10713

даровую энергию. Ведь для «выработки» тепла, электрической, механической или какой– либо иной энергии требуются огромные затраты человеческого труда. Солнце же буквально расточает свое тепло, заливает Землю колоссальным количеством своего излучения. Достаточно вспомнить, что коэффициент полезного действия утилизации солнечной энергии в растительном мире фактически составляет 1-2%. Известны лишь отдельные виды растений, в роде водоросли хлореллы, обладающие большим коэффициентом полезного действия. Поглощая энергию солнечных лучей, брошенное в землю семя через много лет вырастает в мощное дерево. Сжигая его, мы получаем в 100 раз меньше того количества энергии, которое дерево получило от Солнца в процессе своего роста. Из всего этого вытекает неизбежная необходимость исправить несовершенство самой природы и заставить Солнце значительно лучше служить человеку.

Количество тепловой энергии, высвобожденной при сжигании всех разведенных мировых запасов ископаемого топлива, оценивается в 7*1018 больших калорий. Тепловую энергия, которую мы смогли бы извлечь из всех известных нам запасов ядерного горючего, с эффективностью преобразования существующей на сегодняшний день, оценивается в 144*1018 больших калорий. Между тем Солнце ежегодно посылает на земную поверхность 1000*1018 больших калорий. Они чрезвычайно ярко свидетельствует о совершенно исключительных возможностях солнца, и поражают воображение даже человека, искушенного в технике.

Лишь создание мощных и рентабельных солнечных преобразователей энергии даст возможность освободить колоссальное количество рабочих, занятых на добыче топлива и доставке его к месту потребления, и направить их в различные области промышленности и сельского хозяйства.

В настоящее время потребление энергии в мире составляет примерно 9 млрд.т.н.э./год с ежегодным приростом около 2%, причем 90% приходится на минерально-ископаемое топливо, из них около 40% - нефть, 27% - уголь, 23% - природный газ, остальные 10% - на АЭС, ГЭС, новые источники энергии.

Прогнозные запасы энергоресурсов мира составляют более 7 трлн.т.н.э., в том числе нефть 450 млрд.т., природный газ – 3*10 13м3, уголь

– 5 трлн.т. По данным различных источников, запасов нефти хватит на 40– 50 лет, природного газа – на 50–60, а угля – на более чем 150–200 лет.

Мы видим, таким образом, что потребление энергии во всем мире непрерывно растет, а ресурсы органического топлива ограничены, они подходят к концу.

Известно, что Кыргызстан по гидроресурсам занимает 2-ое место в Центральной Азии, и в основном гидроэнергетика покрывает нужды республики в электроэнергии.

260

Из-за снижения уровня воды в Токтогульском водохранилище, а также в результате тяжелой холодной зимы 2017-2018 года, республика переживает энергетический кризис. Несмотря на огромный потенциал водных ресурсов Кыргызстана, в последние 2 года республика имеет дефицит электроэнергии, который продолжает возрастать. Почти все продукты нефтепереработки и природный газ импортируются из-за рубежа.

Наряду с этим республика обладает большим потенциалом ВИЭ: энергией Солнца, ветра, сырьем для биогаза. Специалисты уверяют, что это – большой природный подарок, который нельзя не использовать. Благодаря географическому положению страны (продолжительность солнечного сияния – 3000 час/год, радиационный баланс – до 2700 МДж/м2) солнечная энергия может широко использоваться для производства тепла и электроэнергии. В то же время устройства малой мощности на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в быту применяются редко, хотя они и разрабатываются в различных научных проектных и промышленных организациях.

В настоящее время правительство решает энергетическую проблему путем строительства крупных ГЭС, но не развития ВИЭ – технологий.

