Александр Проценко - Энергетика сегодня и завтра
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.
