другие на север. Такой регулятор должен состоять из регулирующего вентиля, его электропривода, датчика температуры и релейного устройства, дающего команду на включение и выключение двигателя. Перечислен, конечно, очень упрощенный набор. Создать его нетрудно даже из выпускаемых нашей промышленностью узлов. Необходимость установки автоматических регуляторов в некоторых странах уже диктуется законом. Несколько лет назад в Москве в Доме дружбы с народами зарубежных стран проходил советско-итальянский симпозиум по энергетике. На одной из секций речь шла об энергетической политике в странах, в частности об экономии энергии. Итальянские коллеги познакомили нас с вышедшим в Италии законом по экономии энергии при отоплении помещений. Передо мной этот документ: закон № 373 от 30 апреля 1976 года. Вот два пункта из этого закона. "Проектируемая температура воздуха в отапливаемых помещениях не может превышать 20 градусов, за исключением помещений, предназначенных для специального использования, где требования к более высокой температуре должны быть тщательно обоснованы в проекте". Пункты, подобные этому, существуют и в нашем законодательстве для проектантов - СНИП (строительные нормы исправила). Этими же правилами оговариваются и требования к тепловой изоляции зданий различного назначения. Но вот следующего пункта, содержащегося в итальянском законодательстве, у нас пока нет. Звучит он так: "Осязательное (!) автоматическое регулирование тепла, подаваемого в использующие приборы, чтобы его количество соответствовало наружной температуре. Такое автоматическое регулирование обязательно для новых устройств с тепловой мощностью топки не менее 50 тысяч ккал в час и для существующих устройств с мощностью не менее 100 тысяч ккал в час". В этой статье закона очень важное место - число "50 тысяч ккал в час". В чем смысл этого предела? А вот в чем. Скажем, на обогрев одной комнаты при мощности радиаторов 1500 ккал в час в год будет истрачена одна тонна условного топлива. Установив регулятор, мы сэкономим 20 процентов топлива, то есть 5- 10 рублей в год. А регулирующее устройство обойдется в несколько сот рублей. Такая дорогостоящая экономия топлива нецелесообразна. Выход, хотя и частичный, все же есть. Проводить регулирование не для одной комнаты или квартиры, а для нескольких квартир. Скажем, для одной стороны дома - южной - один регулятор, для другой - северной - другой. Большая часть экономии может быть получена даже при подобном коллективном регулировании. Примерно такой подход к экономии топлива за счет автоматического регулирования принят и в нашей стране. В Москве уже действуют более 100 автоматизированных центральных тепловых пунктов отопления и пунктов пофасадного регулирования. А как же быть с отдельными квартирами, комнатами? Пока использовать автоматическое регулирование невыгодно, а вот обычное, ручное, необходимо. И то, что этого мы делать не можем из-за плохого качества регуляторов на батареях отопления или даже отсутствия их в новых конструкциях, не украшает ни проектантов, ни строителей. Насколько разнообразны источники потерь тепла, настолько и различны пути его экономии. Иногда они неожиданны и требуют технических средств, а иногда почти беззатратны. Обнаружено, что в больших по площади и высоких помещениях (залах, библиотеках, кинозалах, театрах) прохладно, несмотря на, казалось бы, достаточное количество источников тепла. Происходит это по понятной причине - горячий воздух уходит вверх. Разница температур внизу и под потолком достигает 10 градусов. Если организовать циркуляцию воздуха с помощью специальной системы вентиляторов, можно сэкономить до 30 процентов энергии. Во многих административных зданиях существенной экономии тепла можно добиться, ограничивая подогрев помещения ночью и восстанавливая его к утру. Более того, на субботу и воскресенье можно снижать подачу тепла и в некоторые неработающие предприятия. Подсчеты показывают, что так можно сэконолштъ до 15 процентов топлива. Разработаны микроэлектронпые устройства, которые должны управлять регуляторами тепла по заданной программе. Древнегреческому драматургу Эсхилу принадлежат слова о том, чю цивилизованные народы отличаются от варваров тем, что их дома "обращены лицом к солнцу". Способов использования солнца для того, чтобы в доме было тепло и