В бытовых условиях

Экономия энергоресурсов

Авторы:

Н.В.Галина, М.М.Лактионова, А.А.Лапина

Физико-математический лицей №1523 при МИФИ

Научный руководитель: А.Б.Федянин

В работе представлены четыре решения, направленные на экономию энергоресурсов в домах, а также жилых и офисных помещениях. Предложены инженерные решения по снижению расхода электроэнергии аппаратурой, использующей технологию STANDBY, затрат на освещение коридоров и тамбуров в жилых домах, экономию горячей воды, а также сокращению расхода газа в бытовых водонагревательных газовых колонках.

Проведенные расчеты показывают, что экономия, на первый взгляд, незначительных затрат энергоресурсов, приводит к весьма ощутимым интегральным цифрам сокращения общих энергетических потерь. Это обусловлено широтой использования большого количества устройств, в технологии которых заложен непроизводительный расход энергоресурсов.

Рост энергопотребления в современном обществе не может не вызывать обеспокоенности вследствие ряда негативных тенденций, неизбежно сопровождающих этот процесс. Разрушение экосистемы в регионах добычи ископаемого топлива и производства энергоресурсов, загрязнения и вредные выбросы в атмосферу, нарушение теплового баланса планеты – все это пока еще неизбежная дань на алтарь технологического прогресса человечества. В связи с этим разумное использование и экономия энергоресурсов представляется весьма важной задачей, от решения которой зависит благосостояние современного общества.

Потребление энергии в бытовых условиях в пересчете на одну квартиру или дом, может быть, и не столь впечатляющее по сравнению с промышленным потреблением, однако, вследствие объема жилого сектора, общее энергопотребление составляет весьма ощутимую величину. При этом, как показали наши исследования, непроизводительные расходы энергии по отдельным статьям могут достигать 25%-50%.

Целью настоящей работы был поиск неоправданных энергопотерь в домах, жилых и офисных помещениях, а также разработка инженерных решений, направленных на их снижение или устранение. В результате было выявлено несколько факторов, обуславливающих неоправданный расход энергии. Среди них электронные приборы, использующие технологию STANDBY, а также иные устройства, потребляющие энергию в режиме ожидания, к которым относится бытовые водонагревательные газовые колонки. Помимо этого представляется возможным сократить непроизводительные расходы горячей воды и электроэнергии при освещении нежилых помещений общего пользования.

Исследованию всех этих факторов и разработке соответствующих конструкторских решений и посвящена эта работа.

ЧАСТЬ 1. Технология STANDBY или как «маленькие капли наполняют целое море»

Данное исследование было проведено с целью изучения масштабов расхода электроэнергии аппаратурой, использующей технологию STANDBY, в рамках одной квартиры и экстраполяции полученных данных на уровень города Москвы. С целью значительно сократить непроизводительный расход энергии разработан проект инженерного решения проблемы, позволяющий практически полностью устранить негативные эффекты технологии STANDBY при сохранении предоставляемых ею преимуществ.

В настоящее время многие электронные устройства, применяемые в быту, офисах или на производстве, используют технологию позволяющую управлять их включением дистанционно. С этой целью устройство не отключается полностью от системы электропитания, а переводится в так называемый «спящий режим», при котором в постоянно включенном состоянии находятся узлы и схемы, ответственные за работу датчиков внешнего сигнала и систем управления питанием. Разумеется, что даже в выключенном состоянии такие устройства будут потреблять электроэнергию. В современном доме или квартире количество таких устройств может исчисляться десятками, а суммарная мощность электропотребления в «спящем режиме» достигать десятков и даже сотен ватт. Учитывая распространенность таких устройств в масштабах города или страны, цифра расходуемой ими электроэнергии может оказаться весьма существенной.

Целью работы было изучение данной проблемы с задачей значительно сократить непроизводительный расход энергии и разработкой проекта инженерного решения проблемы, позволяющий практически полностью устранить негативные эффекты технологии STANDBY, при сохранении предоставляемых ею преимуществ.

