14. Экономия электрической и тепловой энергии в быту

• Основные направления энергоснабжения в коммунально-бытовом секторе.

• Направления экономии электрической энергии.

• Основные направления экономии тепловой энергии.

• Экономия тепловой энергии при выборе оптимальной конструкции застекления оконных проемов.

14.1. Основные направления энергоснабжения в коммунально-бытовом секторе.

Крупнейшим потребителем топливно-энергетических ресурсов является коммунально-бытовой сектор экономики. Социально-экономическая политика, проводимая Правительством Республики Беларусь, направлена на создание комфортных условий жизни людей. Эти условия обеспечиваются качественным отоплением, освещением и массовым использованием бытовых электрических приборов.

Коммунально-бытовым сектором в 2004 году было потреблено 8543 тыс. т У.Т., что составило 21,3% от общего потребления ТЭР в Республике Беларусь. Потенциал энергосбережения, утвержденный Республиканской программой энергосбережения на 2006 – 2010 годы составляет 8,7%, а планируемая экономия за счет внедрения энергосберегающих мероприятий должна составить 740 тыс. т У.Т.

Из всей структуры теплопотребления в республике, коммунально-бытовой сектор расходует около 60% тепловой энергии. Эта энергия в основном используется для отопления домов (60 – 70%) и горячего водоснабжения (30 – 40%). Потребление электрической энергии составляет около 30% от ее общего потребления. К сожалению, необходимо констатировать, что бытовое энергопотребление у нас неэффективно и приблизительно в 1,5 – 2 раза выше, чем в европейских странах с аналогичными климатическими условиями.

В пользу выбора режима энергосбережения в быту говорят многочисленные факты, подтверждающие, что сложившиеся повседневные расходы бытовой энергии можно снизить на 30 - 40% практически без особых затрат и инвестиций. Для этого достаточно рационально и эффективно пользоваться энергией, изменить некоторые привычки, сложившиеся во времена бесплатных социальных гарантий.

Также следует помнить, что снижение расходов энергии напрямую улучшает экологическую обстановку в стране, сокращает загрязнение воздушного бассейна, снижается вероятность глобального потепления.

14.2. Направления экономии электрической энергии.

Освещение помещений. Большое количество электроэнергии в быту расходуется на освещение помещений. Освещение складывается из естественного и искусственного. Любое из них должно обеспечивать достаточную освещенность помещений и особенно тех, где наиболее часто пребывают люди. В помещения, окна которых выходят на север и частично на запад и восток, попадает в основном рассеянный солнечный свет. Для улучшения естественного освещения таких комнат отделку стен и потолка рекомендуется делать светлой. Естественная освещенность зависит также от потерь света при попадании через оконные стекла. Запыленные стекла могут поглощать до 30% света и поэтому их надо постоянно поддерживать в надлежащей чистоте.

Искусственное освещение создаётся электрическими световыми приборами. В современных квартирах могут использоваться три системы освещения: общая, местная и комбинированная.

При общем освещении рекомендуется заниматься работой, не требующей сильного напряжения зрения. В тоже время светильники общего освещения неизбежно являются самыми мощными светильниками в помещении, так как их основная задача - осветить всё пространство как можно более равномерно. Для этого обычно используют потолочные или подвесные светильники, установленные под потолком по центру комнаты. Общую освещённость можно считать достаточной, если на 1 кв. м площади приходится 15-25 Вт мощности ламп накаливания. В комнате площадью 20 м² требуется установка светильников мощностью 400 - 500 Вт.

В одном или нескольких местах этого же помещения следует обеспечить местное освещение с учётом конкретных условий. Для создания такого освещения требуется использование специальных светильников, устанавливаемых в непосредственной близости к письменному столу, креслу, туалетному столику и т.п.

Комбинированное освещение достигается одновременным использованием светильников общего и местного назначения. Местное создаётся световым потоком, направленным вниз (одна лампа накаливания мощностью 100, 150, 200 Вт), а общее - световым потоком, рассеянным во всех направлениях (несколько ламп мощностью 15-40 Вт).