прохладно, - множество. О части из них мы уже говорили. Для получения горячей воды такие системы используются сейчас довольно широко. Во многих зонах страны полезно сочетание котельных установок с солнечными водонагревателями. В симферопольской гостинице "Турист" солнечные водонагреватели на 40 процентов сократили расход топлива. В США таких солнечных коллекторов смонтировано около двух миллионов квадратных метров. А чтобы система работала и в пасмурные дни, в индивидуальных домах монтируют аккумуляторы тепла. Это баки с водой емкостью 1-2 кубических метра. Накопленного в них тепла хватает на несколько дней. Такие системы существуют и у нас в стране. И все же использование солнечной энергии для отопления довольно сложно. Главная проблема очевидна: солнечная энергия нужна для отопления не летом, а зимой, когда солнце светит слабо и тепла его не хватает. Значит, трудности в том, чтобы отыскать экономичный способ длительного хранения тепла: от жаркжх летних дней до зимних. Рассматриваются различные системы аккумулирования тепла: горячую воду закачивают в скальные пещеры, бурятся скважины, и в них закачивается вода, которая разогревает скальные породы, или закачивается в водоносные горизонты, подогревая в них воду летом и отбирая зимой. Предлагается также использовать стальные теплоизолированные баки с водой. В общем, в разных условиях могут оказаться выгодными различные системы. Нужно сказать, что перечисленные проекты существуют не только на бумаге. В Швеции построено и эксплуатируется около 15 таких систем сообщил делегат этой страны на заседании рабочей группы по аккумулированию солнечного тепла, действующей под эгидой ЮНЕСКО. Эта встреча проходила в 1985 году в Институте высоких температур Академии наук СССР. Среди этих систем: скальная пещера объемом 100 тысяч кубических метров для теплоснабжения 500 домов; заполненный водой теплоизолированный котлован, обеспечивающий 65 жилых домов; на крышке теплоизолятора, плавающего на воде, расположены параболоцентрические коллекторы, отслеживающие положение солнца и нагревающие воду. По подобному проекту намереваются построить и в нашей стране (в городе Судаке) станцию теплоснабжения жилого дома. В Физико-техническом институте Академии наук Узбекской ССР исследуются водоемы, заполненные рассолами разной концентрации. Самый плотный и тяжелый раствор располагается у дна. Температура воды в нем поднимается до 90-95 градусов. Если отделить этот нижний слой прозрачной пленкой, то температура его поднимется еще на 5 градусов. Такие солнечные бассейны могут сохранять тепло несколько месяцев. Воду из них можно направлять как на отопление, так и на абсорбционную холодильную машину. Кроме воды, в качестве теплоаккумулирующего вещества предлагается использовать другие материалы, в которых можно использовать теплоту фазового перехода. Например, в США были проведены исследования по применению глауберовой соли, которая, плавясь при 38 градусах, поглощает энергию, а кристаллизуясь - отдает ее. Однако оказалось, что глауберова соль после многих циклов "плавление - затвердевание" меняет в худшую сторону свои теплофизические свойства. Поиски лучшей системы продолжаются. Большой интерес вызывают у исследователей системы хемотермической аккумуляции. Тепловая энергия здесь используется для проведения химических реакций с поглощением тепла. Полученные вещества могут долго храниться, а затем реакцию можно провести в обратном направлении с образованием исходных веществ и выделением энергии. Один из возможных вариантов - юаствоюение аммиака в воде (выделение тепла), а затем разгонка раствора аммиака (поглощение тепла). Еще одна область применения энергии Солнца - солнечные кондиционеры. Пока они не распространены. Американские исследователи полагают, что до 1990 года они не будут достаточно экономичными. Не менее дорого обходится и охлаждение помещений жарким летом. Предлагается использовать для этих целей ветер. Но технологическая цепочка при этом получается длинная и сложная: сначала строится ветроэлектростанция, а потом - кондиционер. Нельзя ли все это упростить? Вот пример из давней истории. Археологи обнаружили в древнеиндийском городе Мохенджо-Даро, существовавшем на рубеже третьего и второго тысячелетий до нашей эры, странные сооружения для отлова ветра: на плоских крышах высоких домов без окон