В процессе исследования расхода энергии отдельными электронными приборами с технологией STANDBY было произведено измерение их мощности и энергопотребления в «спящем режиме». Сложность измерения заключалась в том, что разные приборы оснащены либо трансформаторными, либо импульсными блоками питания. В случае трансформаторных блоков определение мощности проводилось через измерение тока (I) и напряжения (U) с последующим расчетом по формуле P=IU. В случае импульсных блоков питания сдвиг фаз между током и напряжением не позволяет, на основе этих измерений, осуществить точные расчеты. Вследствие этого определение энергопотребления производилось по приращению скорости вращения диска электросчетчика СО-505, к принятой нами за точку отсчета, скорости вращения при расходе электроэнергии в 73,17 Вт.

Полученные результаты приведены в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1 «Энергия, потребляемая различными устройствами в спящем режиме»

№	Наименование устройства	Расход эл.энергии Вт·час
	Tелевизор Funai MS21A ЭЛТ 21'	11,34
	Tелевизор Gold Star CKT9745 ЭЛТ 21'	9,34
	Tелевизор HIL HQ1401 ЭЛТ 14'	5,78
	Видеомагнитофон Daewoo VCR-32DAD	6,83
	DVD-плеер LG DGK688X	1,80
	Системный блок компьютера Р4-1500, 2 HDD	5,78
	Монитор OPTYQUEST V95 ЭЛТ19'	4,75
	Принтер HP Laser Jet 1100	4,75
	Сканер Umax Astra 1220U	7,04
	Стиральная машина Indezit 2296XW	7,48
	Посудомоечная машина Indezit DG5310W	1,32
Суммарные значения	66,21

ТАБЛИЦА 2. «Энергия, потребляемая в спящем режиме в сравнении с рабочим режимом»

Наименование устройства	Расход эл.энергии (измеренные значения) Вт·час	Расход эл.энергии (паспортные значения) Вт·час	% энергии потребляемой в спящем режиме в сравнении с рабочим режимом
Спящий режим	Рабочий режим	Спящий режим	Рабочий режим	По измеренным значениям	По паспортным данным
Tелевизор Funai 21'	11,34	70,49			16,09
Tелевизор HIL 14'	5,78				9,63*
Видеомагнитофон Daewoo	6,83	26,84			25,45	33,3
DVD-плеер LG	1,80	6,16			29,22

* - значение получено с использованием паспортных данных и измеренных значений.

Как видно из таблицы 2, некоторые из устройств расходуют в спящем режиме до трети энергии, потребляемой ими в рабочем состоянии.

На основании данных, приведенных в таблице 1, видно, что суммарная мощность всех перечисленных устройств, не используемых в данный момент и находящихся в «спящем режиме», составила 66 Вт, что равносильно мощности, расходуемой на освещение четырех комнат с помощью четырех 16,5 ваттных энергосберегающих люминесцентных ламп, каждая из которых эквивалентна двум лампам накаливания мощностью по 40 Вт.

Если же учесть, что в среднем освещение используют лишь на протяжении 25% времени суток, то получается, что энергия, расходуемая на освещение средней трехкомнатной квартиры, в четыре раза меньше энергии, вхолостую потребляемой установленными в ней устройствами, находящимися в режиме ожидания.

Однако отказа от удобств, предоставляемых технологией дистанционного управления в целях экономии энергии, можно избежать, если перейти от принципа «STANDBY в каждом устройстве» к предлагаемому нами принципу «STANDBY в системе управления распределением энергопитания в помещении». Суть этого принципа заключается в том, что один перепрограммируемый микропроцессорный блок с помощью сигналов от датчиков, расположенных в каждом помещении, управляет подачей электропитания на отдельные розетки, к которым подключены те или иные устройства (Рис.1).

