Енергозбереження – найважливіший фактор екологічної й економічної безпеки України

8.

7.

6.

5.

4.

3.

2.

1.

Тема 1-2. Загальна характеристика адаптаційних процесів.

Поняття адаптації.

Класифікація екологічних факторів.

Кількісний вплив факторів середовища.

Норма адаптивної реакції та ціна адаптації.

Генотипова та фенотипова адаптація.

Термінова та довгострокова адаптація.

Складні та перехресні адаптації.

Оборотність адаптаційних процесів.

Життя тварин і рослин багате на різноманітні екстремальні ситуації. Добові та сезонні зміни клімату, упровадження нових технологій виробництва та ін. вимають постійного напруження адаптаційних механізмів організму. Термін адаптація походить від латинського adaptatio - пристосування. Під адаптацією розуміють сукупність процесів, що забезпечують пристосування будови і функцій організму, окремих його органів до зміни навколишнього середовища. Існують аналоги терміну адаптація, якими користуються науковці при описі різних аспектів процесу пристосування. Під акліматизацією розуміють адаптацію до нових кліматичних умов або біологічного оточення. Аклімацією називають реакції організму на зрушення якого-небудь одного з зовнішніх параметрів середовища (наприклад, температура або тиск).

Кінцевою метою адаптації є підвищення резистентності організму, тобто його стійкості, опірності зовнішнім впливам. Підтримання стану підвищеної резистентності досягається завдяки напрузі клітинних і регуляторних механізмів організму. Тому надмірно інтенсивні та тривалі впливи здатні викликати збій в роботі адаптаційних механізмів та обумовити розвиток хвороби. З огляду на це, з'ясування загальних закономірностей адаптації відкриває можливість для пошуку шляхів підвищення ефективності роботи організму, а також корекції патологічних станів.

Організм людини є відкритою системою, який піддається безупинному впливу факторів середовища, і, одночасно, сам впливає на неї. Спектр екологічних факторів, які діють на організм можна представити наступною схемою:

Фактори середовища, з огляду на їх якісні характеристики, можуть бути розділені на дві великі групи: абіотичні та біотичні. До абіотичних факторів відносять елементи неживої природи: температура, вологість, хімічний склад середовища і т.п. Ці фактори прямо чи опосередковано впливають на обмін речовин в організмі. Найважливішою особливістю абіотичних факторів є їх однобічна дія: організм може до них пристосуватися, але не в змозі виявити зворотній вплив. Біотичні фактори включають вплив всього живого (тваринна і рослинна їжа, збудники хвороб, паразити і т.д.). Ці фактори, впливаючи на організм, самі зазнають зворотного впливу.

Слід зазначити, що адаптаційні можливості організмів підвищуються у філогенезі. Разом з тим, навіть у рамках однієї систематичної групи окремі види істотно відрізняються за адаптаційними можливостями. Це обумовлено їх структурними та функціональними особливостями. Крім того, мають місце онтогенетичні зміни опірності (пристосовність молодих і старих організмів знижена). Нарешті, тварини мають більше широкий спектр адаптаційних реакцій. Це обумовлено метаболічними особливостями, здатністю до рухової активності та складною організацією регуляторних систем (нервова й ендокринна система). Разом з тим, багато пристосувань рослин (наявність насіння, спори) дозволяють переживати значно більше різкі зміни факторів середовища, що обумовлює освоєння ними великих територій з несприятливими умовами.

Всю сукупність адаптаційних реакцій можна розділити на специфічні та неспецифічні. У даній розділі ми розглянемо, головним чином, специфічні зміни, які характеризують зміну структури й функцій організмів при дії конкретних екологічних факторів.

Крім якісної характеристики фактора, яка залежить від його фізико-хімічної природи, реакція організму багато в чому визначається інтенсивністю фактора (його дозою). Кількісний вплив умов середовища визначається тим, що такі фактори в тій чи іншій дозі необхідні для нормального функціонування організму, тоді як їх надлишок або нестача - пригнічують життєдіяльність. Кількісне вираження фактора, що відповідає потребам організму розглядають як оптимальне (найблагородніший, найкращий). Залежність енерговитрат організму від ступеню сприяння середовища можна виразити графічно:

		Зона норми

Н

Н

О

П

П

Рис. 1. Схема впливу дози фактора на життєдіяльність організму.

