Охрана труда и основы энергосбережения

мостатической головкой. Внутри нее расположен так назы­ ваемый сильфон, заполненный специальным газом, изме­ няющим свой объем в зависимости от температуры воздуха около термостатической головки.

Выбор желаемой температуры производится поворотом головки в определенную позицию.

Термостаты позволяют задать оптимальный тепловой ре­ жим в помещениях, например, в детской — теплее, а в комнатах, которые долгое время не используются, можно установить минимальную температуру, не расходуя лиш­ нее тепло. Уезжая на длительное время, также можно умень­ шить температуру во всех помещениях, причем термостат не позволит температуре опустится до того значения, ко­ гда из-за сконденсировавшейся влаги могут быть повреж­ дены мебель и оборудование.

Термостаты используют так называемое «бесплатное» тепло —тепло., выделяемое людьми, оборудованием и бы­ товой техникой, солнцем. Это тепло —источник дополни­ тельной экономии средств, и, кроме того, применение термостата избавит от необходимости открывать зимой фор­ точки для уменьшения температуры в помещениях, где слиш­ ком тепло, что значительно уменьшает риск простуды.

8.4. Учет холодной и горячей воды, учет газа

Одним из наиболее распространенных и применяе­ мых средств сбережения энергоресурсов, является исполь­ зование счетчиков воды и тепла. Не имея счетчика, нельзя судить, насколько эффективны мероприятия по сниже­ нию энергопотребления. Сам по себе счетчик не снижает потребление, однако создает стимул к сбережению энер­ гии. За счет установки счетчика, а также правильных рас­ четов с поставщиком энергии снижается сумма оплаты за тепловую энергию на 20—30%.

В настоящее время получили распространение приборы для учета расхода жидкости, газа и теплоты. Физическая потребность в воде, по современной рациональной нор­ ме, составляет для одного человека 5 л в сутки. С учетом санитарных и хозяйственных нужд: 100—120 л. У нас же «рациональность» возросла до 300 л (120 л горячей и 180 л

130

холодной воды на каждого жителя в сутки). На первый взгляд, вроде бы неплохо: чем больше потребляется воды (и мыла), тем культурнее выглядит народ. Оно бы и так, — если бы третья часть бесценного ресурса не уходила в никуда: из-за неисправности водопроводных сетей и во­ доразборных кранов. Для учета расхода воды применяют крыльчатые и турбинные водосчетчики, которые со вре­ менем окупаются, так как расход воды, согласно показа­ ниям счетчика, значительно снижается. Самые простые спо­ собы водосбережения —это мытье посуды в наполненной раковине, а не в проточной воде, прием душа вместо ванной: экономия 40% воды; своевременный ремонт кранов.

Для учета расхода газа применяются бытовые счетчики ротационного типа РЛ-2,5, РЛ-4, РЛ-6, которые обеспе­ чивают надежную работу при пульсирующих давлениях газа.

В жилых и общественных зданиях температура поверх­ ности отопительных приборов (в соответствии с требова­ ниями санитарно-гигиенических норм) не должна превы­ шать 95, а температура воды в кранах горячего водоснаб­ жения должна быть не ниже 50—60 и не выше 70 °С. По­ этому эффективный учет тепла возможен с помощью теп­ лосчетчиков. Среди теплосчетчиков известен “Струмень ТС400”, работа которого основана на электромагнитном принципе без механических устройств. Они используются в системах отопления и горячего водоснабжения. В комплект входят расходомер, термосопротивления и процессор. Диапазон измерения температур теплоносителя 5—180 °С, диапазон измерения расхода теплоносителя 0,2—120 м3/ч, диаметр условного прохода трубы 20—80 мм.

8.5. Повышение эффективности систем отопления

Особенностью существующих систем отопления яв­ ляется то, что они рассчитаны на постоянный расход теп­ лоносителя. Регулирование поступления теплоносителя в нагревательные приборы потребителями может привести к нарушению гидравлического режима системы отопления. Поэтому, прежде чем установить индивидуальные средст­ ва регулирования (автоматические или ручные) в зданиях

131

(у жильцов), необходимо провести изменения схемы теп­ лового узла.

