Перспективы в вопросах теплоэнергосбережения (стр. 2 )

О  СИСТЕМАХ  ВЕНТИЛЯЦИИ

Увеличение теплоизоляции стен является одним из традиционных  направлений поиска

резервов теплоэнергосбережения.  Множество публикаций, конференций, выставок по энергосбережению уделяют основное внимание именно такому подходу к снижению энергетических затрат.

Однако, при эксплуатации зданий существуют и другие составляющие – вентиляция, освещение, потери тепла через фундамент. С созданием эффективных теплоизолирующих материалов энергосбережение подошло  к некоторому пределу, после которого дальнейшее увеличение степени теплоизоляции ограждающих конструкций не дает ощутимых результатов в общем  балансе энергетических затрат.

Если сравнить потери тепла через ограждающие конструкции жилого здания с потерями, связанными с вентиляцией, то результаты являются впечатляющими. Так, потери тепла через стены и окна составляют 37%, а потери тепла на вентиляцию – 48%. Причем, чем больше дом, тем меньшая часть отопительной энергии уходит через стены. В городских квартирах современных домов, где относительная площадь ограждающих конструкций мала, потери через окна и стены составляют всего 25%, а потери на вентиляцию – около 75%. Напрашивается вывод, что главные резервы энергосбережения  находятся в оптимальном решении проблем вентиляции.

Решение проблем вентиляции, экологии и энергосбережения жилья возможно только при комплексном подходе к ним, с изучением сути протекающих процессов и их взаимосвязи. Именно такой подход позволил, например, фирме ТИСЭ вместе с разработкой новых строительных технологий  и оборудования создать пакет технических решений, снимающих многие проблемы и противоречия. Стало возможным создавать дома, вбирающие в себя все самое лучшее от деревянных и каменных домов и с самыми минимальными затратами труда и средств.

Предложенная фирмой ТИСЭ  вентиляция  "Каменная изба"  позволила реализовать вытеснительную схему вентиляции в каменном доме. Она включает полноценную приточную вентиляцию, расположенную в объеме внешних стен дома, и вытяжную вентиляцию, расположенную в вертикальных каналах внутренних стен дома. Новое заключается в том, что в проложенной между стеной и утеплителем полиэтиленовой пленке имеется горизонтальная складка, проходящая на уровне ряда технологических отверстий основной стены чуть ниже линии оконных проемов. По углам дома, между внешней отделкой и стеной, вместо утеплителя  организован вертикальный воздуховод, открытый сверху. Нижнее и верхнее перекрытия также снабжены утеплителем, отделенным от помещений полиэтиленовой пленкой. Движение воздуха между внешними и внутренними стенами и обеспечивает эффективную вытеснительную схему вентиляции. В городских квартирах изменение схемы вентиляции позволит сократить отопление на 55%. Предложенная технология не только существенно снижает энергопотребление зданий.  Полиэтиленовая  пароизоляция надежно отделяет помещения от воздействия возможных вредных составляющих, исходящих от утеплителя и внешней отделки стен, что позволяет обеспечить комфорт и экологическую безопасность проживания. Причем теплоизоляция внешних стен может быть любой, например, из минваты, минплиты, панелей пенополистирола,  и пр., которая защищена снаружи  вагонкой,  "сайдингом", панелями ЦСП, штукатуркой, кладкой в полкирпича и т. д.

Существенное снижение тепловых потерь, связанное, правда, не с вентиляцией, а с теплопроводностью достигается при возведении столбчато-ленточного фундамента по технологии ТИСЭ. Воздушный зазор между грунтом и ростверком, необходимый для компенсации расширения мерзлого грунта, весьма существенно снижает потери тепла через фундамент.

По оценкам специалистов, концепция "Каменная изба" полностью отвечает повышенным требованиям к вентиляции и комфорту помещений, к теплосбережению и экологической безопасности зданий. Учитывая, что затраты на возведение стен и фундамента по технологии ТИСЭ в несколько раз ниже традиционных технологий строительства, можно допустить, что данная разработка станет весьма привлекательной при возведении строительных объектов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕТРАДИЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ И АЛЬТЕРНАТИВНЫХ

ВИДОВ ТОПЛИВА

Современная тепловая энергетика основана на потреблении ресурсов, запасы которых в недрах земли конечны. Поэтому оборудование и технические установки, позволяющие использовать нетрадиционные источники энергии, пользуются сегодня особенным вниманием.

