Украинский  Русский
Главная > Энергосберегающие технологии

Энергосберегающие технологии

Проблемы загрязнения окружающей среды в результате жизнедеятельности современного человека уже давно волнуют ученых всего мира, и вполне вероятно, что уже в самое ближайшее время человечество может столкнуться с настоящей экологической катастрофой. Все чаще и настойчивее звучат призывы к бережному и разумному отношению к окружающей нас природной среде, рациональному использованию и распределению природных ресурсов. Сегодня уже никого не удивишь таким термином, как «глобальное потепление климата». Реально происходящие и уже ставшие очевидными изменения климата в некоторых частях Земли, равно как и далеко не радужные прогнозы экологов заставляют задуматься не только о поиске новых, альтернативных и экологически чистых источников энергии, но также разработке и внедрению энергосберегающих технологий. Понимание и острую необходимость решения проблемы хорошо поняли жители европейских стран с высоким уровнем жизни, для которых разработка и внедрение энергосберегающих технологий в быту стали нормой жизни. И в этом нет ничего удивительного, потому как если сегодня еще есть выбор между выращиванием экологически чистых продуктов на своем огороде и жизнью в противогазе, то вполне вероятно, что у будущих поколений такого выбора уже не будет.

Энергоэффективный плавательный бассейн OSPA


Использование солнечной радиации

Технологии получения тепловой и электрической энергии с использованием солнечной радиации существуют уже давно, постоянно усовершенствуются и, что не менее важно, уже нашли и продолжают находить самое широкое применение в повседневной жизни современного человека. Сегодня использование солнечной радиации в качестве современных энергосберегающих технологий, альтернативных нефти, газу и углю способов получения экологически чистого источника энергии, считается одним из перспективных направлений в области энергетической безопасности и защиты окружающей среды. Первыми это поняли жители европейских стран с высоким жизненным уровнем. Вопросы загрязнения окружающей среды стали для них настолько остры и очевидны, что в рамках решения данной проблемы в ООН был разработан и принят так называемый Киотский протокол, в рамках которого для каждого государства были определены допустимые нормы ежегодного выброса в атмосферу вредных веществ. Не глядя на всю очевидность проблемы, ее понимание и постоянно ухудшающуюся вследствие деятельности человека экологическую ситуацию, у Киотского протокола нашлось немало противников. В первую очередь, это страны с высоким уровнем энергопотребления, например, Соединенные Штаты Америки, которые отказались от его подписания. Но невзирая на это, в США, Австралии, Германии и ряде других стран уже давно и широко используются генерирующие солнечную радиацию установки. Генерирующим и превращающим солнечную радиацию в тепловую и электрическую энергию элементом являются солнечные коллекторы, называемые в быту солнечными батареями. Как уже писалось ранее, жители европейских и западных стран первыми поняли все преимущества таких установок и уже широко применяют их в качестве получения тепловой и электрической энергии для обогрева домов, теплиц, и бассейны в данном случае не составляю исключения. Бассейны, оборудованные солнечными, или так называемыми еще гелиосистемами, также используемыми в качестве получения тепловой энергии из солнечной радиации, позволяют экономить от 50% до 70% необходимой для обогрева бассейнов и воды энергии. Процентный показатель эффективности таких установок зависит как от климатических условий того или иного региона, продолжительности светового дня, температуры и интенсивности солнечной радиации, площади и эксплуатационных характеристик используемых коллекторов, а также от проектировки и используемых при строительстве помещений материалов. В таком случае речь идет о так называемых и уже строящихся «умных» энергосберегающих домах. Общая концепция проектирования и строительства таких домов и помещений направлена на максимальное снижение расхода тепловой и электрической энергии вследствие использования инновационных проектировочных решений, современных строительных технологий и материалов, а также использование современной бытовой техники и инженерно-технических коммуникаций и оборудования с минимальным уровнем потребления тепловой и электрической энергии. Озабоченные надвигающимися глобальными изменениями климата европейцы с высоким жизненным уровнем уже сделали свой выбор – энергосберегающие технологии в быту уже стали для них нормой жизни. Энергосберегающие технологии для отопления и подогрева воды в бассейнах в сочетании с автоматизацией процесса управления инженерно-техническими коммуникациями и оборудованием сократят расходы потребляемой тепловой и электрической энергии и выброс загрязняющих атмосферу веществ. Одна из таких, используемых в качестве энергосберегающих технологий гелеоустановок, аккумулирующих и преобразующих солнечную радиацию в тепловую энергию для подогрева воды в бассейнах. На первом этапе, прокачиваемая насосом через фильтр вода попадает в солнечный коллектор. На втором этапе, нагретая в коллекторе вода поступает обратно в бассейн. Как показано на рисунке, в системе гелеоустановки предусмотрены воздушный и обратный клапаны, байпасная линия с вентилем. В данном случае, материал корпуса коллектора должен иметь высокие антикоррозийные характеристики, исключающие образование коррозийных процессов вследствие постоянного контакта с поступающей для нагрева из бассейна воды, а также выдерживать температурные режимы от минус 20°C до плюс 70°C. Обладать максимально возможными высокими характеристиками теплопроводности и не менее высокой поглощательной способностью. Поперечное сечение каналов коллектора должно обеспечивать минимальное давление при больших объемах прокачиваемой через него воды. Идеальными и максимально подходящими материалами являются полиэтилен и полипропилен черного цвета, а также синтетический каучук. Полиэтилен и полипропилен менее дорогие, но и не такие стойкие к агрессивным средам материалы, каковым является синтетический каучук. При площади коллектора, применяемого для подогрева воды в бассейне, гелеоустановки равной 800 м2 и при годовом поступлении на ее поверхность 1050 кВт солнечной энергии на квадратный метр, установка дает до 170МВт/ч тепла, при необходимости 270МВт/ч. В данном типе не имеющего остекления поверхности коллектора вода подогревается на 3,5°C. Средняя тепловая мощность такой установки за сезон составляет 270 кВт с показателем КПД 38% - 39%. Длинные, накапливающие тепловую энергию трубы поверхности коллектора имеют специальную ребристую поверхность и изготовлены из полипропилена. А система прямой и обратной подачи воды трубопровода - из полиэтилена. Применяемая для подогрева воды в бассейне комбинированная солнечная теплонасосная система позволяет поддерживать температуру воды в бассейне в летний период на уровне не ниже 20°C. При неблагоприятных погодных условиях, обусловленных низкой активностью солнечной радиации, включается тепловой насос, эффективно использующий солнечный коллектор гелеоустановки в качестве испарителя. Применение вышеописанной гелеоустановки в средней полосе России для подогрева воды в плавательных бассейнах дает за сезон от 250 кВт/ч до 270 кВт/ч полезной тепловой энергии с 1 м2 площади коллектора.