Принято считать рациональным принцип рассредоточенного освещения, основанный на использовании общего, комбинированного или местного освещения отдельных функциональных зон. Если при освещении этих зон использовать лампы направленного света, настольные лампы, торшеры, бра, то в квартире станет уютнее, а, следовательно, и комфортнее. Для такого рассредоточенного освещения подходят лампы в 1,5-2 раза менее мощные, чем в подвесных светильниках. В результате на комнату площадью 18-20 м² экономится до 200 кВт∙ч в год.

Лампы накаливания являются традиционными и широко применяемыми в Беларуси источниками света. В лампах накаливания источником света является тепловое излучение нагретой нити. Тепловое излучение это электромагнитное излучение вещества, причиной которого является возбуждение его атомов и молекул вследствие их теплового движения. Чем выше температура тела, тем шире диапазон длин волн и его смещение в сторону более коротких волн. При определенной температуре тела его излучение приходится на видимый диапазон длин волн (от 390 до 770 нм).

Важнейшими характеристиками ламп являются:

• номинальное напряжение;

• потребляемая мощность;

• световой поток (мощность видимого излучения, измеряемая в люменах);

• средний срок службы;

• световая отдача — значением светового потока, приходящегося на единицу мощности лампы (лм/Вт).

Световая отдача является экономической характеристикой работы лампы. Для ламп накаливания световая отдача составляет 7—19 лм/Вт.

Весьма ощутимую экономию электроэнергии при использовании ламп накаливания могут дать следующие мероприятия:

• применение криптоновых ламп накаливания, имеющих световую отдачу на 10% выше, чем у ламп накаливания с аргоновым наполнением;

• замена двух ламп меньшей мощности на одну несколько большей мощности. Например, использование 1 лампы мощностью 100 Вт вместо 2 ламп по 60 Вт каждая, экономит потребление энергии при той же освещённости на 12%;

• поддержание допустимого напряжения. Для нормальной работы электрических ламп необходимо, чтобы отклонение напряжения не выходило за пределы -2,5% и +5% от номинального. Световой поток ламп зависит от уровня напряжения. Так, при снижении напряжения на 1% у ламп накаливания световой поток уменьшается на 3-4%;

• периодическая замена ламп к концу срока службы (около 1000 ч). Световой поток ламп накаливания к концу срока службы снижается на 15%;

• периодическая чистка от пыли и грязи ламп, плафонов и осветительной арматуры. Лампы и люстры, которые не подвергались чистке в течение года, пропускают на 30% света меньше. На кухне с газовой плитой лампочки грязнятся намного быстрее;

• снижение уровня освещённости в подсобных помещениях, коридорах, туалетах и т. п.;

• широкое применение энергоэффективных светильников и светорегуляторов, позволяющих в широких пределах изменять уровень освещённости;

• применение реле времени для отключения светильника через определённое время и автоматических систем управления освещением.

Более совершенными источниками света являются люминесцентные лампы. Это разновидность газоразрядного источника света, в котором используется способность некоторых веществ испускать свет под действием ультрафиолетового излучения электрического разряда.

Люминесцентное излучение исходит из центров люминесценции – атомов, молекул или ионов, приходящих в возбужденное состояние под воздействием внешних причин, а затем, при переходе возбужденного центра на более низкий энергетический уровень, испускающих квант люминесцентного излучения. Вещества, в которых происходит люминесценция, называются люминофорами.

Люминесцентные лампы изготовляются в виде стеклянных трубок с двумя металлическими цоколями, наполненных парами ртути под низким давлением. Такие лампы имеет по сравнению с лампой накаливания световую отдачу выше в 4-5 раз и в 5-8 раз больший срок службы. Например, светоотдача люминесцентной лампы 20 Вт равна светоотдаче лампы накаливания 150 Вт. Реальный путь к созданию необходимого уровня освещенность при значительной экономии электроэнергии - использование люминесцентного освещения.

Приготовление пищи. Самыми энергоёмкими потребителями в домах являются электроплиты. Годовое потребление электроэнергии ими составляет 1200-1500 кВт-ч. Как же рационально пользоваться электроплитами?

