Александр Проценко - Энергетика сегодня и завтра
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 почему-то 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 большинстве 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.