На наш взгляд, использование ВИЭ и ВИЭ– технологий – актуальнейшее направление для энергетики Кыргызстана. Применение ВИЭ– технологий для полива земель, сушки сельхозпродуктов, биогазификации сельских районов, в быту – для получения горячей воды и для отопления помещений существенно снизит расход электроэнергии и природного газа. Многие отдаленные и труднодоступные сельские поселки не обеспечены электроэнергией и качественной питьевой водой. Из-за отдаленности и относительной малочисленности поселков снабжение их электрической энергией в ближайшее время не планируется, поскольку прокладка линий электропередач экономически не оправдана. Уровень жизни в этих местах продолжает оставаться очень низким, усиливается социальная напряженность, население мигрирует в города.

Существуют официальные постановления правительства о том, что газовые тарифы в ближайшие годы достигнут паритетного с европейским уровня, т. е. будут ниже лишь на размер экспортной пошлины и транспортных затрат, достигнув уровня в 240 дол. США за тыс. м3, что в три раза превышает существующий средний по стране уровень. Сходных темпов следует ожидать и по отношению к тарифам на электричество.

В условиях энергодефицита возрастут как официальные, так и реальные затраты на подключение к газовым и электросетям. Некоторые альтернативные варианты энергоснабжения сопоставимы по уровню капитальных затрат с технологическим присоединением к сетям.

При современном уровне тарифов сроки окупаемости затрат на внедрение энергосберегающих решений пока велики и составляют около

261

20 лет. Но надо учитывать, что цены на энергоносители постоянно растут и тарифы даже для населения неуклонно поднимаются.

Выводы

ВКыргызстане при современных ценах на энергоносители использование ВИЭ требует серьезной государственной поддержки. В настоящее время локальные гелио- и ветроустановки могут успешно конкурировать с дизельными из-за высокой цены на дизельное топливо, обусловленной транспортными затратами. Однако гелиоустановки в республике пока не получили широкого развития, хотя период солнечной радиации в 1,5 и более раз превосходит уровень европейских стран.

Вотношении использования ВИЭ и новых технологий Кыргызстан отстает от других стран региона. На наш взгляд, создание международной сети промышленности, исследований и политики в области ВИЭ – давно назревший вопрос.

Встранах запада даже при высоких ценах на энергию строительство электростанций на ВИЭ субсидируется из госбюджета. Основные цели: накопление опыта по новым технологиям, обеспечивающим энергетическую безопасность страны, снижение экологического давления энергетики.

Однако разработка и широкомасштабный выпуск гелиоустановок возможны только при финансовой поддержке государства, так как это требует крупных капитальных вложений. Именно поэтому широкое применение гелиоустановок на практике невозможно из-за их чрезмерно высокой стоимости. В настоящее время перед специалистами в данной области остро стоит проблема снижения стоимости местных коллекторов, чтобы не только страна могла финансировать масштабные проекты, но и каждый житель смог бы стать собственником гелиоэнергетической установки.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Соминский М.С. Солнечная электроэнергия, Ленинград.1965 г.

2.Н.В. Харченко Индивидуальные солнечные установки М. Энергоатомиздат 1991 г.

3.Р.Р. Авезов, А.Ю. Орлов. Солнечные системы отопления и горячего водоснабжения Ташкент: Фан 1988 г.

4.ABSTRACTS. Cehtral Asian-European Solar Energy Conference, Tashkent. 2003.

262

КОРЯГИН М.В., канд. техн. наук, доцент кафедры теплогазоснабжения; АРТАМОНОВА А.В., магистрант

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет», г. Нижний Новгород, Россия, alin-

ka.art@mail.ru

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ В СИСТЕМАХ ТЕПЛООБЕСЕПЧЕНИЯ ЧИСТЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Чистое помещение — это помещение, в котором поддающаяся учёту концентрация механических частиц определённого размера и, при необходимости, количество жизнеспособных микроорганизмов, взвешенных в воздухе, поддерживается в заданных пределах.

Необходимость применения чистых помещений продиктована тем, что персонал, технологическое оборудование и строительные конструкции в помещениях являются генераторами загрязнений, выделяя миллионы частиц. Чистая комната, созданная в соответствии с международными стандартами, позволяет контролировать распространение частиц и обеспечивает условия для производства продукции в чистой среде.