1- ступінь сприяння фактора для організму;

2 - величина енерговитрат на адаптацію.

Доза фактора

Адаптаційні механізми дозволяють організму переносити певні відхилення від оптимуму без порушення функцій. Кількісне відхилення фактора від оптимуму при збереженні нормальної життєздатності визначають як зони норми. Таких зон дві: відхилення убік нестачі і надлишку фактора. Подальше відхилення фактора від оптимуму може знизити ефективність адаптації і навіть порушити життєдіяльність організму. Крайня нестача або надлишок фактора, що призводить до патологічних змін, характеризують як зони песимуму. При досягненні цих зон навіть повна напруга всіх систем виявляється неефективною. Процес адаптації завжди пов'язаний з витратами енергії.

У зоні оптимуму адаптивні механізми не активні і енерговитрати мінімальні. Порушення енергетичного балансу пропорційно ступеню відхилення показника від оптимуму.

Межі адаптації організму до умов середовища визначаються генотипом. Граничні зміни системи, при яких не порушується її структура та функції називають нормою реакції. Якщо інтенсивність чи тривалість фактора перевищує рівень норми реакції, то організм втрачає здатність до адаптації, тому що можливості структурних і функціональних перебудов вичерпані.

З огляду на обмеженість індивідуальних адаптивних змін, процес пристосування, нерідко, носить характер передпатологічних чи навіть патологічних реакцій. Ці зміни, як результат напруження певних систем, являють собою своєрідну “ціну адаптації”. Звідси, “ціна адаптації” - ступінь прояву перед- або патологічних змін структури та функцій, викликаних екстремальним фактором.

Патологічні зміни в організмі при адаптації до певних умов середовища можуть бути специфічними. Так, при переміщенні в північні регіони підвищується імовірність гіпертензії великого кола кровообігу, знижується фізична працездатність. В умовах перебування в горах виявляється гіпертензія малого кола, знижується АТс. Таким чином, повноцінна адаптація є складним процесом і протікає з напруженням багатьох систем організму.

Індивідуальна мінливість організму, як сукупність властивостей, що формуються в специфічних умовах середовища, може бути пов'язана як зі зміною генотипу, так і експресією генів. В зв'язку з цим виділяють генотипову адаптацію як комплекс вроджених структурних і функціональних особливостей, що дозволяють організму існувати в складних умовах навколишнього середовища. При генотипова адаптації пристосування супроводжується зміною генотипу в результаті мутацій чи рекомбінацій. Фактично це еволюція організмів, що веде до набуття нових, генетично закріплених якостей.

Термін фенотипова адаптація застосовується до онтогенезу. Такі адаптації обмежені генотипом і підвищують виживання і надійність репродукції в нових для організму умовах. З огляду на це, фенотипова адаптація характеризує процес формування в онтогенезі адаптивних реакцій під впливом умов навколишнього середовища. Вважають сприятливим той факт, що фенотип не наслідується. В умовах мінливого середовища організм ризикує зіштовхнутися з новими умовами, коли колишні адаптації можуть виявитися недостатніми або навіть шкідливими. Розвиток же нових адаптацій дозволяє організму набути нових якостей, які можуть виявитись корисними.

За тривалістю дії екстремальні фактори можуть бути коротко- та довготривалими. Більшість адаптаційних реакцій здійснюється в два етапи:

- термінова адаптація виникає безпосередньо після початку дії подразника і реалізується на базі існуючих фізіологічних механізмів. На цьому етапі функціонування органів протікає на межі можливостей організму, а відновлення гомеостазу відбувається лише після закінчення дії подразників.

- довготривала адаптація виникає поступово в результаті тривалої або багаторазової дії факторів. При даних впливах організм ефективно функціонує завдяки своєчасній активізації відновлювальних процесів. Провідне значення при тривалій адаптації відіграють структурні та метаболічні перебудови.