Рассмотрим пример такой системы отопления (рис. 8.5.1). На тепловом узле должны быть установлены: запорная арматура (краны, задвижки); фильтры механической очистки, автоматические регуляторы температуры воды, подаваемой на каждый фасад здания. Они работают в за­ висимости от температуры наружного и внутреннего воздуха (для этого система должна быть разделена на две половины: южную и северную); циркуляционный насос; регулятор расхода (давления). Трубы, задвижки и другие

элементы должны быть изолированы.

В здании на радиаторах устанавливаются: индивидуаль­ ные средства регулирования (ручные либо термостатиче­ ские вентили); счетчики-распределители тепла, предназна­ ченные для оценки индивидуального энергопотребления.

Мероприятия по совершенствованию систем отопления представлены в таблице 8.5.1. Из таблицы видно, что наи­ более эффективными являются автоматизация теплового узла и установка ручных регуляторов на каждом отопи­ тельном приборе, чем обеспечивается наименьший срок окупаемости затрат.

Для обеспечения надежной работы все системы долж­ ны проектироваться индивидуально, с предварительным энергетическим обследованием.

Рис. 8.5.1 . Схема усовершенствованной системы отопления:

1 — запорные задвижки, 2 — регулятор давления. 3 — трехходовой клапан, 4 — блок управления, 5 — датчики температуры

132

В последнее время получили распространение электрон­ ные системы регулирования. Одним из удобных, наиболее гибких по своим функциям устройств, является семейство регуляторов ДИТ—541 и ДИТ—520. Эти устройства выпол­ нены на основе однокристальных микроЭВМ. Они имеют программируемый календарь с возможностью учета вы­ ходных и праздничных дней и гибкое программирование режимов работы. Изменяя степень закрытия клапана, уст­ ройство регулирует температуру подаваемого в здание теплоносителя. Постоянство объема циркуляции теплоно­ сителя достигается наличием циркуляционного насоса. Управляется и программируется устройство с помощью инфракрасного пульта ручного управления. Датчики тем­ пературы, выполняемые на основе микросхем, позволяют вести опрос любого количества датчиков по трехпровод­ ной линии. С помощью стандартного интерфейса RS 485 можно объединить устройства в сеть и программировать их работу с центральной ЭВМ.

Учитывая, что значительная часть отопительного сезо­ на в Республике Беларусь имеет положительную темпера­ туру наружного воздуха, можно утверждать, что автома­ тическое регулирование расхода теплоносителя позволяет сэкономить не менее 15% тепловой энергии за отопитель­ ный сезон. Для зданий, которые потребляют за отопитель­ ный сезон 1000 и более Гкал тепловой энергии, при ны­ нешней стоимости энергоресурсов окупаемость програм­ мируемых устройств автоматического управления тепло­ снабжением составляет 2—3 месяца отопительного сезона.

133

8.6. Автономные энергоустановки

В последнее время широко применяются газовые ото­ пительные приборы для квартир, особняков, офисов, ма­ газинов, мастерских, коммунальных сооружений. Прибо­ ры монтируются на стену и подключаются к дымоходу, благодаря чему производится нагрев воды и отопления зданий. Преимущества таких приборов —энергоэкономич­ ность, рентабельность, равномерное отопление, чистота и удобство в эксплуатации, простота в обращении.

Постоянная температура отопительной воды обеспечи­ вается термостатом. Эффективная циркуляция и давление воды с помощью насоса дают возможность применять трубы небольшого диаметра. Тепловая энергия сожженного на горелке газа передается воде, циркулирующей от насоса через теплообменник и радиаторы, подключенные к нему,

азатем передается воздуху в помещение.

Впоследние годы в Республике Беларусь различными фирмами производится большое количество энергоэконо­ мичных газогенераторных установок, котлоагрегатов, ко­ торые предназначены для теплоснабжения зданий и со­ оружений, получения горячей воды и пара в различных технологических процессах и для бытовых нужд. Основным топливом для них служат отходы деревообработки, мелочь торфяных брикетов, щепа, кора, лигнин и другие твердые горючие материалы. Их преимущество: высокий КПД, низкая стоимость, простота конструкций и обслуживания,

атакже возможность использования дешевых местных ви­ дов топлива и отходов промышленности.

Взакрытом акционерном обществе (ЗАО)”Амкодор” (Республика Беларусь) производят эффективные системы отопления, основанные на отоплении мягким инфракрас­ ным излучением, которое, в отличие от конвективного способа обогрева, позволяет снизить на 90% потребление энергоресурсов. Работа систем основана на принципе пре­ образования теплоты сгорания газа в тепловые лучи без промежуточных теплоносителей (вода, пар). Источниками инфракрасного излучения служат специальные теплоиз­ лучающие трубы, внутри которых циркулируют высоко­ температурные газы низкого давления.

