1 стр. из 1

Продолжение, начало в № 3 (17) Предпочтительным нетрадиционным вариантом для энергосбережения является использование ВИЭ в системах проекта «АЭ» следующим образом: • летом: использование разности температур (потенциалов) между двумя искусственно созданными аккумуляторами теплоты и холода, которые представлены в виде солнечного соляного пруда, расположенного с южной стороны отдельно стоящего здания, и обыкновенного теплоизолированного котлована со льдом, расположенного с северной стороны этого же здания; • зимой: использование низкопотенциальной тепловой энергии остывающего солнечного соляного пруда и талой воды котлована. Летом аккумулированная солнечным соляным прудом солнечная энергия используется: • либо для преобразования со сверхвысоким КПД в водомёте (первой ступени теплового привода) вначале в энергию потока жидкости, затем в гидромоторе энергия потока жидкости преобразуется в механическую энергию, а далее механическая энергия при необходимости посредством электрогенератора преобразуется в высоколиквидную электрическую энергию: • или в хладомёте (тепловом приводе) компрессорной холодильной установки преобразуется в поток хладагента, обеспечивающего выработку летом высоколиквидного среднетемпературного холода. При этом в обоих случаях тепловая энергия подается из солнечного соляного пруда к водомёту (хладомёту) гравитационной тепловой трубой (системой труб), а не использованная в термодинамическом цикле преобразователей теплота солнечного соляного пруда отводится другой тепловой трубой (системой труб) в котлован со льдом, обеспечивая его таяние, аккумулирование оставшейся низкопотенциальной солнечной энергии для зимнего использования на отопление. Кроме того, аккумулируемая прудом солнечная энергия может использоваться для нагрева до +70—80 °С воды или воздуха, а холод котлована может использоваться для охлаждения воздуха, подаваемого в помещения во время летнего зноя. Эффективность аккумулирования летом среднепотенциальной солнечной энергии прудом основывается на том, что в нем отсутствует всплытие нагретого придонного рассола за счет подавления гравитационной конвекции в пруду при поглощении придонным слоем также и солнечной энергии, отраженной в пруд от южной стены здания. А сверхвысокий КПД водомёта обеспечивается как за счет понижения температуры нижней границы термодинамического цикла до +10 °С при использовании для охлаждения радиатора водомёта энергии (холода) льда котлована, так и за счет использования нового рабочего тела — декафторбутана, благодаря которому в диапазоне рабочих температур 10—70 °С КПД водомёта составляет 31,4%. На зиму солнечный соляной пруд изолируется от окружающей среды и его теплота вместе с теплотой талой воды котлована используется в качестве источника низкопотенциальной энергии, преобразуемой теплоприводным тепловым насосом в тепловую энергию более высокого потенциала, пригодную для отопления зданий и помещений. В процессе изъятия теплоты из котлована вода превращается в лед, котлован «готовится» к летней работе. Значительно снижается и температура рассола солнечного соляного пруда. Кроме генерированных от ВИЭ летом механической и электрической энергии, тепла и искусственного холода, а зимой тепловой энергии, малые объекты нуждаются и в узкофункциональных видах энергии, не требующих для генерации кардинального изменения существующих систем энергообеспечения, выработка которых была бы связана как с минимальным использованием привозного топлива, так и со значительным уменьшением использования самого дорогого вида энергии — электричества. Всегда востребованными являются также технологии и установки энергосбережения, повышающие энергетический суверенитет пользователей. Эти вопросы также возможно решать, с параллельным использованием «бросовой» низкопотенциальной теплоты, посредством нетрадиционных установок проекта «АЭ». Так, например, для циркуляции теплоносителя (горячей воды) водогрейного котла по системе локального теплоснабжения можно использовать теплоприводной водяной насос, а для рекуперации теплоты санитарно-бытовых стоков, покидающих здание, актуально использование теплоприводного теплового насоса. Для локализации и тушения пожаров можно использовать оригинальную теплоприводную установку, а для выработки электроэнергии зимой – электростанцию, упомянутую ранее. Гарантированного летнего водоснабжения можно добиваться, используя солнечную систему водоснабжения, Предлагаемые альтернативные источники энергоснабжения за счет жесточайшей экономии могут гарантировать бесперебойное энергообеспечение в малых и средних объемах, что полностью согласуется со сложившейся практикой в обеспечении человечества пищей при сохранении плодородия почвы. Например, если мы обратимся к мировому и отечественному опыту производства сельскохозяйственной продукции, то какой бы регион