Слід відзначити, що біосинтетичні процеси в активованих органах і системах підсилюються навіть при однократних впливах. Саме ці зміни обумовлюють спрямованість адаптивних перебудов. В процесі адаптації всі залучені в неї органи і системи, утворюють функціональну систему. Так, при адаптації до холоду знижується інтенсивність дихання, підвищується кровообіг, збільшується основний обмін і теплотворення. Структурні зміни, що розвиваються під впливом факторів навколишнього середовища, називають системним структурним слідом. Вони становить фундамент довгострокової адаптації.

Отже, в основі формування індивідуальних адаптацій лежать сліди попередніх подразнень.

У природних умовах організм зазнає впливу складного комплексу факторів, кожний з який у різній мірі відхилений від оптимуму. У природі сполучення усіх факторів у їх оптимальних значеннях - явище практично неможливе. Це означає, що організм постійно витрачає енергію на роботу адаптивних механізмів.

При комплексному впливі між окремими факторами встановлюються особливі відносини, коли дія одного фактора змінює характер впливу іншого (підсилює чи послабляє). Сполучений вплив різних факторів на організм одержав найменування перехресних або крос-адаптацій. Такі впливи характеризуються досить складними взаємовідношеннями. Типовим прикладом цьому є випадки, коли адаптація до одного фактора підвищує на стійкість до іншого. Такі зміни називають позитивним переносом адаптації. Наприклад, тренування до м'язових навантажень підвищує стійкість до гіпоксії і, навпаки.

У випадку, коли фактори залишають різний системний структурний слід в організмі говорять про їх антагоністичний вплив, що характеризують як негативним переносом адаптації. Прикладом цього є адаптація до високої температури, коли надмірно інтенсивне дихання знижує ефективність адаптації до холоду. На рис. 3 наведені приклади позитивного і негативного впливу окремих факторів на процес адаптації людини. Так, адаптація до гіпоксії вірогідно збільшує м'язову працездатність, а також знижує стійкість до холоду.

Фактори адаптуючі

	Гіпоксія	М’язова робота	Холод	Тепло	Дегідратація
Гіпоксія		+	-		-
М’язова робота				+
Холод	-	+
Тепло	+	+
Дегідратація	+			-

Рис. 3 - Схема ефектів індивідуальної адаптації організму людини.

“+” - посилення ефекту (підвищення стійкості);

“-” – послаблення ефекту (зниження);

пустий квадрат – відомості відсутні.

В основі формування індивідуальних адаптацій лежить здатність організму зберігати сліди попередніх подразнень. Поступове зникнення адаптованості до факторів навколишнього середовища вказує на зворотність процесу довготривалої адаптації – дезадаптацію. При цьому нівелюється системний структурний слід (після припинення м'язових навантажень - зменшується маса скелетних м'язів, кількість мітохондрій, зменшується маса легень і серцевого м'яза; після припинення введення отрути - зменшується активна система мікросомального окислювання і маса печінки і т.д.). В основі таких змін лежить припинення стимуляції біосинтетичних реакцій у клітинах.

Процес зникнення системного структурного сліду і повернення функції до умовної норми називають фізіологічною дезадаптацією. При цьому забезпечується повернення організму до преадаптаційного стану і створюються передумови для формування нових адаптаційних реакцій. Подальшу дезадаптацію, яка веде до порушення структури, патологічного зниження ефективності функціональних систем називають патологічною дезадаптацією. Таким чином, дезадаптація, як і адаптація, виявляє відносну біологічну доцільність. Порушення в роботі органів і систем може виникнути не тільки у випадку надмірного впливу факторів середовища, але і недостатньої стимуляції організму.

Енергозбереження є для України найважливішим стратегічним напрямком діяльності; нерозв’язаність проблем дбайливої витрати енергоносіїв може загрожувати національній безпеці України, особливо з огляду на відсутність у країні власних запасів нафти, газу, ядерного палива.

Потрібно відзначити, що людство протягом всієї еволюції демонструє стійкий ріст енергоспоживання. Орієнтовані розрахунки ряду авторів для середнього споживання усіх видів енергії на одну людину в добу в різні періоди цивілізації виглядають так: кам'яний вік – 15 тис. кДж; феодальне суспільство – 45 тис. кДж; індустріальне суспільство – 300 тис. кДж; постіндустріальне суспільство – до 1 млн. кДж.

