Энергосберегающие отопительные системы для частных домов и коттеджей для предотвращения вырубки лесных

массивов Нижнеамударьинского региона

Актуальность проблемы:

• Одним из самых больших потребителей энергии являются частные домохозяйства. До недавнего времени самым выгодным и дешевым энергоресурсом, используемым для отопления жилых домов (участков и коттеджей) региона, в частности в кишлаках и селах Узбекистана являлся природный газ. Однако, в последние годы (особенно с 2011 года), в связи с частыми перебоями и низким давлением в поставке природного газа, создание и поддержание необходимой температуры в домах в отопительный период на обычных (отечественных и старых) заводских и самодельных водонагревательных котлах и печках стало затруднительным. Проблема дефицита природного газа ещё больше углубилась после массового перехода автомобилей на альтернативное дешёвое горючее типа газа метан.

• В поисках решения проблемы с отоплением население области прибегает к самому нерациональному способу замещения источника энергии – вырубке деревьев на топливо. В качестве дров используются тутовые деревья, джида, туранга и другие виды деревьев. Фактически вырубается вся древесная растительность, которая может служить топливом. Цена за одну тележку (около 1 м3) дров в отопительный сезон доходит до 200 - 250 000 сум. В грядущие зимы ситуация с обогревом жилых домов таким образом может стать ещё хуже, поскольку в области почти исчерпаны запасы дров, а новые древесные насаждения не создаются. В целом, среднее домохозяйство расходует до 3 куб.метров дров за отопительный сезон, что является эквивалентом вырубки 12 штук (8-10 лет) взрослых деревьев.

Энергосберегающие отопительные системы

КПД обычных заводских и самодельных водонагревательных котлов и печек

широко используемых среди населения очень низкий (от 30 до 40%).

Высокоэффективные отопительные установки и их комплектующее европейских и

других высокоразвитых стран не применяются, или применяются крайне редко

среди населения региона из-за дороговизны а также по незнанию их

энергоэффективности, хотя, КПД таких современных тепловых установок

довольна высок (80 - 90 и даже выше).

Поэтому использование энергосберегающих тепловых установок с большим

КПД и высокоэффективных отопительных систем, является актуальной задачей на

сегодняшний день с целью сохранения топливных ресурсов.

Измерение температуры дымоходов тепловых установок

В этом отопительном сезоне были замеры температуры выходящих газов из дымохода котлов и печек (см.снимки). Результаты измерения показали, что в обычных котлах температура выходящих газов из дымохода колеблется в пределах 100-150оС, а в печах типа буржуйка этот показатель намного выше и доходит до 200оС. Эта энергия (теплота) которая выводится из дымохода, может использоваться как дополнительный источник подогрева, путём установления теплообменника на дымоход и соединяя его с отопительными приборами.

Теоретически, для полного сгорания одной молекулы метана необходимо две молекулы кислорода (химическая реакция: CH4+2O2=CO2+2H2O). Так как воздух содержит около 21% кислорода, для полного сгорания одной молекулы метана необходимо почти десять молекул воздуха, при нехватке воздуха (кислорода) т.е. в результате неполного сгорания образуется СO - моноокись углерода или даже C – углерода, которые загрязняют атмосферу.

В настоящие время загрязнение окружающей среды приобретает угрожающие размеры. Количество выбросов теплоэнергетического сектора стоит на втором месте после автомобильного транспорта.

Поэтому особенно остро стоит вопрос снижении вредных веществ в продуктах сгорания, с помощью усовершенствования конструкции котла для более полного сгорания топливных ресурсов. Основные загрязняющие вещества (СО, Nox и др).

Содержание вредных веществ в дымовых газах

Описание энергоэффективного котла:

• Энергоэффективный котел, работающий на природном газе состоит из трёх частей:

• а) «топки котла», изготовленной из обычной стали. • б) «первичный или нижний контур» внутренняя труба изготавливается из обычной

стали;• в) «вторичный или верхний контур» внутренняя труба изготавливается из меди.

Кожухи обоих контуров изготавливается из обычной стали.• Так как, стальные трубы устойчивы к действию высоких температур, а также при

замкнутой системе отопления повреждаются (ржавеют) меньше, на нижнем контуре в заглушке свариваются стальные трубки диаметром 20 мм.

• Оба контура между собой соединяются фланцем, вторичный верхний контур соединяется с дымоходом тоже фланцем, с целью периодической очистки внутри трубок.

ПРОЦЕСС ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОТЛА

Процесс монтажа и апробацииэнергоэффективного котла

Дополнительные меры повышения КПД обычного котла

• На любом отопительном приборе можно сэкономить топливо, за счет максимального снятия тепла с дымовых газов.