Для обогрева садовых домиков и хозяйственных поме­ щений, бытовок, мастерских, складов, теплиц, передвиж­

134

ных торговых точек, приготовления пищи может приме­ няться «чудо—печь». Тепловая мощность 1,8 кВт позволяет нагреть помещение объемом 50 м3 от 0 до +15 °С за 1,5—2 часа. Конструкция прибора позволяет ставить его в любое место без дополнительной теплоизоляции. В качестве топлива ис­ пользуется дизельное топливо или керосин. «Чудо—печь» экологичееки безопасна, не дает копоти, запаха и дыма, так как 95% продуктов горения остается на каталитиче­ ский сетке и поэтому не требуется вытяжной трубы. Про­ изводится в России по немецкой технологии.

8.7. Тепловые потери в зданиях

исооружениях

Вхолодное время года обязательно отапливаются комнаты, в которых люди живут и работают. Чем холоднее погода, тем больше приходится топить, потому что при похолодании увеличиваются теплопотери через стены, окна

ивсе наружные ограждающие конструкции. Тепло может передаваться разными способами: теплопроводностью, конвекцией, излучением.

Вчистом виде теплопровод­

135

Рис. 8.7.3. Теплообмен излучением между отопительным прибором и человеком

внутренней поверхности конструкции или отдается поверх­ ностью стены наружу, тем меньше сопротивление тепло­ обмену и хуже теплозащита.

Теплопотери через отдельные наружные элементы дома различены и во многом зависят от теплоизоляционных ка­ честв отдельных конструкций, а также их размеров.

Наибольшая площадь наружных ограждений приходит­ ся на наружные стены (рис. 8.7.5). Поэтому их теплозащит­ ные качества во многом определяют условия внутреннего микроклимата помещения. Чем выше сопротивление сте­ ны теплопередаче, тем меньший поток тепла через нее проходит и тем меньше теплопотери. В зависимости от кон­ струкции стен дома через них теряется до 35— 5%.

Передача тепла через стены осуществляется главным образом вследствие теплопроводности. Количество теп­ ла, проходящего через стену, зависит от коэффициента теплопередачи материала к. Чем он выше, тем больше теплоты проходит через материал и тем хуже его тепло­ защита (рис. 8.7.4). Различные строительные материалы имеют разные коэффициенты теплопередачи. На них влияют различные факторы, в частности, плотность и влажность материала.

137

138

Рис. 8.7.5. Площади различных элементов наружных ограждений и теплопотери

Плотный материал имеет больший коэффициент тепло­ передачи по сравнению с пористым материалом. Увеличе­ ние плотности способствует повышению к. Уменьшение плот­ ности приводит к снижению к. Это объясняется тем, что поры строительного материала заполнены воздухом, имеющим низ­ кий коэффициент теплопередачи. Чем больше пор в мате­ риале, тем меньше его плотность и теплопроводность. На­ пример, у железобетона плотностью 2500 кг/м3 коэф ­ фициент теплопередачи к =2,04 Вт/(м2 К), у кладки из обыкновенного глиняного кирпича плотностью 1800 кг/м3 — к = 0,81 Вт/(м2-К), у фанеры плотностью 600 кг/м3 —к = = 0,18 Вт/(м2-К), у плит из полистирольного пенопласта плотностью 100 кг/м3 —к = 0,05 Вт/(м2-К).

Коэффициент теплопередачи к —единица, которая обо­ значает прохождение теплового потока мощностью 1 Вт сквозь элемент строительной конструкции площадью 1 м2 при разнице температур наружного воздуха и внутреннего в 1 Кельвин Вт/(м2 К).

Сопротивление теплопередаче RQ —величина, обратная коэффициенту теплопередачи.

Влажность способствует повышению теплопроводности: сырой материал имеет больший коэффициент теплопере­ дачи и обладает худшими теплозащитными характеристи­ ками по сравнению с сухим. Это вызвано тем, что при увлажнении материала его поры заполняются водой, имею­ щей высокий коэффициент теплопередачи (приблизитель­ но в 20 раз больший, чем воздух). Чем больше влаги впи­

139