Хорошо продуманное и построенное чистое помещение имеет запас по чистоте. Существующая практика аттестации и эксплуатации чистых помещений этот запас не учитывает, что приводит к перерасходу тепловой энергии.

Существуют методы повышения энергоэффективности систем теплообеспечения чистых помещений. Системы теплообеспечения зданий в основном включают системы вентиляции и могут включать систему отопления или охлаждения в зависимости от назначения помещений.

Рисунок 1 - Операционная комната в больнице

Особое внимание следует уделить снижению кратности воздухообмена. Потребление энергии растет быстро с увеличением требований к чистоте. Необходимая мощность для чистых помещений может на порядки

263

превышать потребности неклассифицированных помещений, в зависимости от класса чистоты.

Общие и специальные методы энергосбережения представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Общие и специальные методы энергосбережения

–исключение необоснованно жестких (узких) допустимых диаметров воздуховодов;

–уход от задания чрезмерных кратностей воздухообмена и времени восстановления; -применение систем с регулируемым

переменным расходом воздуха; -снижения аэродинамического сопротивления систем, применения воздуховодов круглого сечения и более высокого класса плотности; -удаление избытков теплоты от обо-

рудования преимущественно локальными системами, а не средствами вентиляции

264

Системы вентиляции и кондиционирования воздуха должны иметь автоматическое регулирование температуры и влажности, блокировку, дистанционное управление, сигнализацию.

Максимальное использовать рециркуляцию ввиду больших объемов подаваемого воздуха и затрат на его подготовку по микроклиматическим параметрам и чистоте.

Впомещениях с жесткими и средними уровнями чистоты используется рециркуляционный воздух, в связи с этим, значительная часть приточного воздуха не обрабатывается кондиционерами. Требуемый отвод явного тепла осуществляется в смесительно-распределительных камерах, где часть общего потока охлаждается в поверхностных теплообменниках и затем возвращается в общий поток к рециркуляционным вентиляторам. Температура воздуха на входе в чистые комнаты с жестким режимом может быть лишь на несколько градусов ниже, чем температура удаляемого воздуха, ввиду большого объема притока. Такой перепад температур позволяет использовать потолочную установку HEPA и ULPA фильтров с подачей воздуха сверху вниз. В таком случае не нарушаются требования к комфорту для работников.

Впомещениях с умеренным режимом чистоты требования к воздухораспределению в помещении в некоторых случаях такие же, как в обычных охлаждаемых помещениях. Перепад температур приточного и удаляемого воздуха обычно составляет 8–11 ° С. В этих случаях используются стандартные потолочные воздухораспределители или иные средства, предохраняющие от неприятного дутья и обеспечивающие комфортные условия в помещении.

Воздуховоды за пределами чистых помещений должны быть выполнены из стойких к коррозии и не отслаивающихся материалов. Самым распространенным материалом для воздуховодов является сталь горячего цинкования. Толщина цинкового покрытия должна составлять более 40 мкм.

Отопительные радиационные бетонные панели в качестве нагревательных приборов могут применяться в следующих помещениях: операционных, предоперационных, реанимационных залах, наркозных, родовых. Обычно в чистых помещениях используется воздушное отопление.

Системы теплоснабжения оборудуются автоматизированными тепловыми пунктами, обеспечивая пофасадное регулирование отпуска тепла при соответствующем техникоэкономическом обосновании.

Доля явного теплоизбытка в тепловой нагрузке чистых комнат обычно превышает 95 %. Как правило, требуется круглогодичное охлаждение, так как в помещение поступает тепло, выделяемое технологическим оборудованием и электродвигателями циркуляционных вентиляторов. Небольшая доля скрытых тепловыделений создается за счет присутствия персонала. Для каждой чистой комнаты разрабатывается уникаль-

265

ный проект, поэтому все факторы, влияющие на тепловую нагрузку, должны быть тщательно проанализированы и учтены.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.ГОСТ Р 56640-2015. Чистые помещения. Проектирование и монтаж. Общие требования. М:/ Стандартинформ, 2016. – 19 с.

