Рациональное использование электрической и тепловой энергии в бытовых целях
Проверил Кирвель Иван Иосифович
Минск 2012
Предмет, цели и задачи дисциплины «Основы экологии и энергосбережения», суть понятий «экология», «энергосбережение»
Цель дисциплины:Изучение вопросов обеспечения устойчивого развития и охраны окружающей среды, проблем эффективного использования топливно-энергетических ресурсов.
Задачи дисциплины:Главная же теоретическая и практическая задача дисциплины раскрыть общие закономерности организации жизни и на этой основе разработать принципы рационального использования природных ресурсов в условиях все возрастающего влияния человека на биосферу.
Предмет дисциплины: Отношение между людьми, которые складываются в процессе взаимодействия с окружающей средой по поводу использование сил и ресурсов природы, ее охраны и восстановления.
Экология - биологическая наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания.
Энергосбережение - комплекс мер для обеспечения эффективного использования энергоресурсов.
Рациональное использование электрической и тепловой энергии в бытовых целях.
Для того чтобы говорить о том, как сэкономить тот или иной вид энергии, необходимо в первую очередь выявить места, где это можно было бы сделать с наибольшей результативностью, а также оценить, сколько и каких видов энергии мы потребляем. Наиболее энергоемким является зимний период года. Для отопления и горячего водоснабжения одной среднестатистической квартиры Минска общей средней площадью 51 кв. метр с 3,6 жителями в каждой в течение года на тепловых станциях и котельных сжигается около 2 тонн нефти. Это непозволительно много. Например, удельный расход тепловой энергии на отопление в странах запада (благодаря более теплой зиме, лучшему утеплению зданий) на 40-50% ниже, чем у нас. Кроме того, каждая семья потребляет 100-150 кВт·ч электрической энергии в месяц или 1200-1800 кВт·ч в год. Основную долю расходов, связанных с отоплением, горячим водоснабжением и электрообеспечением большинства жителей, государство брало на себя. Тем не менее, несмотря на то, что в прямом виде мы будем в дальнейшем, как и сейчас, недоплачивать за тепловую и электрическую энергию, все же в скрытом виде (в виде недополученной заработной платы, высоких налогов, высоких цен на повседневные товары и иных платежей) нам придется платить примерно 360 долларов на семью в год (это прямые затраты государства на энергообеспечение квартиры), если что-то не изменится.
Это что-то состоит из:
- психологии потребителя;
- его знаний;
- возможностей воздействия на теплоснабжение;
- заинтересованностью в том, чтобы воздействовать (снижать) на теплопотребление.
Остановимся главным образом на втором и третьем пунктах, поскольку
возможности потребителя повлиять на снижение потребления собственными
силами зависят не столько от стимулов (заинтересованности), сколько от
знаний. Стимул (а он может быть не только экономическим) побуждает
действовать. Знание дает возможность действовать.
Каждое современное здание оборудованное системой отопления,
которая работает только в холодное время года, в течение так называемого
"отопительного периода". Продолжительность его в Минске составляет около 200 дней. В зимнее время приборы системы отопления работают для того,
чтобы возместить потери теплоты из жилого помещения на улицу через стены, окна, а также для нагрева холодного свежего воздуха (без которого человек не в состоянии существовать), поступающего через форточки, двери, не плотности в окнах. Через окна теряется 27,3%, через стены -- 29,3%, а за счет нагрева свежего приточного воздуха -- 43,4% всей теплоты, поступающей из системы отопления. Существенное сокращение потерь теплоты (в два -- три раза) через стены и окна возможно лишь в результате реконструкции всего дома. Ее может выполнить только специализированная строительная организация и с использованием особых высокоэффективных материалов. Но реконструкция - это очень дорогостоящее мероприятие, провести которое везде одновременно невозможно. В то же время каждый жилец имеет немало возможностей для утепления своей квартиры.
Первое - это остекление лоджий и балконов. Важно, чтобы стекла и притворы створок были уплотнены. В этом случае тепловые потери через окна и стены квартиры, расположенные со стороны лоджии, будут снижены на 15- 18%. Следует запомнить, что снижение потерь на 7-9% позволяет увеличить температуру в помещении на 1°С. Таким образом, остекление лоджий увеличит температуру в примыкающей к ней комнате примерно на 2°С.
Второе - утепление окон установкой между рамами прозрачной полиэтиленовой пленки. Для этого открывается внутренняя оконная рама и к
оконной коробке кнопками или клейкой лентой крепится пленка таким образомчтобы расстояние от нее до внутреннего и наружного стекол было примерно одинаковым. Желательно, чтобы пленка по всему периметру окна плотно прилегала к оконной коробке. После установки пленки внутренняя створка окна закрывается. Такое окно равноценно окну с тройным остеклением.