• С целью максимального улавливания теплоты дымохода и тем самым повышения КПД отопительных установок, нами предлагается метод дополнительной установки теплообменника на дымоход имеющихся обычных котлов.

• Стальной кожух теплообменника можно сделать из обычной трубы (нержавеющей или оцинкованной) стали диаметром 200-250 мм. Примерная длина теплообменника составляет один или полтора метра. Внутри кожуха сваривается множество труб из обычной стали (Ø20 или 25 мм). Расчет размера диаметра и длина кожуха, а также размер, длина и число труб проводится по определенной методике. Межтрубное расстояния составляет 5-10 мм.

• Таким образом, внутри маленьких труб движется поток горячего воздуха дымохода, а в межтрубном пространстве движется вода и происходит теплообмен в системе газ-вода.

• Кроме этого, нами планируется собрать медный теплообменник. Внутренние трубы данного теплообменника изготавливается из меди диаметром 20 мм, длина теплообменника составляет 1 метр, а кожух с диаметром 150 мм изготавливается из обычной стали.

Процесс приготовления медного теплообменника

Мероприятие1. Смонтировать выставочный передвижной стенд (модель) «ресурсосберегающую систему отопления» с целью сравнения и демонстрации энергоэффективности усовершенствованных систем

Рис.1 Схема передвижного стенда «ресурсосберегающей системы отопления».

1- дымоход; 2-водонагревательный котёл; 3-медный теплообменник; 4- пластиковые трубы; 5- алюминиевый радиатор; 6- терморегулятор; 7- газовая горелка; 8- вентилятор, 9- расширительный бак; 10- циркуляционный насос 11- газовый счётчик; 12- термометр; 13-вентиль.

Мероприятие 2. Мониторинг расхода энергии и получения дополнительного тепла.

Для дальнейшего продвижения продукта необходимо точно и достоверно представить все данные по выгодам от энергоэффективных котлов в плане затрат топлива и получения энергии. Для этого тестируемая система будет проходить мониторинг с записью всех расходов и получаемой тепловой энергии, и проходить сравнение с имеющимися на рынке аналогами. Будет составлен подробный сравнительный анализ.

Нужно показать что, с помощью улавливания теплоты выходящих газов дымохода дополнительно можно отапливать одну или две комнаты. Также, с помощью этого выставочного стенда мы информируем жителей населения о энергоэффективных алюминиевых радиаторах, а также о энергосберегающих терморегуляторах с газовой горелкой и автоматическим управлением.

Мероприятие 3. Провести расчет по подбору мощности энергосберегающего котла прошедшего апробацию на подготовительном проекте с целью установления его на общежитие студентов или двухэтажного здания находящегося на учебном хозяйстве УрГУ

В основном проекте в качестве демонстрации выгод и преимуществ энергоэффективной отопительной системы планируется установить такую систему в одном из общежитий Университета. Будут выбраны два подобных здания, в одном из которых останется старая система, а в другом будет установлена новая система отопления. В рамках основного проекта будут представлены выгоды от более эффективной системы отопления.

Экономическая эффективность

• В результате проведения предварительных экспериментальных работ нами были установлены возможности повышения эффективности домашних водонагревательных котлов до 80% КПД и более.

• Предварительная цена нового энергоэффективного котла данной мощности составляет около 1100 тыс. сумов, что почти в два раза дешевле импортных энергоэффективных котлов и при этом не уступает по качеству. А также он приемлемый для условий нашего региона.

• Медные теплообменники более долговечны (до 50 лет) и гораздо эффективнее, чем имеющиеся кожухи для труб. Его сравнительная дороговизна 500-600 тыс. сумов окупается за счёт энергоэффективности, т.е. большего улавливания тепла дымохода и использования его для более эффективного обогрева помещений. А это в свою очередь сокращает выбросы газов в атмосферу и способствует сохранению окружающей среды.

Экологическая устойчивость

Использование энергосберегающих тепловых установок с большим КПД и высокоэффективных отопительных систем приводит к сохранению энергоресурсов - газа, деревьев, другого твердого топлива и будет являться важным фактором в сокращения выбросов парниковых газов в атмосферу.

Комитет Профсоюза при УрГУ

Ургенческий Государственнй Университет

г. Ургенч, ул. Х. Алимджана, 14 (+998 91) 279 81 26b.islom@rambler.ru

Программа малых грантов GEF

г. Ташкент, ул. Мирабад, 41/3 (+998 71) 120 34 50

alexey.volkov@undp.org, www.sgp.uz

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ ВОПРОСЫ?