2.СП 60.13330.2012. Свод правил. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003 М.:/ Минрегион России, 2012. – 62 с.

3.СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий. М:/ ГУП ЦПП

Госстроя России, 2012. - 84 с.

4.Уайт В. Технология чистых помещений. Основы проектирования, испытаний и эксплуатации. / Вильям Уайт. М:/ Клинрум, 2002. – 304 с.

5.Федотов, А. Е. Чистые помещения. / А. Е. Федотов. -Изд. 2-е перераб. и доп. М:/АСИНКОМ, 2003. - 576 с.

КОРЯГИН М.В., доцент, канд. техн. наук; НАУМОВА М.М., магистрант

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет», г. Нижний Новгород, Россия

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С ВЕДЕНИЕМ ПРИБОРНОГО УЧЕТА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

Закон «Об энергосбережении» [1] устанавливает обязательность приборного учета потребления энергоресурсов внутри квартир. Однако приборный учет потребления тепла обязателен только для нового строительства. Связано это с тем, что вертикальная разводка большинства систем отопления не позволяет использовать один теплосчетчик. Для простой однокомнатной квартиры требуется минимум два тепловых распределителя.

Однако учет тепловой энергии для квартир - вещь необходимая. Многочисленные конфликты, возникающие при резком снижении или увеличении температуры наружного воздуха, тому подтверждение. Население активно жалуется на "недотоп" отопления при похолодании и на "перетоп" при потеплении. Сам же собственник регулировать потребление теплоты не может, так как наиболее частый метод регулирования подачи теплоты централизованное качественное. Иногда регуляторы установлены, но нет смысла им пользоваться так как при отсутствии приборов учета все затра-

266

ты по дому делятся на всех его жильцов независимо от положения регулятора на отопительном приборе. Таким образом, не имея фактических данных о потреблении энергоресурсов, собственник никогда не докажет, что у него в квартире отопление выключено или отрегулировано до комфортного значения, и в итоге будет платить за соседей.

Федеральный закон РФ «Об энергосбережении» [1] предписывает обязательное наличие узлов коммерческого учета энергоносителей у всех потребителей тепла. Архитектура построения приборных средств системы коммерческого учета тепловой энергии определяется, с одной стороны, организационной, правовой, экономической и технической моделью, действующей в муниципальном образовании системы теплоснабжения, а с другой стороны, существующими сегодня в сфере теплоснабжения экономическими условиями. В соответствии с «Правилами…» узел учета тепловой энергии и параметров теплоносителя оборудуется на тепловом пункте, принадлежащем потребителю, в месте, максимально приближенном к границам балансовой принадлежности (головным задвижкам). В частном случае, если муниципальное образование обеспечивается тепловой энергией от централизованной системы теплоснабжения, то целесообразно установить приборы учета в ЦТП, через которые городские (муниципальные) тепловые сети соединяются с тепловой магистралью и которые одновременно являются границей раздела балансовой принадлежности. Часть тепловой энергии в системе теплоснабжения поставляется котельными, присоединенными к разводящим тепловым сетям через тепловые камеры (ТК).

В соответствии с «Правилами…» котельные должны быть оборудованы на выводах приборами учета. Установка прибора учета (Рисунок 1) в ТК целесообразна только в случае, если котельная работает на несколько несвязанных между собой участков разводящих сетей и значительно от них удалена. Это позволит оценить количество тепловой энергии, получаемой от котельной каждым из участков сетей, и определить общее количество тепловой энергии в них, а, следовательно, и потери.

Помимо теплосчетчиков в системах теплоснабжения при потреблении горячей воды должны быть установлены приборы учета - водосчетчики. Механические водосчетчики стали для многих россиян привычным аксессуаром в ванных и туалетах. И большинство привыкло ежемесячно сдавать показания в управляющую организацию. Но современные условия и требования к доступности информации меняют и отношение к этим приборам. Наряду с очевидными достоинствами - простотой и дешевизной, - механические счетчики обладают рядом существенных недостатков.