Работает схема следующим образом: сигналы ИК-диапазона со стандартного ручного многофункционального пульта дистанционного управления, воспринимаемые ИК датчиком, позволяют запрограммировать соответствие сигнала с конкретной кнопки пульта, включению подачи электроэнергии на розетку, к которой подключено устройство. Функция дистанционного контроля устройства, также настроенная на этот сигнал, подает свою команду на включение аппарата. Таким образом, при нажатии, например, кнопки «TV» происходят следующие процессы: сигнал с пульта воспринимается датчиком и поступает на микропроцессорный блок управления, который выдает на силовой элемент команду подключить соответствующую розетку к электропитанию; после выполнения этой команды и подачи питания активируется функция дистанционного управления телевизором, которая принимает тот же сигнал с пульта и включает телевизор. При выключении все происходит в обратном порядке, при этом сигнал на отключение электропитания с блока управления на силовые элементы подается с задержкой на несколько секунд, чтобы внутренняя схема управления телевизором отключила его раньше, чем будет выключено внешнее питание. Необходимость этого связана с особенностями работы электронных схем ряда приборов и позволяет эксплуатировать устройство в более мягких условиях.

При временном использовании какого-либо электроприбора в данном помещении с помощью того же пульта активируется резервная розетка (розетки) под определенным номером. Состояние активности розеток может быть проверено с помощью информационного экрана, активирующегося также с помощью пульта дистанционного управления.

Покидая дом или офис, контроль состояния электропитания можно осуществить при помощи настенного экрана, отражающего активность распределения электропитания по всем помещениям. Примерное меню такого экрана приведено на рис.2.

При помощи такой функции управления и контроля можно при выходе из дома обесточить все неиспользуемые электролинии. При этом на отключение линий, питающих устройства, перебой в работе которых может привести к негативным последствиям, организован подтверждающий запрос на их выключение. В частности, это касается холодильника, а также пожарной и охранной сигнализации.

Таким образом, обесточенные линии электропитания в доме не только позволят экономить существенное количество электроэнергии, но и значительно повысят степень пожарной безопасности, при этом даже забытый утюг, включенный в обесточенную розетку, не станет причиной трагедии.

Количество же сэкономленной электроэнергии можно рассчитать на основе данных, приведенных в таблице 1 и представленных в таблице 3.

Таблица 3. «Прогнозируемые объемы экономии электрической мощности и потребляемой энергии в жилом секторе».

Потребитель энергии	Экономия мощности, кВт	Экономия расхода энергии, кВт·час	Экономия расхода энергии, кВт·час в месяц
Квартира	0,066	0,066	47,52
Москва (3.700.000 квартир [1])	244.200	244.200	175.824.000

Данные, представленные в таблице 3, безусловно, являются приблизительными, однако, перечень приведенных устройств, потребляющих энергию в «спящем режиме», вполне характерен для средней московской квартиры, где количество тех или иных потребителей из приведенного списка могут варьироваться или подменяться другими, например, аудиоцентром или домашним кинотеатром. Помимо этого, приведенный расчет не учитывает экономии расхода электроэнергии при отключении в ночной период, а также на время отсутствия жильцов, дополнительных телефонов или микроволновой печи.

Стоит также упомянуть, что предлагаемая нами технология базируется на стандартных технологических компонентах и не требует проведения специальных научно-исследовательских разработок, а также создания специфической аппаратуры. Применение микропроцессорной техники позволит использовать и другие интеллектуальные возможности управления электропитанием, как, например, его ночное отключение для радиотелефона, установленного на кухне, запрограммировав его на определенные временные интервалы. При этом, в случае настоятельной необходимости, телефон может быть включен на какое-то время или постоянно, с помощью того же переносного пульта.

Таким образом, предлагаемое инженерное решение позволит, не снижая уровня комфорта и сервиса, повысить уровень безопасности помещений и сэкономить в течение года в городе Москве 2,11 млрд. кВт·часов электроэнергии, количество которой в денежном эквиваленте исчисляется суммой 4,4 млрд. рублей (при цене 2,08 руб. за кВт). На строительстве новых электростанций может быть сэкономлено еще 4,8 млрд. рублей (195,4 млн. $, по ценам на декабрь 2007) [2, 3]. При этом, не будет сожжено 540 млн. м³ природного газа, а в окружающую среду не будет выброшено 1,1 млн. тонн СО₂ [4], что соответствует выбросу СО₂ всеми автомобилями города за 12 дней [5].

При этом надо помнить, что приведенные расчеты не учитывают расход электроэнергии аналогичными устройствами, размещенными в офисных, административных и иных помещениях города.