Теплопотери через него почти на 20% ниже, чем через обычное двойное окно, традиционно применяемое в РБ. Такого же результата можно добиться, если закрыть окно изнутри шторой, прилегающей к стене. Штора должна быть короткой, достающей только до подоконника.это делается потому, что под подоконником всегда располагается нагревательный прибор системы отопления. Если штора опущена ниже подоконника, то поток теплого воздуха от батареи, поднимаясь вверх, попадает под штору к окну, увеличивая, а не уменьшая теплопотеричерез окно. Поэтому штора должна лежать на подоконнике и плотно прилегать к стене, не допуская сообщения воздуха, находящегося между шторой и окном, с воздухом комнаты. Недостаток этой меры в том, что в комнату практически не проникает свет, и она может быть использована либо ночью, либо тогда, когда хозяева находятся на работе. Здесь мы не говорим о хорошо известных и широко применяемых оклейке и уплотнении притворов окон и балконов.
Третье - тепловая защита того участка наружной стены, где расположен радиатор. К сожалению, эта мера не применима к тем квартирам, где нагревательный элемент размещен внутри стены. Такая компоновка - следствие грубого просчета проектировщиков. Защитить этот участок можно,
поместив на стене за радиатором отражающую поверхность. Причем она не
должна касаться радиатора и желательно, чтобы между ней и стеной был хотя бы небольшой воздушный зазор или слой тепловой изоляции (войлок, толстая ткань и т.п.). Вентиляция жилья. Как уже отмечалось, 43,4% тепловой энергии из системы отопления расходуется на подогрев холодильного приточного воздуха, поступающего с улицы. Эту долю можно снизить. Каждая квартира оборудована системой естественной вытяжкойвентиляции. Вентиляционные отверстия расположены в ванной комнате, в
туалете и на кухне на внутренних стенах, в верхней их части, и прикрыты металлическими или пластмассовыми решетками. Это - вытяжные отверстия.
Через них вытяжной воздух из помещений удаляется на улицу. По законам
физики работа этой системы зависит от разности температуры в помещении и на улицу. По законам физики работа этой зависит от разности температуры в помещении и на улице. Чем ниже температура воздуха на улице, тем лучше онаработает и больше теплого воздуха удаляется. На смену ему, благодаря
создаваемому вытяжной вентиляции разрежению в квартире через неплотностив окнах, открытые форточки, двери, поступает холодный наружный воздух.
Причем в холодную пару года действительный объем вентиляции зачастую
превышает требуемую норму, приводя к увеличению затрат на отопление. Для того чтобы снизить объем вентиляции зимой, рекомендуется частично
прикрывать вытяжные вентиляционные отверстия. Поскольку они оборудованы нерегулируемыми решетками, прикрыть их можно плотной бумагой или картоном. Вентиляционное отверстие, расположенное в ванной комнате, лучше всего закрыть. Хозяйки могут возразить: "А как же быть с бельем после стирки? Будет ли оно сохнуть?" Да, будет, так как зимой воздух в помещениях очень сухой. В это время даже необходимо его увлажнять. Эту роль и будет выполнять высушиваемое в ванной белье. При открытом вентиляционном отверстии влага сразу же из ванной комнаты удалялась на улицу, при закрытом она будет поступать в комнаты, увлажняя воздух. Это благоприятно скажется на микроклимате квартиры и самочувствии жильцов, так как влажный воздух дает ощущение теплоты, а сухой - холода. Поэтому зимой увлажнение воздуха в помещении улучшает комфортное состояние людей. Вентиляционные отверстия на кухне и в туалете могут быть приоткрыты наполовину и даже больше. Степень прикрытия каждый жилец должен определять индивидуально. Дело в том, что работа вытяжной системы зависит от того, на каком этаже расположена квартира. На нижних этажах вентиляция всегда работает очень хорошо, и здесь степень прикрытия может быть больше.
На верхних - вентиляция может работать хуже, и вытяжка должна быть приоткрыта меньше. Уменьшение воздухообмена достигается также уплотнением окон и дверей, о чем уже было сказано. Эти меры позволят сберечь не менее 20% тепловой энергии. Однако не следует увлекаться сплошной герметизацией квартиры, поскольку свежий воздух необходим для нормальной жизнедеятельности, а зимой взрослые и дети гораздо больше времени проводят в помещениях, чем на улице. Свежий воздух является средством профилактики от вирусных и респираторных заболеваний. Электрическая энергия. Современная квартира, как правило, оборудована множеством электрических устройств: плита, холодильник, телевизор, магнитофон, стиральная машина, чайник, кофеварка, приемник, осветительные приборы и т.д.