находились какие-то шкафы. Такие же дома были изображены на сохранившихся глиняных печатях. Однако местных рабочих, набранных в экспедицию, эти сооружения не удивили. - Это для ветра. Чтобы в доме было прохладно, - пояснили они и пригласили в ближайший город Тхатту. Там были такие же дома со шкафами на крыше. В шкафах были отверстия, обращенные в сторону моря. - Мангх, - объяснил один из рабочих, - ветер ловит. Отверстия могут открываться и закрываться в зависимости от направления и силы ветра. Воздух поступает в низкую чердачную каморку, где установлены глиняные плоские чаны с водой. Когда сухой горячий воздух попадает в помещение, он насыщается влагой, охлаждается и через систему отверстий, пробуренных в толстых стенах, опускается в жилые помещения. При сорокаградусной жаре в домах царит приятная прохлада. Вот еще один способ создания комфортных условий в жилищах: зеленые насаждения. Американские исследователи выяснили, что деревья не только очищают воздух, но и снижают его температуру. Если деревья посадить вблизи кондиционеров, то расход энергии в них уменьшается на 10-20 процентов. Довольно неожиданный факт! Исследователи не сообщают причины. Думаю, что охлаждение воздуха вызывается процессом испарения воды, высасываемой деревьями из почвы. Все в женских руках Экономия энергии - насущный вопрос не только для стран средних широт, но и для самого жаркого материка земного шара - Африки. Не удивляйтесь. Именно в Африке, в столице Кении - Найроби, состоялась конференция ООН по новым и возобновляемым источникам энергии. И вот что примечательно - на конференции работала специальная секция: "Роль женщины в экономии энергии". Организаторы конференции как бы вспомнили древнюю роль женщины хранительницы огня. Мать огня - так ее называли в Сибири. А древние римляне почитали в этой роли богиню Весту. Ее помощницы на земле жрицы-весталки - следили за поддержанием огня. Кстати, отсюда - вестибюль: у входа в дом горел огонь весталок. В Греции покровительницей огня домашнего очага была Геста. В Африке энергетические бытовые потребности обеспечиваются в основном сжиганием дров в примитивных печках или просто в кострах. Но это еще не беда, ведь лесов в Африке много, по крайней мере там, где ими пользуются как топливом. Беда в другом: коэффициент полезного действия печей очень низок - не более 15 - 20 процентов. Это и дало повод академику М. Стыриковичу, присутствовавшему на конференции, заявить: "Более совершенные печки спасут леса Африки!" Действительно, при теперешних темпах вырубки тропические леса исчезнут менее чем через 100 лет. Заинтересованность африканцев в простых и экономичных печах продемонстрировала выставка "Энергия-81", организованная устроителями конференции в Найроби. У новых печей было особенно многолюдно. Еще бы! Их КПД вдвое выше, чем у традиционных. Кенийцы живо обсуждали их достоинства и тут же оформляли заказы на покупку. Хороший метод быстрого внедрения технического новшества! Более совершенные печки создать совсем нетрудно. У наших русских печей КПД существенно выше - до 60-70 процентов. Самую совершенную бытовую печку создал Фритьоф Нансен. Готовясь к санному походу на Северный полюс, он взял с собой обогреваемую примусом печку, КПД которой составлял 90-93 процента! Пожалуй, сделать потери еще меньшими трудно. А устроена она просто: над примусом расположена кастрюля для варки пищи, а вокруг нее и сверху - сосуды со льдом и снегом. Горячие газы, проходящие мимо этих сосудов, растапливали лед и обеспечивали путешественника водой. Использование тепла отходящих газов - распространенное решение как в промышленных, так и в бытовых отопительных печах. Сейчас у нас еще достаточно дровяных и угольных бытовых печей. Хозяйничают около них большей частью женщины. Однако сегодня совершенствоваться должны в первую очередь газовые и электрические бытовые плиты. Бытовые газовые плиты, которые стоят в наших домах, потребляют ежегодно около 15 миллиардов кубометров газа. Мощность одной газовой горелки на наших кухнях от 1500 до 2500 килокалорий в час, то есть 2-3 киловатта! Мы сетовали, и вполне справедливо, на то, что часто в квартире бесполезно горит электрическая лампочка мощностью 100 ватт, и забыли о бесполезно горящей газовой горелке. А ведь она потребляет в 10 раз больше энергии, чем ее тратится на генерацию