Подобные агрегаты в состоянии достигнуть такого высокого КПД, который не имела до сих пор ни одна электростанция в мире. Причем их мощность такова, что позволит снабжать энергией и теплом целые городские районы. Еще один путь экономии энергии — использование так называемых блочных теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) небольшой мощности, работающих в основном на газе. Эти ТЭЦ могут производить тепло и электроэнергию для одного конкретного объекта, например промышленного предприятия, больницы, бассейна или относительно небольшого числа квартир. С учетом потерь при распределении современные установки такого рода обладают в использовании энергии КПД, равным 85 процентам. Технические усовершенствования, вероятно, позволят довести его почти до 90 процентов, что намного превышает показатели самых совершенных на сегодняшний день ТЭЦ.
Блочные ТЭЦ могут помочь в решении проблемы теплоснабжения небольшого числа потребителей в сельских районах. Комплект блочных агрегатов примет на себя дополнительную нагрузку в зимний период. Они способны выручить и в часы «пик», когда
ность в энергии особенно велика. В случае выхода из строя линий электропередачи они могли бы выполнять роль аварийных установок.
С ПОМОЩЬЮ ТЕПЛОВОГО НАСОСА
Поскольку на многих крупных промышленных предприятиях, как правило, образуется больше отходов тепла, чем они способны использовать, это тепло можно было бы направить расположенным по соседству потребителям или в жилые районы. Например, на современном предприятии с кислородно-конвертерными процессами, где жидкий чугун частично освобождается от углерода путем продувки кислородом, образуется большой объем горячей окиси углерода. Этот газ, обычно сгорающий в факелах над дымовыми трубами, лучше направить на подогрев воды, чтобы отапливать ею жилые дома.
Впрочем, тепловые отходы, которые можно использовать, образуются и на мелких предприятиях, а также в сельскохозяйственном производстве, в каждом домашнем хозяйстве. Зачастую, однако, это тепло имеет настолько низкую температуру, что его нельзя применить для отопления или других хозяйственно-бытовых нужд. Поэтому температуру тепловых отходов предварительно поднимают до необходимого уровня. Подобную операцию осуществляют с помощью так называемого теплового насоса, который в принципе действует как обычный холодильник.
В особо благоприятных условиях для работы теплового насоса вообще не требуется дополнительной энергии или необходимо крайне небольшое количество ее. К примеру, в парикмахерской, где сушильные аппараты для волос, фены, щипцы для завивки и целый ряд других приборов в прямом смысле слова обогревают помещения, имеется возможность вместо обычного, чаще всего постоянно работающего кондиционера установить тепловой насос.
Он не только заменит кондиционер, потребляя предназначенную для него электроэнергию, но и станет одновременно давать горячую воду. В мясном магазине, где день и ночь работают различные холодильные агрегаты, вовсе не обязательно выбрасывать образующиеся при этом отходы тепла в атмосферу — можно утилизировать их с помощью специальной установки, соединенной с водным резервуаром. Это позволит покрыть не только потребности самого производства в горячей воде, но и снабдить ею определенное число дополнительных потребителей.
Возможность получить обратно "тепло охлаждения" существует практически в каждом домашнем хозяйстве, где используется холодильник или морозильник. Это позволило бы одновременно значительно улучшить энергобаланс таких агрегатов-крупнейших потребителей электричества.
Немалые возможности для возврата тепла имеются в сельском хозяйстве. Целесообразно, например, воздух из коровника отводить в тепловой насос, затем с его помощью нагревать воду и направлять ее в отопительную систему помещения. Уже становится выгодным использовать и то тепло, которое выделяется при охлаждении парного молока. Достаточно сказать, что то количество молока, которое ежедневно дают 15 коров (каждая в среднем за год 5000 литров), при своем охлаждении до 4 градусов Цельсия выделяет столько тепла, сколько его требуется для удовлетворения потребностей коровника в горячей воде. При этом 1 литр парного молока при своем охлаждении обеспечивает с помощью теплового насоса нагревание 0,6–0,85 литра воды до 55 градусов.
МИКРОПРОЦЕССОРЫ И… СТИРКА БЕЛЬЯ
Очень много энергии — больше половины — теряется при ее использовании мелкими потребителями.
Исследования показали, что холодильники и рефрижераторы только за счет совершенствования системы теплоизоляции и конструкции приборов, увеличения поверхности теплопередачи испарителя и конденсатора могут сократить расход электроэнергии по сравнению с сегодняшним уровнем на 30–50 процентов. Или, скажем, совершенствование автоматики электроплит, повышение теплоизоляции пода конфорок, тщательное регулирование подачи энергии, более широкое применение скороварок, использование посуды с меньшей теплоотдачей или более соответствующей по своим размерам диаметру конфорок приведут к экономии примерно трети потребляемой ныне электроэнергии.
