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 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 ( 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 о С, а в печах типа буржуйка этот показатель намного выше и доходит до 200 о С. 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 апробации энергоэффективного 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 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 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 ( ) Программа малых грантов GEF г. Ташкент, ул. Мирабад, 41/3 ( )

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ ВОПРОСЫ?