 |
На думку Міжнародної комісії ООН із проблем клімату (IPCC) підвищення єнергоєффективности дозволить скорочувати шкідливі викиди на мільярд тонн щорічно вже до 2010 р. Безумовно, найбільше споживання енергії доводиться на населення країн так званого «золотого мільярда», тобто промислово розвинених зон Землі. Це не дивно: високотехнологичная цивілізація вимагає величезних кількостей електроенергії й тепла. Однак саме тут уперше були сформульовані ідеї розумного відношення до навколишнього середовища. Однак якщо поняття «веллнес» стало вже досить звичним для Росії, те «єкологичний стиль» поки можна назвати лише модою - по-справжньому життя це стало поки тільки серед утворених жителів Заходу. Але й у нас все більше число людей переходить до нового способу життя. Культура поводження, цивілізоване споживання, у тому числі й енергоспоживання - от відмітна риса сучасного процвітаючого росіянина. При цьому для реалізації такого способу життя зовсім не потрібно відмовлятися від комфорту. Навіть використовуючи елементарні заходи для розумної економії енергії, можна істотно знизити тепло- і єнергопотери.
Використання сонячної радіації
Одним зі способів економії енергії в якості сучасних енергозберігаючих технологій є використання сонячної радіації. Сонячні технології, що зберігають навколишнє середовище, можна застосовувати розумним образом і в суспільних басейнах. У ряді країн (США, Австралія, ФРН) успішно експлуатується значне число плавальних басейнів із сонячним обігрівом. Ця область застосування сонячних колекторів досить перспективна. Температура води в плавальних басейнах звичайно підтримується на рівні 20-27°C, що всього на 5-15°C вище температури зовнішнього повітря, і енергія сонячної радіації в літній період цілком може замінити традиційне джерело енергії. Завдяки використанню сонячної енергії купальний сезон у відкритих плавальних басейнах може бути збільшений на 1,5-2 мес. у рік, а в закритих басейнах буде забезпечена значна економія палива й зменшення забруднення навколишнього середовища шкідливими викидами. Оптимальні сонячні установки повинні перетворювати в тепло до 50 % сонячного випромінювання. У погожі дні 3-4 кВтч на 1 м2 відповідають нагріванню води в басейні на 3-4 К у день. Щоб використовувати й невелике підвищення температури в більших установках, потрібні керуючі й регулюючі установки з високою точністю перемикання, наприклад швидкі датчики випромінювання або графіки кпд у сполученні із правильно встановленими високоякісними резисторними датчиками. Із сонячним нагрівачем води в басейні можна скоротити на 40 % споживання первинної енергії. При наявності вкриття басейну зменшення видатків на енергію становить 80 %. Какаяполучится економія, серед іншого залежить від сонячної установки, особливостей будівництва й вартості енергії. При диференційованому розгляді співвідношення « ціна-якість» у таких системах варто враховувати позитивні аспекти захисту навколишнього середовища. В іншому, сонячні колектори можна встановлювати не тільки на відкритому повітрі, але й у будовах, що оточують плавальний басейн, з відносно високим КПД. Необхідно, однак, підкреслити, що сонячна енергія може бути ефективно використана тільки в єнергоєффективном будинку. Власникам плавальних басейнів особливо вигідно використовувати сонячну енергію, якщо система пов'язана із сонячною опалювальною системою всього будинку. Експерименти показали, що в цьому випадку можна підняти температуру води на 22°C вище температури навколишнього повітря. Тому на предпроектной стадії варто оптимізувати приміщення басейну з метою мінімізації енергоспоживання. Можна обладнати його гелиосистемами: пасивної й активної для готування гарячої води. Елементи зі скла, крім архітектурного аспекту, можуть виконувати роль пасивного сонячного термосифонного колектора. В умовах середньої смуги й південної частини Росії геліоустановки можуть давати не менш 250-300 кВт*год корисної теплоти з 1 м2 площі плоского сонячного колектора. Одна з можливих схем геліоустановок для підігріву води в плавальному басейні показана на мал. а. Вода з басейну насосом прокачивается через фільтр і направляється в сонячний колектор. Нагріта вода з колектора надходить у басейн.У схемі передбачені:
* зворотний клапан
* повітряний клапан
* байпасная лінія з вентилем
Колектор повинен бути виготовлений з коррозионно-стійких матеріалів, щоб не піддаватися агресивній дії води з басейну. Крім того, матеріал повинен:
* витримувати температуру від -20 до 70°C
* володіти гарної поглощательной здатністю
* мати високий коефіцієнт теплопровідності.