Технология приготовления пищи требует включения конфорки на полную мощность только на время, необходимое для закипания. Варка пищи может происходить при меньших мощностях. То, что должно вариться долго, следует варить на маленькой конфорке, нагретой до минимума, и обязательно при закрытой крышке. Варка пищи на малых мощностях значительно сокращает расход электроэнергии, поэтому конфорки электроплит снабжают переключателями мощности. Применение 7-ступенчатых переключателей снижает затраты энергии на 5-12%, а бесступенчатых - ещё на 5-10%.

Несвоевременная смена неисправных конфорок приводит к перерасходу электроэнергии на 3-5%. При расслоении, растрескивании или вспучивании металла конфорки нарушается плотный контакт её поверхности с дном установленной посуды.

Для снижения расхода электроэнергии на приготовление пищи надо применять специальную посуду с утолщённым обточенным дном диаметром, равным или несколько большим диаметра конфорки. Для сплошных чугунных конфорок наилучшая теплопередача достигается при тесном контакте между поверхностью конфорки и дном посуды. Из-за деформации дна, наличия на нём технологических выштамповок контакт конфорки с посудой осуществляется только на части поверхности. Это удлиняет время нагрева пищи, увеличивает потребление электроэнергии и вызывает, вследствие неравномерного теплосъема, внутренние напряжения, в результате которых могут образоваться трещины и искривления на поверхности конфорки.

Пользование посудой с искривлённым дном может привести к перерасходу электроэнергии до 40-60 %. Для того чтобы посуда плотно прилегала к конфорке, следует использовать тяжелые кастрюли с утолщенным дном и плотно прилегающими крышками.

Особо следует остановиться на кипячении воды на электрической плите. Для рационального использования энергии необходимо налить воды ровно столько, сколько потребуется для данного случая. Совершенно неразумно наливать полный чайник, а впоследствии его подогревать. Одним из условий улучшения работы посуды и электрочайника является своевременное удаление накипи. Накипь обладает малой теплопроводностью, поэтому вода в посуде с накипью нагревается медленно. С точки зрения рационального расходования электрической энергии лучше кипятить воду в электрочайнике или с помощью электрокипятильника, чем греть на электроплите, поскольку КПД электрочайника и электрокипятильника составляет 90%.

Получают все большее распространение микроволновые печи. В них разогрев и приготовление продуктов происходят за счёт поглощения ими энергии электромагнитных волн. Причём продукт подогревается не с поверхности, а сразу по всей его массе. В этом заключается эффективность этих печей. При эксплуатации микроволновой печи необходимо помнить, что она боится недогрузки, когда излученная электромагнитная энергия поглощается не полностью. Поэтому в случае приготовления (подогрева) сухих продуктов, в них следует добавлять воду.

Электробытовые приборы. Холодильник является энергоемким прибором в связи с тем, что он постоянно включен в сеть. Компрессорный холодильник потребляет в год 250 - 500 кВт∙ч.

Холодильник следует ставить в самое прохладное место кухни, прихожей подальше от источников тепла. Чем ниже температура конденсатора (теплообменника), тем эффективнее он работает и реже включается. При снижении температуры теплообменника всего на 1^оС, например, с 21 до 20 градусов, холодильник начинает расходовать электроэнергии на 6% меньше. Ледяная «шуба», нарастая на испарителе, изолирует его от внутреннего объема холодильника, заставляя включаться чаще и работать каждый раз больше. Для того, чтобы избежать этого явления следует регулярно его размораживать, не допуская образования наледи толщиной более 5 мм. Чтобы влага из продуктов не намерзала на испарители, их следует хранить в коробках, банках, плотно закрытых крышками, или завернутыми в фольгу.

В полностью заполненном холодильнике, благодаря большой теплоемкости находящихся в нем продуктов, сохраняется более ровная температура, и реже включается морозильный агрегат.

Из стиральных машин наиболее экономичными с точки зрения потребления электроэнергии считаются автоматические машины, включение и выключение которых производиться строго по программе. Они рассчитаны на единовременную загрузку определенной массы сухого белья. Перегружать машину не следует: ее электродвигатель будет перегружен, а белье плохо отстирается. И наоборот, не следует думать, что, загрузив бак машины лишь наполовину, можно добиться экономии энергии и повысить качество стирки. Половина мощности машины уйдет на то, чтобы вхолостую перегонять воду в баке, а белье чище все равно не станет.