На каждый сэкономленный кВт·чэнергии приблизительно на 3 кВт·ч снижается общая энергетическая нагрузка электростанции. Кроме того, стоимость электроэнергии в домашнем хозяйстве значительно дороже кВт·ч топливного сырья. Результаты такой экономии очевидны. Поэтому необходимым является использование всех возможностей для экономии электроэнергии. Приобретая приборы, необходимо следить за их энергоемкостью. Современные электроприборы в домашнем хозяйстве потребляют почти что в 10 раз меньше электроэнергии, чем аналогичные 10-летней давности. Если очень экономичный прибор и дороже (правда, не всегда) среднего или неэкономичного, то почти всегда дополнительные затраты на него возвращаются благодаря экономии электроэнергии. Это касаетсяпрежде всего традиционных ламп накаливания в сравнение с новыми экономичными компакт-лампами. Средние показатели потребления
электроэнергии бытовыми приборами (кВт⋅ч/год)
Электроплита. Наверняка вам уже приходилось сталкиваться со следующим явлением. Закипел на плите чайник, конфорка отключена, но чайник продолжает неистово кипеть. Простой совет: отключение конфорки заранее, еще до закипания чайника на 2-3 минуты, сбережет вам до 20% электрической энергии. Момент отключения вы можете без труда установить
по характерному шуму нагреваемой воды, который та начинает производить
незадолго до закипания. Нагрев воды до кипения будет продолжаться и после
отключения за счет тепловой инерции раскаленной конфорки.
Кстати, пользование электрическим чайником предпочтительнее, чем кипячение воды на плите. КПД чайника 90%, а конфорок электроплиты 50-
60%. В этом случае, пользуясь чайником, можно сберечь до 40% электрической энергии. Иными словами, израсходовав одно и то же количество электроэнергии, в чайнике можно нагреть до кипения воды почти вдвое больше, чем на плите. А рекордсменом по эффективности является обычный кипятильник. При его применении практически вся потребляемая
электроэнергия расходуется на нагрев воды. После приготовления пищи одна или две конфорки, как правило, остаются горячими. Следует поставить на них холодную воду перед тем, как заливать ее в чайник или кофеварку. Этим можно сберечь от 10 до 30% электроэнергии (в зависимости от температуры отключенной конфорки) при последующем кипячении, поскольку температура воды, заливаемой в чайник, будет не 8-10°С (температура холодной воды из-под крана), а 25-40°С (после подогрева на остывающей конфорке). Кстати, для приготовления как пищи, так чая и кофе желательно пользоваться предварительно отстоявшейся водой, а не из-под крана. Во-первых, отстаиваясь, вода нагревается почти до комнатной температуры (а это примерно 10% энергосбережения при ее последующем кипячении). Во-вторых, из воды частично уходят элементы, которые используются при ее обеззараживании (например, хлор), что важно для здоровья. Примерно 30-40% потребляемой в доме электрической энергии приходится на холодильник. Необходимо его регулярно размораживать. Это даст 3-5% снижения потребления электроэнергии. Желательно, чтобы холодильник был установлен в наиболее холодном месте комнаты (у наружной стены), подальше от нагревательных приборов. Следует чаще пользоваться настольной лампой, которая с лампочкой мощностью 30 Вт позволяет достичь лучшей освещенности на рабочем столе, чем люстра с тремя и даже пятью лампочками общей мощностью 180-300- Вт.
В результате двойной выигрыш: сохранение зрения и сбережение электрической энергии. В настоящее время в продаже появились лампы КЛЛ (компактные люминесцентные лампы), которые потребляют в 6-7 раз меньше электрической энергии по сравнению с лампами накаливания при одинаковой освещенности. Поскольку новые лампы намного дороже существующих, широкое их применение вряд ли возможно, так как цена на электричество для населения ниже себестоимости. По мере увеличения цены на электроэнергию ожидается, что популярность ламп КЛЛ будет расти. Очень важно также отметить, что побуждение к энергосбережению должно опираться не только на экономическую выгоду, но и на внутреннее убеждение. А дается это только постоянным воспитанием человека, формированием его поведения, здоровых потребностей. Не за горами тот час,
когда всему человечеству придется задуматься о последствиях дальнейшего
"прогресса", который, по сути дела, означает гибель для всего живого. Наверняка речь пойдет уже не о развитии, а об ограничении потребностей,
особенно в так называемых развитых странах, где их уровень чрезвычайно
высок. Любая новая вещь, прибор, устройство, услуга - это дополнительные
энергозатраты, дополнительный урон природе. Кстати, несмотря на сложившееся у нас мнение о том, что энергетические ресурсы на западе используются всегда рационально, можно привести обратные примеры. Образцом их рационального использования среди развитых стран является
Япония. Примером же расточительства могут служить США. Так, если Япония для производства валового национального продукта стоимостью в 1 доллар тратит 0,266 кг нефти, то США -- 0,436 кг. Удельная выработка электроэнергии на душу населения в год в Японии составляет 6147 кВт·ч, в США -- 11659 кВт·ч. в то время, когда удельные энергозатраты в Японии снижаются, в США - растут. Что же касается Республики Беларусь, удельная энергоемкость валового национального продукта у нас примерно в два раза выше, чем в США, а выработка электроэнергии на душу населения примерно в два раза ниже.