В качестве примера можно привести установки, обеспечивающие использование низкопотенциального тепла грунта на глубине от 70 до 90 метров. Система основана на применении теплового насоса, совмещенного с баками-аккумуляторами, установленными на поверхности в электрокотельной.  Тепловой насос преобразовывает  тепловую энергию низкого температурного уровня в энергию более высокого уровня. Ее с успехом можно использовать для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения зданий.  Опыт использования такой установки, называемой геотермальной котельной, имеется в Ярославле. Установка, использующая естественное тепло земли, действует несколько лет. Каждый отопительный сезон она экономит не менее чем вдвое электроэнергию по сравнению с тем количеством, которое понадобилось бы при обогреве здания с помощью обычной электрокотельной. Исследования в этой области были продолжены силами ряда ученых и проектировщиков. Ярославский научно-производственный центр "Недра" издал в этом году подготовленный его специалистами "Геотермальный  атлас России", благодаря которому можно определить, в каком районе имеется такой ценнейший ресурс как подземное тепло. Это уникальное издание дает значительный толчок к развитию всей альтернативной энергетики.

Представляет  интерес разработанный в КБ "ВоДОмет" (г. Омск) альтернативный тепловой насос (АТН), обеспечивающий рекуперацию в помещения теплоты санитарно-бытовых и промстоков.  Известно, что вода поступает в помещения в течение отопительного периода с температурой 4-8о С, а стекает в канализацию с температурой  20-30о С и выше, так как прогревается в трубопроводах, бачках, водяных затворах и нагревается при смешивании с горячей водой. Особенно велики тепловые потери от горячего водоснабжения. Ежесуточное потребление 1м3 холодной воды (с места забора с превращением в теплые стоки) приводит к тепловым потерям из здания за отопительный период  до 5 Гкал. В процессе работы АТН  и зарядки днем аккумулятора теплоты температура стоков значительно снижается, т. е. происходит рекуперация теплоты, покидающей здание вместе со стоками.  Изъятие теплоты из стоков на выходе из здания наиболее целесообразно (здесь их температура наивысшая, следовательно эффективность ее использования наибольшая). Массовое применение АТН в местах наибольшей температуры санитарно-бытовых и промышленных стоков позволит на 15-20о С снизить температуру стоков, приблизить их к температуре заборной воды, что обеспечит экономию топлива  до 10 процентов.

Общеизвестно, что в стране имеются значительные запасы топливосодержащих бросовых материалов и низкокачественного топлива (отходы лесозаготовительного, деревообрабатывающего, гидролизного, сельскохозяйственного и других производств, торф, сланцы, бытовые отходы). Утилизировать многие из указанных материалов, которые до сих пор используются в несущественных объемах, позволяют, например, газогенераторные установки. Их рациональное применение может привести к весьма значительной экономии угля, электроэнергии, жидкого топлива, природного газа.  Газогенератор использует простой, хорошо проверенный способ преобразования твердого топлива в газообразное. На стадии газификации топливо и кислород воздуха, подаваемого в ограниченном количестве в камеру газообразования, нагреваются раскаленным реактором и вступают между собой в реакцию. В результате нее топливо разлагается на углерод, водяной пар, смолы и масла. Дальнейшая реакция между кислородом и углеродом обеспечивает температуру, достаточную для образования окиси углерода (СО) – главного горючего компонента вырабатываемого газа. Минимальная теплотворная способность газа – 1100 ккал/м3. 

Разработкой и выпуском газогенераторов различной мощности занимается российское предприятие ЗАО "Импет". Данное оборудование совместно с серийно выпускаемыми  водогрейными или паровыми котлами, воздушными теплообменниками позволяет осуществлять теплоснабжение зданий и сооружений различного назначения, получать горячую воду, пар или горячий воздух для обеспечения технологических процессов. Анализ затрат на отопление предприятий, применяющих газогенераторы, показывает что их затраты на топливо в 1,5-4 раза меньше, чем при традиционном его сжигании в котлах. 

Широкий поиск резервов и возможностей внедрения новых технических разработок ведется специалистами Пензенского государственного университета, которые  предлагают автономную отопительную систему на основе вихревого  термогенератора.  В устройствах, использующих такую систему, вода многократно прокачивается электронасосом под давлением 0,2-0,5 МПа через вихревой  энергоразделитель; при этом она нагревается. Температура воды может регулироваться в пределах до 150о С, что позволяет использовать ее для отопления и горячего водоснабжения. Конструкция термогенератора очень проста и высоконадежна; в ней используются серийно выпускаемые комплектующие и доступные материалы. Установка смонтирована в едином блоке, может устанавливаться в любом подсобном помещении, работает в автоматическом режиме, поддерживая заданную температуру. По данным ракетно-космической корпорации "Энергия" вихревые термогенераторы имеют средний условный коэффициент преобразования, рассчитанный по энергии, аккумулированной в теплоносителе, в среднем выше на 23% по сравнению с электродными  теплогенераторами и на 42% выше по сравнению с теплогенераторами на основе ТЭН. 

ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ СИСТЕМ  ТЕПЛО - И ВОДОСНАБЖЕНИЯ, СОВРЕМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ  И  ПРИБОРОВ

Одним из эффективных способов рационального использования топливно-энергетических ресурсов является, как известно, децентрализация систем теплоснабжения. В связи с этим все большее распространение получают автономные котельные, позволяющие обеспечить теплоснабжение, как одиночных зданий, так и групп зданий жилищного, общественного и промышленного назначения.