Что же касается стиральных машин, то дальнейшее сокращение объема потребляемой ими энергии будет зависеть от внедрения электронных узлов и микропроцессоров, которые поставят стирку белья в точную зависимость от его загрязнения, загрузки машины, градуса жесткости воды и автоматической дозировки моющих средств. Сенсоры, установленные на таких стиральных автоматах, должны определять температуру воды, содержание щелочи в ней и ее помутнение, с тем чтобы подавать необходимую информацию на микроЭВМ, которая, со своей стороны, в состоянии рассчитать оптимальное потребление энергии, воды, моющих средств и управлять процессом.
Рациональному использованию энергии, ее экономии будет способствовать также объединение всех имеющихся в домашнем хозяйстве электроприборов в единую управляемую систему. Соответствующую рабочую программу получит "домашняя. ЭВМ", которая станет координировать и контролировать рациональное использование отдельных приборов и заботиться о том, чтобы необходимая энергия направлялась туда, где ее потребление в данный момент наиболее экономично.
243
При известных условиях это означает, что суровой зимой для нагрева воды, идущей на стирку белья или мытье посуды, будет использоваться тепло отопительной установки на жидком топливе, если эта установка при полной нагрузке работает с относительно высоким КПД, или отработанное тепло холодильников и рефрижераторов. Только в исключительном случае включатся системы электронного нагрева воды самих стиральных машин или посудомоющих автоматов.
Значительное количество энергии можно сэкономить и без особых технических новшеств. Для этого следует более рационально использовать электробытовые приборы. Та хозяйка, которая готовит пищу в открытой посуде, берет для варки чересчур много воды, пользуется кастрюлями, размеры дна которых не соответствуют диаметру конфорок, плохо или совсем не использует тепло уже выключенной, но еще не остывшей плиты, затрачивает на 33–35 процентов электроэнергии больше, чем это необходимо. Напомним, что для кипячения полутора литров воды в неподходящей кастрюле без крышки на конфорке мощностью 850 ватт потребуется на 350 процентов электроэнергии больше, чем если бы кастрюля плотно закрывалась крышкой и точно соответствовала диаметру конфорки.
Особенно много энергии тратится впустую при отоплении помещений. Специалисты пришли к выводу, что, обеспечив благоприятные условия работы отопительных систем без изменений их существующей структуры, можно сэкономить в многоквартирных домах (до 12 квартир) до 31 процента потребляемой энергии, а в домах для одной семьи — до 35 процентов. Для этого достаточно уменьшить пазы и швы на окнах и дверях, установить дополнительные регулирующие устройства, обеспечить ремонт и умелую эксплуатацию отопительной системы. Даже незначительные технические
усовершенствования традиционных отопительных устройств влекут за собой весьма заметную экономию. Новая форсунка для жидкого топлива своеобразное эхо космических исследований — позволяет сократить расход топлива на 15 процентов. КПД устройства повысился благодаря использованию опыта ракетостроения в подготовке горючей смеси и регулировании процесса горения. При этом заметно уменьшился выброс вредных веществ — в дымовых газах практически нет хлопьев сажи и остатков фракций жидкого топлива.
Еще одно эхо — правда, не космических, а ядерных исследований-керамический газовый нагревательный агрегат, снабжающий горячей водой отопительную систему, кухню и ванную. Этот агрегат керамическая форсунка, обеспечивающая равномерное и полное сгорание топлива, в сочетании с керамическим теплообменником, обладающим высокой степенью теплопередачи. Подобное устройство расходует на 20 процентов топлива меньше, чем обычные системы. Высокая теплостойкость, нечувствительность к резкой смене температур, хорошая устойчивость к воздействию агрессивных сред характерны для керамических элементов и узлов — идеальных устройств для использования отработанного тепла.
Свой «вклад» в расточительное использование конечной энергии вносит и транспорт. Главная причина тому — низкие КПД двигателей легковых и грузовых автомобилей, а также автобусов. Между тем только за счет совершенствования параметров двигателя и широкого внедрения микроэлектроники можно сберегать до 30 процентов горючего. Ожидается, что именно таким экономичным станет "автомобиль будущего". Для него сконструирована экспериментальная модель двигателя с расходом горючего не более 3,7 литра на 100 километров. По оценкам специалистов, экономия
топлива благодаря внедрению микроэлектроники станет весьма ощутимой начиная с 1985 года. микроЭВМ, к примеру, может так отрегулировать впрыск бензина и установку момента зажигания, что затраты топлива на одну и ту же протяженность пути сократятся почти на четверть. Микроэлектроника также позволяет управлять процессом сгорания топлива, фазами газораспределения, уменьшит потери топлива в режиме торможения двигателем. Предполагается также со временем создать электронную педаль акселератора.