Відомо, що всі джерела енергії на Землі можливо умовно поділити на не поновлювані, поновлювані («умовно-нескінченні») і «вторинні»;

Існує 10 принципових шляхів енергозбереження:

– зменшення енергоємності продукції, що випускається, на діючих підприємствах за рахунок модернізації технологій;

– тотальна установка на промислових підприємствах і в побутовому секторі лічильників тепла, електроенергії, газу – лічильників нового покоління з високою точністю і з надійним захистом від «несанкціонованого втручання». (В Україні серійно випускаються такі лічильники – НПО «Техприбор» і ТБН «Укрэнерго», Київ; ОАО «Кам'янець-Подільський приладобудівельний завод»; AT «Энергоучет», Харків і ін.).

– підвищення ККД казанів і зниження втрат у електротеплосітках при виробництві і транспортуванні електричної і теплової енергії;

– зниження енергоємності житлово-комунального господарства;

– утилізація «енерго утримуючих» відходів;

– виробництво біогазу і біоетанолу;

– добір непридатної енергії при прокачуванні газу по магістральних газопроводах;

– упровадження поновлюваних екологічно чистих джерел енергії;

– поступовий переклад автотранспорту на газові та електричні двигуни;

– поступовий переклад української економіки на так звані «високі» технології як значно менш енергоємні, а також більш високорентабельні й екологічно чисті.

Розглянемо перераховані шляхи докладніше.

Енергоємність

В таблиці показане споживання Україною енергоносіїв – як власних, так і імпортованих.

Таблиця 1.2.1. Споживання енергії в Україні

Енергоносій	Ціна	Річна споживи.	Власне виробництво	Імпорт	Запаси в надрах Землі
Газ	$80/1000м^3	78 млрд. м^3	18 млрд м^3	60 млрд. м^3	65 трлн. м^3 * (до 2040 р.)
Нафтопродукти в т.ч. світлі мазути	$350/т $150/т	50 млн. т 15 млн. т 10 млн. т	5 млн. т	45 млн. т	100 млрд т * * (до 2090 р.)
Вугілля в т.ч. енергетич. коксують.	$18/т $35/т	85 млн. т	80 млн. т 50 млн. т 30 млн. т	5 млн. т	600 млрд т (до 2350 р.)
Електроенергія	$0,035/квт	200 млрд квт	175 млрд квт	дефіцит	Урана – 4 млн т

Самі по собі ці цифри мало про що говорять. Але якщо їх порівняти з енергоспоживанням інших європейських країн, то картина тривожна. Дійсно, по кількості споживаної енергії (усіх видів) Україна займає «почесне» 5 – 6 -е місце у світі, однак по обсягах виробленого за рік внутрішнього національного продукту (ВНП) на душу населення знаходиться лише в хвості першої сотні країн. Гляньте на таблицю 1.2.2. (дані за 2000 р.):

Таблиця 1.2.2 Порівняльна питома «газоємність» промислової продукції деяких країн Європи

Країна	Населення	ВНП на	Споживання	Споживання газу
На 1 люд. м^3	51 ВНП, м^3
Україна	-49	$800	78 (з них – 12 для колгоспу)		2,0
Франція	-56	$20000			0,03
Польща	-38	$4800			0,07

Особливо тривожно виглядає порівняння з Польщею, що споживає газу в шість разів менше, ніж Україна, при цьому маючи середньодушовій ВНП рівно в шість разів більше.

З приведених цифр ясно, що ті самі галузі, що і створюють в Україні важко переробні екологічні проблеми і лиха – або низькорентабельні, або безнадійно збиткові і не можуть ліквідувати ці екологічні проблеми «за свій рахунок». Лихо ще й у тім, що частка цих понад енергоємних, малих-чи-не-рентабельних, екологічно «брудних» галузей промисловості у ВНП України безупинно росте і вже досягла 60%! Така понад енерго матеріалоємна економіка не просто погана чи кризисна – вона являє загрозу економічної й екологічної безпеки України.