ЧАСТЬ 2. светодиод у входной двери

Данное исследование посвящено изучению возможности экономии электроэнергии при освещении помещений общего пользования в жилых домах, а также разработке схемы подъездного освещения с помощью светодиодов.

Система освещения коридорных помещений общего пользования в жилых домах, к сожалению, в большинстве своем все еще использует способ непрерывного освещения постоянно горящими лампами. Применяемые в ряде случаев более совершенные системы, использующие датчики движения, дороги и требуют сложного монтажа, а управляемые с помощью реле времени не обеспечивают одинаковых условий для жителей нижних и верхних этажей, освещая при этом большие пространства никем не используемых помещений.

Целью данного исследования было изучение возможности применения светодиодов для освещения подъездов в жилых домах конкретной планировки и расчета экономического эффекта, достигаемого с внедрением предлагаемого инженерного решения.

Проведенные нами исследования показали, что для того, чтобы уверенно ориентироваться в коридорном тамбуре площадью 5,25 м², оказывается достаточным подсветить помещение тремя светодиодными светильниками, снабженными сферическими рефлекторами и с одним светодиодом в каждом из них. При этом освещенности вполне хватает для поиска ключей и уверенного открывания замков входной двери. Сферические рефлекторы являются важным дополнением, так как позволяют сконцентрировать свет на участках поверхности пола и входных дверей, что обеспечивает безопасность и удобство перемещения и пользования запирающими устройствами

Таким образом, для ночного освещения подъезда 9-ти этажного дома с 4-х квартирной планировкой их расположения на этажах потребуется осветить 9 лифтовых площадок (по 3 светодиода на каждой), 18 двухквартирных тамбуров (по 3 светодиода), 16 лестничных пролетов между этажами (по 4 светодиода), входной тамбур (3 светодиода) и лестничный пролет первого этажа (3 светодиода). В результате для освещения подъезда потребуется 151 светодиод, суммарная электрическая мощность которых составит 12 ватт.

Для сравнения: освещение такого подъезда осуществляется при помощи 37 трубчатых люминесцентных ламп мощностью по 36 ватт каждая. При этом суммарная мощность освещения составляет 1332 ватта. Другими словами, лишь за одну минуту такая система освещения потребляет энергию, которой хватило бы для работы светодиодной иллюминации в течение почти двух часов.

Предлагаемый нами вариант освещения может быть использован в качестве дополнения к существующей системе, управляемой с помощью реле времени и используемой в случаях, когда возникает насущная потребность в более мощном освещении. При этом пусковой выключатель реле времени следует установить в стороне от основного пути следования жильцов, чтобы не возникало желание каждый раз использовать более мощное освещение, если в нем нет настоящей необходимости.

При непрерывном же освещении такого подъезда в течение 10 часов затрачивается 13,32 кВт·часов электроэнергии, что в пересчете на 1 квартиру составит 11,1 кВт·часов в месяц. С учетом количества квартир в городе Москве [1], в течение года экономия может составить 493 млн. кВт·часов электроэнергии стоимостью 1,025 млрд. рублей. Экономия на строительстве электростанций может составить еще 2,7 млрд. рублей (110 млн. $, по ценам на декабрь 2007) [2, 3]. При этом не будет сожжено 126 млн. м³ природного газа, а в окружающую среду не будет выброшено 248 тыс. тонн СО₂ [4], что соответствует выбросу СО₂ всеми автомобилями города за 3 дня [5].

ЧАСТЬ 3. Левша и правша по-разному тратят горячую воду

Данное исследование посвящено изучению влияния психологических и биофизических факторов человека, а также конструкции смесителей и способов пространственной компоновки систем водоснабжения на расход горячей воды с целью выработки инженерных решений, направленных на экономию тепловых энергоресурсов.

Горячая вода является весьма энергоемким ресурсом, что обусловлено ее высокой теплоемкостью. Именно поэтому разумное использование горячей воды и сокращение ее непроизводительных расходов позволит в значительной мере экономить тепловые энергоресурсы.

