От И.Т. Ответить на сообщение
К И.Т. Ответить по почте
Дата 05.01.2011 22:03:56 Найти в дереве
Рубрики Прочее; Версия для печати

Децентрализованное отопление в Канаде

Царь Холод ...

Уважаемый Сергей Кара Мурза

Поводом для написания вам письма послужила вышеозначеная ваша работа.
Мой девиз посвещать проблеме 20% усилий а 80 % ее решению.
Вы прекрасно светили проблему деградации централизованного теплоснабжения.
Мои родственики из Новой Каховки Херс. обл. уже перешли на автономное газовое отопление что оказалось дешевле центрального.
Никто и не подумывает о возврате. Децентрализованное отопление однако пока подрывает еффективность ТЭЦ т.е. приводит к перерасходе горючего. Дилема наталкивает на мысль децентрализованной добычи тепла и электричества (а не только тепла), a также на изыскание способов утилизации тепла на ТЭЦ. (см. Enviromission Solar Tower)


Я же коснусь некоторых аспектов решения.
Я живу , в Канаде с 1996 и хорошо знаком с децентрализированным (индивидуальным) отоплением на основе природного газа.
Подогрев воды на бытовые нужды осуществляется теплоизолированныйм газовым бойлером.. Стали применяться и безбойлерные системы с непосредственным подогревом по запросу. Как ни усовершенствована теплоизоляция бойлера - избежать потерь удается только за счет подогрева воды по запросу без сохранения запаса горячей воды.

Что касается отопления помещений - господствует "Furnace" с подогревом воздуха и его прокачкой вентилятором во воздуховодам.
Такие системы позволяют подключить к тем же воздуховодам увлажнители воздуха и кондиционеры.

Остановлюсь коротко на двух радикальных идеах набирающих популярность:

1. Децентрализованное (т.е. в каждом дому) производство тепла и электроэнергии.
Называют это co-generation т.е. сопутствушее производство тепла и электричества.
Наиболее развито это направление в Японии где экспериментальный район в 25 тысяч домов оборудован индивидуальными установками электродобычи регулируемые тепловым запросом. Т.е. как всегда тепло и электричество производятся совместно но задача перевернута - побочным продуктом является электроенергия которую продать сети и передавать на растояние значително легче тепловой энергии. Типичная установка по габаритам сравнима с классической и для типичного дома при полной тепловой нагрузке производит 1.2 кВт электроэнергии. Диспетчеры сети в этом райноне облюбовали эту затею так как люди возвращаясь с работы поднимают температуру в своих домах...генерируя при этом дополнительную электроэнергую как раз на время вечернего пика потребления. Заметъте что цель достигнутая централным отоплением в его советском понимании (утилизация побочной тепловой энергии) достигнута здесь без транспортировки тепла на расстояние т.е. значительно более дешевым образом.
Для преобразования тепловой энергии в электрическую применяются либо двигатели внутренного сгорания (Япония, США) либо двигатели Стирлинга (Австралия) либо термо пары (не обычные а с каскадным поглощением разных длин волн). Все три достигают примерно 30% кпд. КПД однако в контексте этих систем несуществен ибо "побочная' электроэнергия не выбрасывается а работают эти системы на отопление т.е. высокая ефективность привела бы к слишко низком тепловыделении.

2. Использование в отопительных целях тепловой энергии солнца.
В Калгари построен эксперименталный микрорайон на 200 фамилных домов с индивидуалными теплопоглощающими солнечными батареями с коммуналным накоплением тепловой энергии. Солнечные батареи (с вакуумированными трубками) подсоедины теплоизолариванными трубами к централяному 'теплоаккумулятору.
Последний основан на надземном бойлере со сдвоенными стенками с термоизоляцией (для суточных вариаций) и подземного - на основе материалов с большой теплоемкости (для сезонных вариаций). На настоящий момент система за лето нагревает подземный теплоаккумулятор до 85 градусов Цельсия что позволяет удолетворить потребности в тепле примерно на 90%. Остальные 10% пока поступают от газовых горелок домов. Примерная стоимость сооружений в пересчете на один дом примерно 25 тыс.
Это несомнено дорого. Я плачу примерно C$1500 в год на газ - т.е. период выплаты вложений при нынешных ценах на газ - чуть ли не 20 лет. Следует однако учитывать перспективы удорожания энергоносителей а также потенциальное удешевление сооружений по мере нарастания объема прозводства и совершенствования технологии.

