|
|
От
|
Игорь
|
|
|
К
|
И.Т.
|
|
|
Дата
|
06.01.2011 21:58:46
|
|
|
Рубрики
|
Прочее;
|
|
Re: Децентрализованное отопление...
>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.
Сонительно, чтобы это было дешевле. Один большой агрегат на ТЭЦ и несколько десятков тысяч маленьких агрегатов - на ту же сумарную мощность - однозначно будут существенно дороже - по объективным причинам - большая капиталоемкость. Скорее всего будут дороже даже с расходами на разводку тепла от ТЭЦ. Кроме того коммерческий способ реализации мини ТЭЦ сделает их дороже втридорога.
>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.
Высокая эффективность по выработке электричества тут теоретически невозможна . 40% максимум.
Вообще данные системы по использованию тепла примерно акие же, как хорошая русская печка, только еще электричество дают. Двигатели внутреннего сгорания на Мини ТЭЦ - как в Японии и СШа - однозначно отстой - мертворожденная фигня. Лучший вариант - двигатели Стирлинга - так как годится любое топливо, но в Австалии вряд ли этим займуться серьезно. С их климатом.
Самый лучший вариант - объединение холодильной машины( теплового насоса) с приводом от тепловой машины - например двигателя Стирлига. Это так называемое динамиченское отопление. Нигде, насколько я знаю еще не реализовано, а между тем дает эффективность по сжиганию топлива - в 3 раза больше чем описанные здесь схемы мини ТЭЦ.
>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%.
Затея явно сверхдорогостоящая. Подземный аккумсуляор на основе материалов большйо теплоескости - никогда себя не окупит. В 20-ые годы совесткий физик Михельсон предлодил аккумулировать летнее солнечное тепло прямо в грунте и привел подробный расчет. Это на порядки дешевле, хоть и с меньшей эффективностью.
>Остальные 10% пока поступают от газовых горелок домов. Примерная стоимость сооружений в пересчете на один дом примерно 25 тыс.
Это рекламные враки. В реальности намного дороже.
>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.
В реальности раза в 2 больше - словом бесмысленны такие системы.
> Следует однако учитывать перспективы удорожания энергоносителей а также потенциальное удешевление сооружений по мере нарастания объема прозводства и совершенствования технологии.
очень интерпесная мысль. Энергоносители будут дорожать, а стоимость этих сооружений будет почему-то падать. Не иначе как они будут возводится без энергии, святым духом.
>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 смотря на какйо широте и в каком климате.
>Это та "птичка в руках". Примерная стоимость примерно 8 тыс.
Примерная стоимость такая. В декабре месяце на квадратный метр солнечного коллектора падает 150 Вт днем. Потери при обычной температуре зимой - больше половины. И надо еще разделить на три, так как солнечный день короток. Итого имеем 25 Вт с квадратного метра коллектора. На отопление дома с термосопротивлением стены, равным в систее Си - 2 ( отношение толщины стены к ее теплопроводности) на 10 кв. метров требуется 750 Вт тепла. Большинство домов сегодня иеет термосопротивление 1. Т.е. расчет ведем исходя из "хорошего" дома - выше среднего. Итого на дом в 100 кв метров потребуется 7,5 Квт тепловой мощности. Для этого потребуются солнечные коллектора площадью 7500/25 =300 кв. метров. Это в декабре. В среднем же зимой все же побольше, чем 150 вт на кв метр солнечной энергии - примерно 250 Вт. Итого можно расччитывать на площадь метров в 180. Для отопления зимой. Если на 60%, то хватит и 100 метров коллекторов. Солнечный коллектор "Сокол" стоит 17 тыс рублей за 1,5 кв. метра. Итого вся система коллекторов площадью 100 кв. етров будет стоить - 1,1 млн. рублей или 38 тыс. долларов. Не 8, а 38. Я этим вопросом специально занимался, оттого и пишу.
>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.
Современные тепловые насосы расчитаны не на газ - а на электричество из розетки. Они вообще никакого суммарного выигрыша не дают. Так как электричество вырабатывается с КПД 30%, а тепловой насос его повышает приерно в три раза. Итоггьо получаеи примерно 90-100%. Приерно как хорошая русская печь. А стоит на два порядка дороже. Тепловой насос с приводом от тепловой машины ( и лучше не на газу, а на более дешевом топливе - на твердом, например) это и есть идея динамического отопления. Описана в учебнике Сивухина в томе "Термодинамика".
>Если смотреть реалисточно - перспективы восстановления и поддержания "советской' системы
отопления весьма мрачны.
Эта система предназначалась для крупных городов, и там ее эффективность доказана. Другое дело, что жить в крупных городах - это само по себе неразумно.
>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.
Трудно назвать децентрализованными системы, которые производят и изготовляют крупные комерческие корпорации, привязывая к себе намертво тем самым всех своих клиентов.
>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.
У нее КПД пордка 1,5%.
>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.
В России большинство граждан как не топилось от ТЭЦ, так и не топятся. Сергей Георгиевич обошел малые и средние города, деревни и села, в которых продивают 55% населения.
>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.
Все эти системы - это в основном попил госбюджета. Несерьезно.
>За ветровую турбину в 3.6кВт просили 20 тыс, a за PV panels в 3кВт целых 30тыс.
>Успехов
>Пламен Петков