Было подмечено, что в тех случаях, когда использование горячей или холодной воды не продиктовано настоятельной необходимостью, мы открываем вентили кранов механически, не задумываясь и действуя не согласно осмысленной логике, а вследствие ряда предпосылок, сформированных внешними условиями. Тем более что при кратковременном использовании, будь то горячей или холодной воды, вначале некоторое время из крана течет вода, успевшая либо остыть, либо нагреться в системе трубопроводов, подводящих ее к кранам от напорных стояков. Как правило, в такой ситуации никто не дожидается, пока установится стабильная температура воды и не добивается ее комфортной температуры, смешивая потоки и вращая головки вентильных регуляторов только лишь для того, чтобы сполоснуть чашку или пальцы от налипшего сахара. Учитывая то, что количество таких кратковременных включений может быть достаточно большим, приобретает существенное значение тот факт, какой из вентилей, холодной или же горячей воды, при этом будет использоваться.

Целью данного исследования являлось изучение влияния факторов пространственной компоновки систем водоснабжения и биофизических особенностей человека на расход горячей воды, а также выработка инженерных решений, направленных на ее экономию.

Стоит упомянуть, что все выводы и заключения касаются систем водоснабжения с двухвентильными смесителями и не относятся к шаровым кранам, использующим для регулировки расхода и смешения воды единственный рычаг управления. Несмотря на видимую привлекательность шаровой схемы, двухвентильные смесители из-за простоты конструкции и высокой надежности широко используются в системах водоснабжения, что делает проводимое нами исследование вполне актуальным.

В результате проведенных статистических наблюдений и анализа полученных данных были выявлены основные факторы, влияющие на приоритетный выбор одного из вентилей, который будет открыт. Оказалось, что в отсутствии настоятельной необходимости использования воды определенной температуры, выбор того, какой из запорных вентилей будет использован для открытия воды, зависит от того, является ли человек левшой или правшой, а также от конструкции смесителя и его пространственного расположения по отношению к пользователю. Полученные результаты указывают на то, что физиологический фактор, связанный с приоритетным развитием у человека одной или другой руки, в основном сказывается в случае одинаковой доступности вентильных запоров смесителя. Так, в смесителях типа «елочка» (рис.1), как правило, расположенных фронтально по отношению к пользователю, наиболее доступным и удобным в использовании для правой руки является правый вентиль, на рисунке обозначенный синим цветом. И наоборот. Таким образом, правше кратковременно будет удобнее воспользоваться краном с холодной водой (синий цвет), а
левше – с горячей (красный цвет). В результате подобное расположение вентилей позволит правшам расходовать меньше горячей воды, чем левшам.

Учитывая физиологические особенности членов семьи, а также факторы, влияющие на расход воды в режиме кратковременного использования (например, работа на кухне), можно, осуществив подводку горячей воды к левому или правому вентилю, сократить в итоге ее расход, заменив его расходом холодной воды.

В случае смесителей с фронтальным расположением вентильных запоров (рис.2), помимо физиологических особенностей пользователя, существенную роль оказывает пространственное расположение смесителя по отношению к пользователю. Если это положение, как показано на рис.2, сдвинуто вправо, то для правой, а тем более левой руки, будет наиболее удобен левый вентиль, открывающий холодную воду (на рисунке выделен синим цветом). Очевидно, что при расположении смесителя слева от пользователя все будет с точностью до наоборот. В случае отсутствия смещения и расположении смесителя непосредственно перед пользователем, как и в случае со смесителями типа «елочка» (рис.1), предпочтение красного или синего вентиля будет определяться фактором «левши» или «правши». При этом определяющее значение этого фактора будет несколько ниже, так как фронтальные вентили несравненно более удобно поворачивать как левой, так и правой рукой, что практически невозможно на смесителях типа «елочка».

Таким образом, учитывая социальные и психофизиологические факторы, конструктивные особенности и пространственные факторы размещения смесителей, мы можем проектировать подводку линий горячей и холодной воды к кранам, что позволит нам без каких-либо затрат экономить такой энергоемкий ресурс, как горячая вода.

К сожалению, на данный момент мы не обладаем всем объемом количественных данных, достаточным для точных расчетов. Методика подсчета и сбора статистической информации находится в стадии разработки, и к маю 2008 года мы планируем завершить работу по получению и обработке данных.