Во-первых, на них влияет качество воды. Уже после года эксплуатации механика счетчиков часто приходит в негодность, делая бессмысленной поверку приборов после истечения межповерочного интервала. Их приходится менять, что приводит к дополнительным расходам.

267

Во-вторых, они слабо защищены от фальсификаций. Их показания исказить весьма просто - используя сильные магниты или остановив «вертушку» механически путем введения проволоки через фильтр. Придумано множество различных способов обмана механических приборов учета.

И в-третьих, механические счетчики слабо пригодны для автоматического считывания показаний. Ввод в действие ГИС ЖКХ предполагает доступность информации о потреблении энергоресурсов для всех собственников. Причем информация должна поступать оперативная и достоверная. Таким образом, основные достоинства механических водосчетчиков (автономность, простота и дешевизна) отходят на второй план. Не в последнюю очередь это связано и с тем, что приборы, основанные на других физических принципах (в первую очередь ультразвуковые расходомеры), приобрели достоинства механических водосчетчиков - они способны работать автономно, их конструкция существенно упростилась, стоимость стала намного доступнее. А недостатки механических водосчетчиков никуда не исчезли.

Рисунок 1 - Принципиальная схема узла учета тепловой энергии (УУТЭ)

Исходя из нарастающей потребности рынка в более технологичных приборах для квартирного учета ресурсов, Группа компаний «Взлет» в 2016 г. начала выпуск квартирных счетчиков собственной разработки для холодной воды, горячей воды и тепловой энергии на базе ультразвукового

268

измерительного канала. Приборы полностью электронные, без механически подвижных частей, что делает их не только более надежными в плане эксплуатации, но и более защищенными от возможных махинаций со стороны недобросовестных абонентов. Кроме того, такие приборы не требуют обязательной установки фильтра. При этом счетчики уже с завода готовы к передаче данных по различным каналам: по кабельному соединению, радиоканалу или посредством сотовой связи.

Все эти возможности появляются при установке энергонезависимого квартирного теплосчетчика-регистратора «Взлет ТСР-К» и ультразвуковых расходомеров-счетчиков «Взлет МР» исполнения «УРСВ-011» для холодной и горячей воды. Рассмотрим основные характеристики квартирных расходомеров-счетчиков.

Квартирный ультразвуковой расходомерсчетчик «Взлет МР» исполнение «УРСВ-011» (Рисунок 2) предназначен для измерения среднего объемного расхода и объема холодной и горячей воды в сфере ЖКХ и ИЖС для домового и квартирного учета. Он обладает целым рядом преимуществ: питание осуществляется от литиевой батареи, с запасом обеспечивающей бесперебойную работу расходомера на срок эксплуатации прибора, не требуется настройка на объекте и установка фильтра. Расходомер имеет степень защиты IP54. Для монтажа предусмотрено стандартное резьбовое присоединение в трубопровод. Расходомер выпускается с номинальными диаметрами DN 15, 20, 25. Относительная погрешность измерения расхода соответствует классу B по OIML R49 (согласно рекомендациям МОЗМ). Вывод измерительной информации возможен на графический жидкокристаллический индикатор, по беспроводному интерфейсу Wireless M-Bus или последовательному интерфейсу RS-485.

Рисунок 2 - Расходомер-счетчик ультразвуковой «Взлет МР» исполнение «УРСВ-011»

Квартирный ультразвуковой теплосчетчик-регистратор «Взлет ТСР- К» (Рисунок 3) предназначен для коммерческого учета тепла в квартирах, коттеджах, офисах и других зданиях с закрытой системой теплоснабжения. Он определяет потребленное тепло на основании измерения расхода теплоносителя в прямом или обратном трубопроводах и температур на прямом и обратном трубопроводе. Встроенный жидкокристаллический индикатор отображает текущую измерительную и архивную информацию, а также зафиксированные нештатные состояния теплосистемы. Перед вво-

269