Оптимизация измерений, управления и регулирования

Автоматизация управления тем или иным оборудованием является довольно важным и заслуживающим во всех отношениях внимания процессом. В настоящее время уровень современных технических средств, электроники, компьютерных технологий и программного обеспечения позволяет решать целый ряд несомненно важных задач и проблем экономического характера. В данном случае, использование систем автоматизации процессами управления инженерно-техническими коммуникациями и оборудованием бассейна не составляют исключения. Чтобы понять, насколько экономически эффективным и оправданным может быть внедрение системы автоматизации в плавательных бассейнах, важно знать, какие возможности открываются вследствие применения таких систем. Например, практически все современные бассейны имеют электронные датчики, определяющие температуру воды непосредственно в чаше бассейна, температуру поступающей воды из систем центрального водоснабжения, а также электронные датчики, установленные на электронагревательных системах, обеспечивающих подогрев воды в рамках рекомендуемых норм. Оптимизировать работу вышеописанных электронных датчиков, измеряющих температурные режимы воды, можно при помощи оборудования, выполняющего функции контроля, управления и регулировки температурными режимами воды в рамках рекомендуемых значений. Применение такого оборудования позволит максимально минимизировать расходы тепловой и электрической энергии. В зависимости от соответствия или отклонения показываемых электронными датчиками значений от рекомендуемых норм осуществляется дальнейшая автоматическая регулировка температуры поступающей в бассейн воды из системы центрального водоснабжения или систем ее подогрева. Принцип работы такого оборудования, состоящего, в зависимости от поставленных задач, из одного или целого блока контроллеров, основан на следующем: снимаемые температурными датчиками воды в чаше бассейна показания поступают на контроллер. Автоматически анализируются и в рамках заданных программной прошивкой контроллера рекомендуемых температурных значении воды поступают уже в виде выходного электрического сигнала на электронные датчики, управляющие системами и арматурой, регулирующими температуру подаваемой в чашу бассейна воды. Как правило, такие контроллеры имеют жидкокристаллические экраны и панель управления температурными режимами. И естественно, говоря о современных энергосберегающих технологиях и применения средств автоматизации управления в плавательных бассейнах, нельзя не сказать о так называемой технике DDC (Direct Digital Control) – техника прямого цифрового управления. Сразу следует сказать, что данный тип техники уже давно и широко применяется в европейских странах для управления всеми процессами обслуживания и контроля в больших плавательных бассейнах. Практичные иностранцы, умеющие не только считать и рационально использовать свои деньги, но и для которых гармоничное сосуществование с окружающей природной средой становится правилом и нормой жизни, моментально оценили все преимущества и высокую эффективность этой системы управления. Техника DDC – это не просто техника прямого цифрового управления. Это техника нового поколения высокого класса, способная обеспечивать практически любые логические связи. Эта техника уже широко и весьма эффективно используется при строительстве современных, так называемых «умных домов». Преимущества и экономическая эффективность применения этой техники уже ни у кого не вызывает сомнений в необходимости ее использования. Обеспечивая всесторонние логические связи, данная техника безошибочно определит выбор наиболее эффективного для использования энергетического оборудования с учетом его эксплуатационных характеристик. Техника прямого цифрового управления возьмет под свой надежный контроль и управление системой отопления бассейна и температурного режима воды в чаше. Систему подогрева воды, вентиляции и параметров влажности воздуха. Систему водоснабжения, циркуляции и фильтрации воды. Контроль за качеством воды и степенью ее загрязнения. Систему энергообеспечения и давления в системе водоснабжения. Все снимаемые электронными датчиками с инженерно-технического оборудования параметры будут автоматически преобразовываться в требуемые измерительные величины. Анализироваться и поступать на главный пульт оператора, а также, при необходимости, поступать на персональный компьютер директора или хозяина бассейна, с которого можно будет вносить необходимые изменения в процесс управления всего оборудования. Вся поступающая информация о работе отдельных узлов, так и всего оборудования отражается на мониторе, записывается и сохраняется. В случае возникновения каких-либо проблем с функциональностью оборудования или его отдельных узлов, система подаст сигнал тревоги, безошибочно определит место и причину. При критических или недопустимых отклонениях в работе оборудования и его отдельных узлов, в рамках заданных параметров, система также оповестит оператора, выдаст необходимую информацию и примет необходимые меры, если устранение возникших проблем не требует непосредственного вмешательства человека.