Скорочення «енерговтрат»

Вугільні казани ТЕС і ТЭЦ.

Сумарний ККД будь-якої нашої TEC не перевищує 35%. На українських ТЕС працюють застарілі казани типу ТП зі смолоскиповим спалюванням вугільного пилу. Температура в такому смолоскипі доходить до 1400 град. C (і, отже, утворяться бурі окисли азоту), а час перебування в смолоскипі частки вугілля не перевищує пів секунди – звідси 10-15% недопалу. Друга проблема ТЕС – неякісне вугілля (часто це відверта порода, присипана зверху гарним вугіллям). Але ж усі вугільні ТЕС запроектовані на вугілля з калорійністю 25000 кДж/кг. Так, тільки Луганська ТЕС через постачання неякісного вугілля недоодержала за 2009 р. 12 млн.квт-год. електроенергії і перевитратила на «підсвічування» майже 150 млн куб. м газу. Що можна Розпочати?

– Замінювати «смолоскипові» казани на казани ЦКС (циркуляційного киплячого шару), у яких температура в зоні горіння не перевищує 900 град. C (і, отже, азот повітря не окисляється до NOx), а час перебування частки вугілля в зоні горіння розтягується до 30-40 секунд – і, виходить, немає недопалу. Це підніме ККД вугільних ТЕС і котелень до 50-55% навіть при зольності вугілля 45-50%. Казани ЦКС для малих і середніх котелень випускаються в Україні, великі казани для ТЕC – на жаль, тільки за рубежем.

– Для підвищення якості вугілля необхідно (поки в нас немає казанів ЦКС), по-перше, прагнути до збагачення всього обсягу енергетичного вугілля, що добувається, по-друге, для віднадження несумлінних постачальників необхідний перехід до оплати вугілля по нижчій теплотворній здатності тонни привезеного на ТЕС вугілля.

– Відбирати тепло димових газів шляхом установки на їхньому шляху економайзерів.

– Подальше підвищення ККД ТЕС (понад 50%) уже зв'язано з удосконалюванням генерації (тобто перетворенням тепла в електроенергію), а також зменшення втрат в електромережах. Що стосується втрат в електричних мережах, то вони також величезні й оцінюються в 25-30%. Так, у 2008 р. при загальній генерації 189 мільярдів квт тільки враховані втрати склали по Україні 30 млрд квт на суму три мільярди грн (при цьому все населення України спожило в тому ж році лише 23 млрд квт!). А в сільських районах і малих містах деяких областей України безвісти зникає до 50-60% електроенергії, що туди поставляється. Зниження цих втрат – це окрема непроста проблема.

Комунальне господарство.

Як уже відзначалося вище, наше комунальне господарство надзвичайно енергоємне і марнотратне. Як видно з приведеної вище табл., наша комунальна сфера споживає газу майже стільки (~9 млрд куб.м), скільки ВСЕ народне господарство більш високопродуктивної Польщі (12 млрд куб.м). Це свідчить як про вкрай низький ККД усього газотеплогосподарства, так і про повну відсутність реального обліку теплоносіїв.

А) Казани і мережі комунальних котелень. Наприклад, у Донецькій і Луганській областях експлуатуються біля 4-х тисяч комунальних котелень, приблизно половина з них на газі, половина – на вугіллі. Загальна довжина комунальних теплових мереж – 8 тисяч км. У «газових» котельнях експлуатуються застарілі казани типу НИИСТУ-5, НР-18, ПТВМ і ін. з реальним ККД не більш 60%. У той же час в Україні випускаються більш сучасні казани тину НИКА, KCBA з ККД не менш 90% взагалі експлуатувати газовий казан із ККД нижче 90-95% – просто безгосподарно. Можлива також організація комунальної котельні на базі газо поршневого двигуна генератора. У цьому випадку частина газу надходить не в паровий казан, а в поршневий двигун, що обертає генератор і виробляє електричний струм, а гарячі вихлопні гази йдуть на нагрівання води в казані; у зимовий час, коли тепла потрібно більше, інша частина газу надходить у пальник казана для одержання додаткових обсягів гарячої води чи пари. Однак масова заміна казанів – справа потрібна, але довга через необхідні на це величезні капіталовкладення. Більш реальний шлях – модернізація застарілих казанів, а саме:

- заміна подових пальників на дутьєві;

- заміна кожухо-трубних теплообмінників на пластинчасті;

- установка керамічних випромінювачів;

- попередній підігрів повітря і палива топковими газами;

- установка приладу «УКН» для контролю недопалу палива.