В данном исследовании для приблизительного подсчета энергопотерь и сравнения их с цифрами по экономии электроэнергии, полученными в других исследованиях, проведенных в рамках всей этой работы, мы использовали два варианта расчета энергии горячей воды. Термодинамические расчеты по формуле Q=c_p·m·∆T=4183(Дж/кг·К)·1000(кг)·50(К)=2,1·10⁸(Дж), показывают, что 1 м³ горячей воды обладает энергией в 58 кВт·час, что без учета КПД должно соответствовать энергии, затраченной на ее нагрев. Проведя расчет энергосодержания горячей воды через ее стоимость, учитывая разницу в цене на горячую (48,20 руб. за м³) и холодную (9,78 руб. за м³) воду, мы получаем цену энергозатрат на ее нагрев, без цены на производство и транспортировку самой воды. Полученная величина 38,42 руб. за м³ соответствует стоимости 18,47 кВт·час электроэнергии (2,08 руб. за кВт·час), что примерно в 3 раза ниже теоретических значений, вследствие когенерации тепла на теплоэлектроцентралях, а также ряда экономических факторов. Однако именно эта величина и будет определять реальный экономический эффект от внедряемой технологии.

Таким образом, сэкономив даже 100 л горячей воды, что составляет примерно 2.66% от ее среднемесячного расхода на одного человека, мы сохраним энергию, которой хватит, чтобы вскипятить в электрочайнике 20 литров чая.

ЧАСТЬ 4. газ не должен гореть напрасно

Данная часть работы посвящена разработке инженерного решения по замене в водонагревательной газовой колонке, работающей в режиме ожидания, постоянно горящего запального фитиля, на систему электронного зажигания газового пламени. Актуальность конструкторского решения подтверждена расчетами по экономии газа вследствие устранения его непроизводительных расходов в устройствах данного типа.

В настоящее время горячая вода в домах, где отсутствует централизованное горячее водоснабжение, генерируется с помощью водонагревательных газовых колонок индивидуального пользования. В этих устройствах вода (рис.1а), прежде чем поступить к смесителю или крану, нагревается в трубчатом теплообменнике с помощью газового пламени. Зажигание пламени в газовых колонках, находящихся в режиме ожидания, происходит автоматически, одновременно с тем, как пользователь открывает вентиль смесителя. Датчик расхода воды в самой колонке, механически связанный с газовым вентилем регулятора подачи газа, воспринимает изменение давления и открывает газ, поступающий к горелкам. Воспламенение газа на горелках происходит от запального газового фитиля (свечи), пламя которого в режиме ожидания постоянно горит внутри газовой топки водогрейной колонки [6].

Во всех исследованных нами колонках запальная свеча зажигалась при помощи внешнего источника пламени (спички, зажигалка и т.п.) и не всегда выключалась пользователем в процессе эксплуатации, даже в тех случаях, когда горячая вода не использовалась.

Целью настоящей разработки было создание системы автоматического электронного зажигания газа в водонагревательных колонках, позволяющей устранить непроизводительный расход газа на запальной свече, горящей вхолостую в течение режима ожидания, а также соблюдение соответствия конструируемого оборудования таким требованиям, как электробезопасность, сверхнизкое электропотребление, минимальные изменения в конструкции водонагревательных колонок.

В результате проделанной работы был сконструирован блок электронного зажигания запальной свечи с помощью высоковольтного разряда. Включение разряда происходит автоматически, вместе с открыванием крана горячей воды, когда датчик расхода воды, воздействуя на вентиль регулятора газа, открывает его подачу и одновременно с этим нажимает кнопку Кн, включающую электронный блок, который генерирует разряд (рис.2б). Запальная свеча, на которую, после небольшой доработки, газ подается после вентиля-регулятора, загорается от разряда и поджигает основные горелки. Термореле, включенное последовательно с кнопкой Кн, после воспламенения горелки нагревается и отключает генерацию разряда.

РИС.2

На рис.2 приведена конструкция электронного блока, который с целью проверки его работоспособности был изготовлен в виде ручной электронной зажигалки для газовых плит.

