Техника использования теплоты продуктов сгорания

Принимая во внимание сохранение первичной энергии и общую энергетическую нагрузку на окружающую среду можно признать наилучшим решением механизм использования теплоты продуктов сгорания. Большие капитальные вложения этой системы окупаются благодаря лучшему использованию энергии (для газа около 10%) и долгим циклом работы.

При большом количестве потребляемой энергии или при соединении нескольких домашних хозяйств возможно использовать теплоэлектроцентрали (тепло от дизельной, угольной либо газовой теплоэлектростанции). Это является наилучшим выходом при условии коротких коммуникаций.

В связи с возможностью рекуперации тепла воздуха рекомендуется использования воздушных отопительных систем вместо систем с панельными радиаторами и горячей водой. При этом объем воздуха, принесенного системой обмена, нагревается в заданном режиме. Хотя такие отопительные системы оказываются очень дорогими в сравнение с обычным паровым отоплением, они все же они имеют еще и такое преимущество, как интегрирование с системой вентиляции.

В одноквартирном доме коммуникации для горячей воды должны быть запланированы очень короткими, поскольку в таком случае можно реально сократить потери тепла. С помощью таймера необходимо также прекращать подачу тепла в периоды, когда потребности в тепле нет.

Получение горячей воды с помощью солнечной энергии.Для частичного домашнего хозяйства это является самой эффективной возможностью использования обновляемой энергии. Солнечные батареи могут обеспечить около 50% годовой потребности в горячей воде. Причем с мая по сентябрь они могут полностью обеспечивать эту потребность. При недостатке солнечного света данная система обеспечивает по крайне мере подогрев воды в верхней части теплообменника. Таким образом можно обеспечивать рациональное распределение энергии между системами. Все компоненты системы, такие, например, как коллекторные пластины, теплообменники, теплокоммуникации могут быть смонтированы в соответствии с потребностью и рационально соединены между собой. Установку можно провести своими силами и таким образом уменьшить общую стоимость. Простейший солнечный коллектор, разработанный в Белорусском отделение Международной Академии экологии, предназначенный для установки на шиферные крыши, имеет себестоимость всего $ 10/м² и по основным характеристикам соответствует западным образцам.

Не рекомендуются системы отопления с использованием электроэнергии.Рефлекторные отопительные системы (например, электроаккумуляторное отопление) не могут быть рекомендованы с экологической точки зрения, так как использование первичной энергии и выбросы более чем в два раза превышают аналогичные показатели систем на горючем топливе. Электрические теплонасосы с точки зрения использования первичной энергии и выброса вредных веществ приблизительно настолько же эффективны, как и газовые отопительные системы. К тому же, электрические теплонасосы значительно дороже газовых систем.

8.3. Рациональное использование электрической и

тепловой энергии в бытовых целях.

Для того чтобы говорить о том, как сэкономить тот или иной вид энергии, необходимо в первую очередь выявить места, где это можно было бы сделать с наибольшей результативностью, а также оценить, сколько и каких видов энергии мы потребляем.

Наиболее энергоемким является зимний период года. Для отопления и горячего водоснабжения одной среднестатистической квартиры Минска общей средней площадью 51 кв. метр с 3,6 жителями в каждой в течение года на тепловых станциях и котельных сжигается около 2 тонн нефти. Это непозволительно много. Например, удельный расход тепловой энергии на отопление в странах запада (благодаря более теплой зиме, лучшему утеплению зданий) на 40-50% ниже, чем у нас.

Кроме того, каждая семья потребляет 100-150 кВт·ч электрической энергии в месяц или 1200-1800 кВт·ч в год.

Основную долю расходов, связанных с отоплением, горячим водоснабжением и электрообеспечением большинства жителей, государство брало на себя. Тем не менее, несмотря на то, что в прямом виде мы будем в дальнейшем, как и сейчас, недоплачивать за тепловую и электрическую энергию, все же в скрытом виде (в виде недополученной заработной платы, высоких налогов, высоких цен на повседневные товары и иных платежей) нам придется платить примерно 360 долларов на семью в год (это прямые затраты государства на энергообеспечение квартиры), если ЧТО-ТО не изменится.