Реальні втрати тепла в комунальних тепломережах оцінюються в 20-30%; тільки для Донецької обл. це приблизно 5 млн Гкал на суму 300 млн грн, по Україні – 3 млрд грн. Для зменшення втрат потрібно теплові мережі (хоча б знову споруджувані і кап. ремонтуючі) прокладати з метало-пластикових чи пластмасових труб зі спец. ізоляцією, що мають гарантію на 30 років. Ці труби виробляються в Україні.

Б) Сьогодні середньодобова норма споживання питної води на одну людину складає 250 літрів/доб. Таким чином, середня родина з 4-х осіб споживає порядку 30 тонн води на місяць чи 360 тонн у рік (сім цистерен!). У тих же київських будинках при нормі недоспоживання 5262 куб.м/міс. – лічильники показали (середнє) 2300 куб.м/міс, тобто більш ніж удвічі менше. Крім того, обсяги втрат питної води (з «дірявих» трубопроводів, несправних кранів і бачків і ін.) складають по офіційних даних 13% (а по незалежним – усі 25-30%). По Україні вони оцінюються в один мільярд куб. м питної води в рік. Як показали численні обстеження, кількість тепла, що оплачує квартиронаймач, мінімум у 2-3 рази перевищує ту кількість тепла, що реально доходить у його квартиру (у радіатори й у кран гарячої води). Так, у нових будинках Києва, де встановлені лічильники тепла і води при нормі по теплу 648 Гкал/міс лічильники показали (середнє) 333 Гкал/міс, тобто майже вдвічі менше. У цілому, якщо проаналізувати втрати тепла в комунальному господарстві, то вони розподіляються к: стіни будинків – 40%, вікна – 10%, тепломережі – 20%, казани – 30% (тепло газів, що ідуть – 10%, недопал – 10%, інше – 10%) – разом 100%. Середня витрата теплової енергії на опалення нашого житлового фонду складає понад 600 квт-л/рік на 1 кв.м, що в 4-5 разів перевищує аналогічні показники для таких «холодних» країн як Фінляндія чи Швеція.

В) Зараз активно впроваджуються в житлово-комунальне господарств так називані «теплові насоси» – пристрої, що дозволяють використовувати низько потенційне тепло.

Іншими словами, вони «перекачують» теплову енергію з більш холодного середовища в більш тепле. Тепловий насос за принципом дії аналогічний холодильнику, але зі зворотним призначенням. Як і холодильник, тепловий насос має випарник і конденсатор. Припустимо, випарник винесений на вулицю де мінус один градус, а конденсатор знаходиться в квартирі, де плюс п'ятнадцять. У випарнику робоче тіло (рідкий аміак) випаровується при атмосферному тиску (його температура кипіння – мінус 36 град.С). Потрапляючи в конденсатор, де компресором ці пари стискуються до більш високого тиску, аміак переходить у рідкий стан, при цьому за рахунок тиску нагрівається і потім нагріває, наприклад, воду в теплообміннику. Таким чином, тепловий насос «перекачує» тепло від об'єкта, де мінус один, до об'єкта, де плюс п'ятнадцять град.С. (С°)

Кардинальне рішення проблеми економії «комунальної» енергії:

– оснастити весь будинок лічильниками води, тепла і електролічильниками;

– поступово переходити на обігрів житла електричними термоелементами, вмонтованими в стіни чи підлогу на індивідуальні газові побутові конвектори (ККД 80-90%, вартість обігріву – втроє дешевше комунального тарифу, випуск лагоджений в Ужгороді), що нагрівають засмоктуване з вулиці повітря і не вимагають ні води, ні електроенергії – тільки газ;