Блок питания схемы, смонтированный в штепсельной вилке, одновременно является электронным ограничителем тока, обеспечивающим безопасность устройства, так как ток в подводящем проводе даже при коротком замыкании не превышает нескольких миллиампер. В блоке генератора, конденсатор С3, через двухполупериодный выпрямитель (диоды Д1 и Д2) заряжается полуволной до напряжения открытия динистора КН1, после чего разряжается на низковольтной обмотке трансформатора, выполненного на ферритовом сердечнике. В результате на высоковольтной обмотке генерируется импульс в 2500 В, вызывающий искру на электродах Е1. В следующий период питающего напряжения все повторяется, вызывая устойчивые разряды между электродами Е1, следующие с частотой 50 Гц.

Между разрядником и питающей сетью существует гальваническая развязка, что в совокупности с электронным ограничителем тока в еще большей степени повышает безопасность всего устройства. Мощность же высоковольтного разряда такова, что при воздействии на тело человека не вызывает никаких негативных последствий и ощущений (рис.3), но при этом вполне достаточна для надежного зажигания газового пламени.

Что касается электропотребления, то предлагаемое устройство не потребляет ток в режиме ожидания, а в режиме генерации разряда потребление тока составляет 3,5 мА, что соответствует мощности 0,77 Вт.

На основании приведенного материала можно сделать вывод, что предлагаемое инженерное решение позволит при минимальных конструктивных изменениях и доработках получить безопасную и более удобную в эксплуатации водонагревательную газовую колонку, которая в режиме ожидания не будет понапрасну сжигать газ в горящей запальной свече. Тепловая мощность последней составляет 350 Вт, что соответствует 1,52% от суммарной тепловой мощности колонки [6]. При суммарном расходе газа в колонке 2,35 м³/час, только за 1 час работы в день в режиме ожидания в запальной свече сгорает 0,036 м³ (1,52%) газа. Статистические опросы показывают, что в среднем, запальная свеча горит 5-7 часов в день. В результате за год на запальной свече сгорает 79 м³, а с учетом всех 140000 колонок, установленных в квартирах города Москвы [7], экономия газа на запальных свечах может составлять 11 млн. м³, что соответствует выработке на газовой электростанции 43 млн. кВт·часов электроэнергии.

Выводы

В результате поиска неоправданных энергопотерь в жилых и офисных помещениях был выявлен ряда факторов, обуславливающих возможность сокращения неоправданного расхода энергии, в том числе приборами, использующими технологию STANDBY, водонагревательными газовыми колонками, системой освещения нежилых помещений общего пользования, а также при использовании горячей воды.

В результате проведенной работы были разработаны принципы подхода и конкретные инженерные решения, направленные на экономию энергетических ресурсов в бытовых условиях, способные привести к реализации на практике прогнозируемого снижения непроизводительных энергетических затрат.

Проведенными расчетами подтверждено, что отдельные небольшие энергопотери, с учетом величины бытового сектора, могут вырастать до огромных значений, способных оказывать существенное влияние на экономику страны. Показано, что экономический эффект от внедрения предложенных технологий, только по городу Москва может составить до 2,6 млрд. кВт·часов электроэнергии в год.

Список литературы

1. "РБК.Исследования рынков". Oknaidveri.ru. Специализированнй информационный портал. Отраслевые обзоры. Рынок пластиковых окон: Москва, июнь-июль 2006, http://www.oknaidveri.ru

2. Эльмира Веселова. Стратегические энергетические инициативы, Контент Сибирь, 21.07.2006, № 27 (499), http://com.sibpress.ru.

3. Банк России. Официальный сайт, www.cbr.ru

4. ИА "Татар-информ", 13 января 2006 г. http://www.tatar.ru

5. ФПИ "Бастион". Услуги компании. Ситуация на рынке бензина. http://www.bastion.ru

6. Газовая колонка «Нева-3110». Паспорт и инструкция по эксплуатации.

7. Официальный сайт газеты «Квадратный метр». Сообщение генерального директора МГУП «Мосгаз». http://www.m-2.ru

8. Дж.Ленк. Электронные схемы: Практическое руководство. М., Мир, 1985.

9. Б.И.Горошков. Радиоэлектронные устройства. М., Радио и связь, 1985.

Дата добавления: 2015-06-27