Это ЧТО-ТО состоит из:

- психологии потребителя;

- его знаний;

- возможностей воздействия на теплоснабжение;

- заинтересованностью в том, чтобы воздействовать (снижать) на теплопотребление.

Остановимся главным образом на втором и третьем пунктах, поскольку возможности потребителя повлиять на снижение потребления собственными силами зависят не столько от стимулов (заинтересованности), сколько от знаний. Стимул (а он может быть не только экономическим) побуждает действовать. Знание дает возможность действовать.

Каждое современное здание оборудованное системой отопления, которая работает только в холодное время года, в течение так называемого “отопительного периода”. Продолжительность его в Минске составляет около 200 дней. В зимнее время приборы системы отопления работают для того, чтобы возместить потери теплоты из жилого помещения на улицу через стены, окна, а также для нагрева холодного свежего воздуха (без которого человек не в состоянии существовать), поступающего через форточки, двери, неплотности в окнах. Через окна теряется 27,3%, через стены – 29,3%, а за счет нагрева свежего приточного воздуха – 43,4% всей теплоты, поступающей из системы отопления.

Существенное сокращение потерь теплоты (в два – три раза) через стены и окна возможно лишь в результате реконструкции всего дома. Ее может выполнить только специализированная строительная организация и с использованием особых высокоэффективных материалов. Но реконструкция – это очень дорогостоящее мероприятие, провести которое везде одновременно невозможно. В то же время каждый жилец имеет немало возможностей для утепления своей квартиры.

Первое – это остекление лоджий и балконов. Важно, чтобы стекла и притворы створок были уплотнены. В этом случае тепловые потери через окна и стены квартиры, расположенные со стороны лоджии, будут снижены на 15-18%.

Следует запомнить, что снижение потерь на 7-9% позволяет увеличить температуру в помещении на 1°С. Таким образом, остекление лоджий увеличит температуру в примыкающей к ней комнате примерно на 2°С.

Второе – утепление окон установкой между рамами прозрачной полиэтиленовой пленки. Для этого открывается внутренняя оконная рама и к оконной коробке кнопками или клейкой лентой крепится пленка таким образом чтобы расстояние от нее до внутреннего и наружного стекол было примерно одинаковым. Желательно, чтобы пленка по всему периметру окна плотно прилегала к оконной коробке. После установки пленки внутренняя створка окна закрывается. Такое окно равноценно окну с тройным остеклением. Теплопотери через него почти на 20% ниже, чем через обычное двойное окно, традиционно применяемое в РБ.

Такого же результата можно добиться, если закрыть окно изнутри шторой, прилегающей к стене. Штора должна быть короткой, достающей только до подоконника. это делается потому, что под подоконником всегда располагается нагревательный прибор системы отопления. Если штора опущена ниже подоконника, то поток теплого воздуха от батареи, поднимаясь вверх, попадает под штору к окну, увеличивая, а не уменьшая теплопотери через окно. Поэтому штора должна лежать на подоконнике и плотно прилегать к стене, не допуская сообщения воздуха, находящегося между шторой и окном, с воздухом комнаты. Недостаток этой меры в том, что в комнату практически не проникает свет, и она может быть использована либо ночью, либо тогда, когда хозяева находятся на работе.

Здесь мы не говорим о хорошо известных и широко применяемых оклейке и уплотнении притворов окон и балконов.

Третье – тепловая защита того участка наружной стены, где расположен радиатор. К сожалению, эта мера не применима к тем квартирам, где нагревательный элемент размещен внутри стены. Такая компоновка – следствие грубого просчета проектировщиков. Защитить этот участок можно, поместив на стене за радиатором отражающую поверхность. Причем она не должна касаться радиатора и желательно, чтобы между ней и стеной был хотя бы небольшой воздушный зазор или слой тепловой изоляции (войлок, толстая ткань и т.п.).