– одночасно доцільно децентралізувати подачу гарячої води в багатоквартирні будинки, поставивши в підвалі кожного такого будинку власну бойлерну з насосної. Це призведе до зникнення вічно «дірявих» теплотрас;

– необхідно утеплити стіни і вікна старого житлового фонду, які не вимагають ні води, ні електроенергії – тільки газ; Варто пам'ятати і про те, що стінка з «червоної» (керамічної) цегли в 1,5-2 рази «тепліша» стінки із силікатної цегли й у 2,5-3 рази – стінки зі збірного залізобетону.

У даний час в області світлотехніки надшвидкісними темпами відбувається зміна традиційних ламп накалювання на високо-яскраві світло діоди на базі кристалів сапфіра. Такі джерела світла мають термін дії – 30 років (проти максимуму 6 міс. – для ламп накалювання), а також у сотні разів менша витрата енергії, тому що можуть працювати від мережі 12 В. Таким чином, шляхом не дуже великих фінансових витрат (але дуже великих організаційних зусиль) ми можемо домогтися економії приблизно третини затрачуваної сьогодні Україною «комунальної» енергії.

Значна частина тепла при теплопостачанні будинків витрачається на вентиляцію. Економія може бути досягнута шляхом використання теплоти повітря, що видаляється витяжною вентиляцією. Для цього застосовуються спеціальні агрегати.

Агрегат з рекуператором тепла складається з двох вентиляторів: (один – витяжний, інший – приточний), рекупераційного блоку і фільтрів із синтетичного матеріалу, що миється, що захищають рекупераційний блок від забруднення. Тепловий ККД теплообмінного апарату противоточного типу досягає 65-75%. Габаритні розміри агрегату продуктивністю 330 м'/год складають 836 х 562 х 483 мм.

Когенерація

Ще один шлях підвищення ККД казанів – це так наз. «когенерація» – тобто вмонтовування в схему роботи вугільного казана газотурбінної чи паро газових установок (ГТУ чи ПГУ), що будуть відбирати «зайву» енергію. До кладу такої установки входять казан-утилізатор і парова (газова) турбіна з електрогенератором на загальному валу. Наприклад, у казанах заводських ТЭЦ виходить пара з тиском 10-15 ат, а необхідний робочий тиск для його використання в цеху чи іншому об'єкті не більш 2-4 ат. Ці 2-4 ат одержують за рахунок скидання «зайвого» тиску пари на дроселі, тобто фактично викидають величезну енергію пари високого тиску «в нікуди». Якщо на шляху «п’ятнадцяти атмосферного» пару замість дроселя поставити парову турбіну з електрогенератором – можливо одержувати «дармову» електроенергію, а після турбіни пар саме і буде мати потрібні 2-4 ат. Когенерація підвищує ККД «вугільного» казана ще на 15-20%, т е до нечуваних 60-70%!

Україна прокачує через свою територію до 120 млрд куб. м російського природного газу. Масштабний резерв енергії можна знайти в системі «Укр. транс. газу», де існує понад 450 газоперекачующих станцій (ГПС) і 1300 газорозподільних станцій (ГРС). На ГПС існують газотурбінні установки (ГТУ), для роботи яких спалюється в рік (із ККД всього 25%) п'ять млрд куб.м природного газу, що перекачується, а газ після турбіни з температурою близько 500 град. викидається в атмосферу. Якщо ГТУ дооснастить казаном-утилізатором і паровою турбіною з електрогенератором на загальному валу, ККД підвищиться до 55%, а кожен відсоток ККД заощаджує за рік 200 млн куб.м газу – разом 4 млрд куб.м газу у рік. Газорозподільні станції «розводять» газ з магістральних газопроводів до споживачів. При цьому тиск природного газу знижуються з 12-ти до 2-х атмосфер, а величезна енергія, що виділяється, також не утилізується. Якщо цей перепад скидати на побудованих у цикл детендер-генераторах, можна одержати додатково понад 2 млн квт/годин електроенергії (тобто 10% річної української генерації!).

Дата добавления: 2013-12-14