Через колектор прокачивается велика кількість води, і повинне бути забезпечене такий поперечний переріз каналів, щоб гідравлічний опір було мінімальним. Найбільш підходящими матеріалами є пофарбовані в чорний колір:
* полиєтилен
* поліпропілен
* синтетичний каучук.
Перші два матеріали дешеві, а каучук значно дорожче, але більше стійкий. При річному надходженні 1050 кВт*ч/м2 сонячної енергії на горизонтальну поверхню й площі колектора 800 м2 за сезон геліоустановка може дати 170 МВт*год теплоти, а потреба в теплоті становить 270 МВт*ч. У цьому випадку колектор не має остекления, вода в ньому підігрівається на 3,5°C, і середня теплова потужність установки за сезон становить 270 кВт, а її КПД — 38,3%. Довгі оребренние труби виготовлені з поліпропілену, а прямій і зворотний сполучні трубопроводи — з поліетиленових труб. Комбінована сонячна теплонасосная установка для обігріву плавального басейну має наступні властивості: улітку в басейні підтримується температура не нижче 20°C, що забезпечується за допомогою сонячного колектора, а при несприятливих погодних умовах включається тепловий насос, що використовує сонячний колектор як випарник. В умовах середньої смуги Росії геліоустановка, призначена для підтримки температури води в плавальному басейні на рівні 20-24°C, дає за сезон 250-270 кВт*год корисної теплоти на 1 м2 площі сонячного колектора. Для порівняння, річна питома теплопродуктивність гелиосистеми гарячого водопостачання - 300-500 кВт*ч/м2 у рік, геліоустановки опалення (30-70°C) - 150-300 кВт*ч/м2 у рік.
Оптимізація вимірів, керування й регулювання
Стандартний показник успіху у вигляді знання комп'ютерних новинок здатний допомогти в рішенні поставленого завдання. Оптимізацією вимірювальної, керуючої, регулюючої техніки можна знизити споживання енергії на нагрівання, вентиляцію, підготовку води, обслуговування електротехніки й, крім того, не зменшуючи комфорту, істотно поліпшити результати експлуатації. За допомогою відповідної техніки власник плавального басейну одержує можливість зв'язати один з одним усе компоненти установки при одночасному контролі роботи. Керуючий прилад впливає на вихідні величини на основі вхідних величин - так звана схема входу-виходу. При регулюванні ж цей процес можна назвати двостороннім у формі замкнутого контуру: вхідні величини впливають на вихідні величини, але останні у свою чергу також впливають на вхідні. Ці регульовані величини, тобто реальні величини постійно виміряються й рівняються із заданими. При будь-якому відхиленні електронним шляхом провадиться відповідна корекція, однак, без прямої взаємодії декількох або різних контурів регулювання. Реальне значення реєструється електронним вимірювальним елементом і перетвориться в нормований електричний вихідний сигнал, наприклад 0-20 мА або 0-10 У. Ці окремі регулювання, які є в більшості басейнів, достатні для невеликих басейнів з деякими технічними установками. Мікропроцесорні регулюючі установки являють собою цікаву економічну альтернативу при санації середніх і більших басейнів або для нових басейнів. Передумовою для цього є технічно повністю пророблена концепція з ясно обкресленими вимогами до регулювання. За допомогою мікропроцесора функції декількох електронних регуляторів, упорядкованих як вхідні величини, приймаються контролером, підготовляються або змінюються, а потім провадиться автоматичне визначення вихідних величин.
Техніка DDC (Direct Digital Control - пряме цифрове керування) у більших басейнах є звичайною. Регулюючі установки для автоматизації будинку (цифрове керування) забезпечують всебічні логічні зв'язки, наприклад розумне використання енергетичних потоків, а також вибір найбільш вигідної енергетичної системи при зваженому підході до всім величинам, що має значення. Крім того, вони інформують персонал про робочий стан і обмірювані величини й докладно сповіщають про несправності й перевищення граничних значень у системі. Інформація передається по звичайній телефонній лінії на вилучену центральну станцію. Необхідні дані вимірів через датчики зі стандартними вихідними сигналами, наприклад 0 - 20 мА або 100 - 200 Ом, збираються системою й для регулювання перетворяться в необхідні обмірювані величини. У більших басейнах з дорогими установками цифрові системи регулювання тим більше доцільні, тому що до робочого персоналу пред'являються надмірні вимоги в плані правильних дій для оптимального використання первинної енергії при численних можливостях прийняття системних рішень. Керуюча техніка будинків - це керуюча техніка вищого порядку, при якій окремі цифрові станції за допомогою кабелю даних пов'язані із центральним персональним комп'ютером, наприклад, власника басейну.
|
 |