Вентиляция жилья.Как уже отмечалось, 43,4% тепловой энергии из системы отопления расходуется на подогрев холодильного приточного воздуха, поступающего с улицы. Эту долю можно снизить.

Каждая квартира оборудована системой естественной вытяжкой вентиляции. Вентиляционные отверстия расположены в ванной комнате, в туалете и на кухне на внутренних стенах, в верхней их части, и прикрыты металлическими или пластмассовыми решетками. Это – вытяжные отверстия. Через них вытяжной воздух из помещений удаляется на улицу. По законам физики работа этой системы зависит от разности температуры в помещении и на улицу. По законам физики работа этой зависит от разности температуры в помещении и на улице. Чем ниже температура воздуха на улице, тем лучше она работает и больше теплого воздуха удаляется. На смену ему, благодаря создаваемому вытяжной вентиляции разрежению в квартире через неплотности в окнах, открытые форточки, двери, поступает холодный наружный воздух. Причем в холодную пару года действительный объем вентиляции зачастую превышает требуемую норму, приводя к увеличению затрат на отопление. Для того чтобы снизить объем вентиляции зимой, рекомендуется частично прикрывать вытяжные вентиляционные отверстия. Поскольку они оборудованы нерегулируемыми решетками, прикрыть их можно плотной бумагой или картоном. Вентиляционное отверстие, расположенное в ванной комнате, лучше всего закрыть. Хозяйки могут возразить: ”А как же быть с бельем после стирки? Будет ли оно сохнуть?” Да, будет, так как зимой воздух в помещениях очень сухой. В это время даже необходимо его увлажнять. Эту роль и будет выполнять высушиваемое в ванной белье. При открытом вентиляционном отверстии влага сразу же из ванной комнаты удалялась на улицу, при закрытом она будет поступать в комнаты, увлажняя воздух. Это благоприятно скажется на микроклимате квартиры и самочувствии жильцов, так как влажный воздух дает ощущение теплоты, а сухой – холода. Поэтому зимой увлажнение воздуха в помещении улучшает комфортное состояние людей.

Вентиляционные отверстия на кухне и в туалете могут быть приоткрыты наполовину и даже больше. Степень прикрытия каждый жилец должен определять индивидуально. Дело в том, что работа вытяжной системы зависит от того, на каком этаже расположена квартира. На нижних этажах вентиляция всегда работает очень хорошо, и здесь степень прикрытия может быть больше. На верхних – вентиляция может работать хуже, и вытяжка должна быть приоткрыта меньше. Уменьшение воздухообмена достигается также уплотнением окон и дверей, о чем уже было сказано. Эти меры позволят сберечь не менее 20% тепловой энергии.

Однако не следует увлекаться сплошной герметизацией квартиры, поскольку свежий воздух необходим для нормальной жизнедеятельности, а зимой взрослые и дети гораздо больше времени проводят в помещениях, чем на улице. Свежий воздух является средством профилактики от вирусных и респираторных заболеваний.

Электрическая энергия.Современная квартира, как правило, оборудована множеством электрических устройств: плита, холодильник, телевизор, магнитофон, стиральная машина, чайник, кофеварка, приемник, осветительные приборы и т.д.

Электроэнергия достаточно ценна и ее следует расходовать очень бережно. Рис. 8.9 дает представление о том, сколько электроэнергии потребляет в среднем за год каждый прибор. Значение этой проблемы также очень велико с экологической и финансовой точки зрения. На каждый сэкономленный кВт∙ч энергии приблизительно на 3 кВт∙ч снижается общая энергетическая нагрузка электростанции. Кроме того, стоимость электроэнергии в домашнем хозяйстве значительно дороже кВт∙ч топливного сырья. Результаты такой экономии очевидны. Поэтому необходимым является использование всех возможностей для экономии электроэнергии.