мы не рассматривали, каждый из них стремится максимально обеспечить себя такой продукцией, которая хотя бы и со значительными издержками давала урожай. И только по результатам уборки урожая производят закупки со стороны. При этом не используемые в питании людей, на корм скоту и птице «бросовые» отходы компостируются с последующим внесением в виде удобрений в почву — для повышения ее плодородия. Также нужно поступать с выработкой энергии и ее «отходами» на местах. Ведь энергия — это основа механизации любого процесса в производстве и быту. В настоящее время для обеспечения своих производств энергией малые предприятия, как правило, приобретают топливо по розничным ценам, которые намного выше оптовых и поэтому несут большие расходы. Существующее сегодня централизованное производство электрической и тепловой энергии из органического топлива и последующее ее использование для совершения потребителем необходимых ему видов работ сопряжено с большими издержками и загрязнением окружающей среды из-за высоких температур, давлений, напряжений и отходов в энергогенерирующих установках и при передаче энергии на большие расстояния (используемые в «большой» энергетике технологические переделы наиболее подходят для крупных производств). Точно так же как большие города из-за невозможности переработать горы разнообразного мусора окружаются свалками — рассадниками всевозможных зараз, точно так же окружены омертвляющими золоотвалами ТЭЦ, чего не скажешь о небольших поселениях с прогрессивными инженерными системами жизнеобеспечения быта и производства. Исходя из результатов семи лет работы, считаем, что гарантированный минимум удобной для потребителя энергии — потока воды, механической и электрической энергии, тепла и искусственного холода — надо генерировать, используя ВИЭ без какой бы то ни было деградации на месте потребления, тем более что в качестве преобразователей тепловой энергии в установках и системах используются водомёты, хладомёты со сверхвысоким КПД. На данном этапе развития производства, оказания услуг, когда механизация связана с преобразованием тепловой энергии, а эффективность энергогенерирующих установок и систем напрямую зависит от КПД термодинамических циклов, следует: чем выше КПД преобразования и если отсутствует инволюция энергии и ее рассеивание, тем меньше топлива нужно для выработки одного и того же объема, необходимого конечному потребителю вида энергии, в том числе при изготовлении самих установок и систем, тем меньше стоимость конечного вырабатываемого продукта или услуги, и наоборот. Если же в качестве первичного источника энергии используются ВИЭ, существующий в природе и созданный искусственно градиент температур, который также можно (необходимо) отнести к ВИЭ, то чем выше КПД преобразования, тем меньше нужны по размерам элементы, воспринимающие эту энергию (ВИЭ), т. е. при изготовлении производители будут нести меньше затраты. Истинная энергетическая безопасность возможна только за счет эффективного энергосбережения на всех участках производства и услуг, при применении нетрудоемких в изготовлении и эффективных преобразователей. При этом определяющим фактором является КПД и бездеградационная технология использования энергии. Надо с электрической энергией поступать так же, как поступают с вечерним платьем: его не носят в повседневной жизни и тем более не используют в качестве рабочей одежды. Электрическая энергия должна, образно говоря, стать вечерним платьем систем жизнеобеспечения возведенных объектов. Поскольку летом для организации гарантированного водоснабжения, производства среднетемпературного холода и механической энергии для стационарных машин и механизмов, нагрева воды и воздуха, а зимой теплоснабжения можно обойтись без использования высоколиквидной электрической энергии, то потребности в ней в эти периоды и на эти цели будут сведены до минимума, что будет служить одним из основных критериев эффективности энергообеспечения и энергосбережения. Если же в качестве преобразователей низкосортного топлива (сланцы, бурые угли, торф) использовать многоступенчатый преобразователь тепловой энергии, то, как показывают расчеты, эффективный КПД для интервала рабочих температур 10—290 оС может превысить 60% при теоретическом 80%. Изменение подхода к философии (приоритету) энергообеспечения и энергосбережения приводит нас к таким нетрадиционным решениям по преобразованию тепловой энергии, в том числе «бросовой», которые обеспечивают так необходимую любой городской и сельской организации, любому жилью сверхвысокую эффективность производства дифференцированных видов энергии даже при работе от ВИЭ и на низкосортном органическом топливе, что открывает новые перспективы в проектировании и строительстве современных зданий даже в суровых климатических условиях.

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!