В Канаде считается что примерно 30% бытового потребления газа идет на подогрев воды.
Автономные теплопоглощающие солнечные батареи на крыше типичного дома в состояние полностью обеспечить бытовую воду на 100% и на тепло на 60% (без сезонного накопления что значительно дешевле). Это та "птичка в руках". Примерная стоимость примерно 8 тыс. Есть дополнителные преимущества таких систем так как снижаются затраты на охлажение летом (часть тепла идет на нагрев воды) а также открываются возможности утилизации тепловой энергии на электродобычу.

Особенно привлекательны системы с комбинированным (солнце+газ) отоплением где двигатели Стирлинга или термопары работают от температурной разности суммарного теплоисточника относительно более холодного теплобменника отоплению воздуха или воды.

Преобретают популярность и системы отопления на термонасосах (thermo-pump). Суть в теплопереносе из подземного теплообменника (где температура и зимой +14 градуса). Считается возможным снизить потребление газа 2-3 раза. при этом некоторые системы работают от температурной разности не требуя электричества.

Если смотреть реалисточно - перспективы восстановления и поддержания "советской' системы отопления весьма мрачны.
Спасение следует искать скорее в направлении децентрализованных систем тепло и электро добычи в сочетании с более совершенным извлечением и накоплением солнечной энергии. В этом направлении следует сфокусировать научно исследовательский потенциал ВПК так как выживание зимой - задача первостепенной государственной важности.

Что касается электроэнергетики - следует сфокусироваться на локальной утилизации тепла (без теплопередач на большие расстояния например через дополнение теплопоглощающим производством) а также на дополнение тепловых источников - солнечными полями. Некоторые компании к Калифорнии и в Израиле добывают электроэнергию комбинированным способом т.е сочетанием котлов (ночью) и солнечных полей (днем).
В этой связи следует обратить внимание проэктам Solar Tower Автстралийской Enviromission, где солнечная энергия накопленная днем позволяет добывать электроэнерию и после захода солнца.

Стали появлятся сообщения об облицовочных материаллах со значительной теплоемкости на основе парафинов с переменой фазового состояния т.е. втечнением и затвердеванием. Считается что облицовка дома плитами таких материалов может снизить потери тепла в 2- 3 раза.

В заключение хочу подъитожить что идет соревнованое "кто кого" - энергийный кризис одолеет нас или мы его.
Советская система отопления была наилучшей в свое время но сегодня нуждается в дополнении новыми идеями. Чтобы не оказаться между двумя стульями - следует сохранить что есть и одновременно активно искать альтернативные пути. Одним возсозданем центрального отопления не обойтись.


Нужны коллективы из смежных специальностей. Классические энергетики не смогут охватить всю ширину тематики.
Готов сотрудничать бесплатно.

Я извиняюсь за отсутствие конкретных ссылок на упомянутые альтернативы. К сожалению я не вел деталъных записей моих поисков на Интернете. Я входил в контакт с некоторыми фирмами на рынке малых систем электродобычи - таких как PV panels, крышные ветровые турбины, теплопоглощающие панели и т.д. Пока не установил ничего несмотря на субсидии в 80 цента на киловатчас солнечной энергии и 35 цента за ветровую (нормальная цена 7 цента) предусмотренные Onratio Clean Energy Act.
За ветровую турбину в 3.6кВт просили 20 тыс, a за PV panels в 3кВт целых 30тыс.

Успехов
Пламен Петков