электроэнергии для лампочки. Лет 25 назад исчезли последние газовые счетчики из квартир, и газ теперь расходуется в быту бесконтрольно. Жилые дома и бытовые предприятия "съедают" до 10 процентов всего газа, сжигаемого в различного рода печах. Уменьшить бесполезный его расход, конечно, можно, да, пожалуй, и нужно, установив в квартирах газовые счетчики. Но гораздо экономичнее, если контроль станут осуществлять сами хозяйки. Думаю, что они непременно это делали бы, если бы знали, что лишняя бесполезно горящая горелка - это дополнительный ущерб для ее здоровья и здоровья семьи. А об этом говорить мы почемуто стесняемся. Однако вот данные, которые приведены в научно-популярном журнале Академии наук СССР "Энергия". Ссылаясь на американский ежемесячник "Ридерс дайджест", журнал пишет: "В современных американских домах и учреждениях воздух загрязнен настолько, что на любом производственном предприятии подобная концентрация вредных веществ в окружающей среде считалась бы с точки зрения принятых санитарных норм, безусловно, недопустимой". Одна из главных причин загрязнения воздуха - газовые приборы. Некоторые продукты сгорания газа могут быть для человека гораздо опаснее, чем считалось ранее. Исследования, проведенные национальной Академией наук США, показали: только за один час работы обычная кухонная плита загрязняет воздух настолько, что содержание в нем окиси углерода может вырасти до 50 ррм (50 молекул окиси углерода на миллион молекул воздуха). Безопасной же нормой для человека, находящегося в помещении 8 часов, является 9 ррм. Но уже при 15 - 30 ррм окись углерода оказывает отрицательное воздействие на организм. Кроме того, при сжигании газа образуется и двуокись азота. Среди американских медиков распространено мнение, что именно двуокись азота является первопричиной острых респираторных заболеваний среди людей, регулярно пользующихся газовыми приборами. Число таких заболеваний у детей, живущих в квартирах с газовыми плитами, на 15 процентов больше, чем в квартирах с электроплитами. Конечно, трудно прямо сопоставить условия в наших и американских жилищах. Как правило, в США в квартирах потребляется больше газа, чем у нас, так как газ используется для калориферов и сушилок. В боль- , шинстве американских домов отсутствует вентиляция. В последние годы американцы закупили миллионы портативных печек, работающих на керосине, и это принесло в их квартиры еще и двуокись серы. Все это так. И тем не менее у меня твердое убеждение, что если бы над каждой газовой плитой в обязательном порядке (как надпись о вреде курения на пачке сигарет) висела, например, такая табличка: "Бесполезно горящая горелка излишне загрязняет воздух и ваши легкие", - потребление газа в быту снизилось бы на 10-15 процентов. У хозяек есть в руках и другое средство - скороварки. Трудно назвать еще столь же эффективное средство экономии энергии, которое было изобретено так давно и до сих пор так слабо внедрилось в наш быт. В 1675 году 28-летний Дени Папен, доктор медицинских наук, продемонстрировал преимущество термической обработки продуктов при повышенной температуре в герметически закрытом сосуде. Правда, и первая и вторая демонстрации окончились неудачно - сосуды взорвались. Особенно не к месту был второй взрыв. И обозленные члены Лондонского королевского общества отказались присутствовать на следующей демонстрации. В опубликованном трактате Д. Папен писал: "Посредством машины, о которой здесь пойдет речь, из самого жесткого мяса можно приготовить блюдо настолько нежное и вкусное, как если бы оно было приготовлено из мяса самых лучших сортов". Затем о скороварках забыли, и только через 200 лет они появились вновь. Однако делались кастрюли-скороварки из серого литейного чугуна и весили до 20 килограммов. Так что и тогда скороварки не получили распространения. Только с появлением алюминиевых сплавов они полегчали и стали шире применяться. Использование высокопрочных хромоникелевых сплавов существенно облегчило уход за ними. Время приготовления различных продуктов уменьшается в два-три раза. А значит, почти во столько же раз уменьшаются и затраты энергии. Очень простой способ экономии энергии и времени! Теперь дело за домохозяйками, промышленностью и торговлей. А над чем еще должны думать конструкторы бытовой техники? | |
|
| |
| Всего комментариев: 0 | |