В наcтoящее время пoвышение энергoэффективнocти являетcя oдним из ключевых фактoрoв мoдернизации и кoнкурентocпocoбнoгo рocта рoccийcкoй экoнoмики, ее вcеcтoронней включенноcти в мировой рынок производимых товаров и уcлуг. Проблема энергоэффективноcти, энергоcбережения в той или иной cтепени затрагивает практичеcки вcе cекторы отечеcтвенной экономики. К одному из основных, приоритетных направлений, требующих неотложного решения этой проблемы специалисты относят отрасль строительства и комплекс ЖКХ.
Прошедшие недавно крупные выставочные мероприятия – выставка и конференция «Москва: проблемы и пути повышения энергоэффективности», «Акватерм-2010», «Высокие технологии 21 века», «Московский партенариат», «Нефтегаз-2010» – представили на своих стендах немало новых инновационных решений в этой области. Они познакомили посетителей и участников выставок с опытом реализации энергосберегающих проектов, с новыми оригинальными технологиями и оборудованием в области строительства и жилищно-коммунального хозяйства.
Корреспондент журнала «Промышленный вестник» кандидат технический наук Алексей Лабунский представляет наиболее интересными разработки российскиъ ученых и практиков.
1. Эффективное энерго-, тепло- и водоснабжение
Сегодня среди наиболее энергоэффективных и экологически чистых направлений производства электрической и тепловой энергии считается технология электрохимических генераторов, в которых электроэнергия получается непосредственно в результате химических реакций.
На стенде российско-германского предприятия Matec International Ltd была представлена оригинальная автономная система энергоснабжения HotModule на базе технологии топливных элементов. Главная особенность системы – способность непосредственно превращать энергию газа в электричество и тепло без использования традиционных технологий получения электроэнергии – без пламени, турбин или поршней. Сам топливный элемент, выполненный по технологии MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell, расплавный карбонатный топливный элемент) и SOFC (Solid Oxide Fuel Cell, твердооксидный топливный элемент) без турбины, сконструирован как сэндвич. Он производит электрический ток и тепло, когда на анод подается водород (Н2), а на катод атмосферный кислород (О2). Между ними находится электролит из лития и карбоната калия. Электрохимические процессы, происходящие в модуле, обеспечивают выработку электроэнергии. Образующийся в процессе работы системы горячий пар (при температуре более 300°C) может использоваться как для дальнейшего производства электроэнергии, так и в качестве источника тепла, в технологиях охлаждения с использованием абсорбционных охладителей, для процессов стерилизации, в системах отопления…
Такие небольшие и эффективные установки (электрическая мощность – 250 кВт, тепловая мощность – до 180 кВт) могут использовать различные виды газа: природный газ, биогаз, газ, выделяющийся в процессе очистки сточных вод и т.п. Как показывает практика эксплуатации установки в Германии, время ее окупаемости составляет около четырех лет. Надежная и экологически чистая новинка на базе технологии топливных элементов уже с успехом используется в системах энергоснабжения. В частности – в промышленности (техническое производство, пищевая, фармацевтическая, косметическая промышленность…), в системах обслуживания газопроводного транспорта, в медицине и сфере высоких технологий, в ЖКХ, при оборудовании очистных сооружений, в телекоммуникационных системах, системах связи и др.
Долговременная и надежная служба трубопроводных сетей промышленного и коммунального назначения в немалой степени зависит от технических характеристик, качества защитных и теплоизоляционных покрытий самих труб.
При эксплуатации действующих промышленных и коммунальных теплосетей существенная доля энерго- и теплопотерь приходится на долю трубопроводов, в результате активно протекающих коррозионных разрушений. На стенде предприятия НПК «Курс-ОТ» (Москва) была представлена новинка – двухкомпонентная безрастворительная противокоррозионная композиция «Магистраль». Это универсальное защитное покрытие с расходом 150 г/м2 (при однослойном нанесении) и термостойкостью до 150°C (ТУ 4859-001-29425915-07) является многоцелевым окрасочным составом на основе природных полимеров и синтетических смол, предназначенным для защиты металлических, бетонных и теплоизоляционных конструкций. Состав может использоваться для нанесения по старым покрытиям.
Важное преимущество новинки состоит в том, что композиция практически не содержит органических летучих соединений (растворителей). Это отвечает современным экологическим требованиям по защите окружающей среды, и, что особенно важно, позволяет использовать покрытие не только на открытом воздухе, но и при работе в закрытых помещениях. В настоящее время композиция «Магистраль» освоена в производстве и выпускается предприятием в широком диапазоне цветовой гаммы. Покрытие может использоваться для противокоррозионной защиты всех видов поверхностей металлоконструкций и трубопроводов из черных металлов (в том числе прокорродировавших); гидроизоляции бетонных и теплоизоляционных конструкций (в сочетании с армирующими материалами). Состав «Магистраль», как показала практика, может применяться для формирования грунтовочных слоев, увеличивающих сроки службы финишных (защитно-декоративных) покрытий, а также при восстановлении и ремонте существующих покрытий на основе эпоксидных и полиуретановых синтетических смол.
Фото 1. Трубопроводы, покрытые защитной композицией «Магистраль»
2. Энергоэффективное строительство: материалы, технологии, конструкции
С интересной строительной технологией энергоэффективного, энергосберегающего строительства современных жилых зданий можно было познакомиться на стенде компании ЗАО «МОССТРОЙ-31 (г. Москва). Специалисты компании в содружестве с европейским институтом Passiv Haus и немецкими проектировщиками представили ряд проектов строительства малоэтажного дома, многоэтажного здания и целого коттеджного городка на основе принципа малого энергопотребления. Так называемый «пассивный дом» представляет собой здание со столь малой потребностью в тепле для отопления, что отдельной специальной системы отопления не требуется. Необходимое тепло подводится благодаря уже имеющейся системе вентиляции. Потери тепла в окружающее пространство сводятся к минимуму. Это достигается благодаря массивной теплоизоляции (до 40 см) всех наружных конструкций здания, двухкамерному остеклению с двумя слоями низкоэмиссионного покрытия, высокоэффективной приточно-вытяжной системе вентиляции (КПД более 75%) с рекуперацией тепла, специальной конструкции наружных стен…Воздухонепроницаемая оболочка покрывает все здание, кроме того, стыки между строительными конструкциями очень тщательно герметизируются. В настоящее время ряд таких зданий построен и с успехом эксплуатируется в Германии, планируется возведение энергосберегающих домов и в РФ.
3. Коммунальные системы управления и контроля
Интересные новинки, энергосберегающие технологии и комплексы представили отечественные разработчики в области управления и контроля работы коммунальных систем. Так на стенде ЗАО «ГНПП Аэрогеофизика» – ООО «Геолого-геофизическая компания» (Москва) была представлена высокочувствительная тепловая инфракрасная аэросистема ТИКАС для осуществления дистанционного контроля тепловых утечек различных городских объектов. Разработчики предприятия ГУП «Моссвет» представили мобильную лабораторию (систему) мониторинга наружного городского освещения. На стенде ГК «Ивэлектроналадка» (Иваново) можно было познакомиться с новой разработкой – SCADA-системой «Атлант» для проведения контроля и управления технологическими процессами в энергетике в режиме реального времени, что весьма актуально в системах рационального энергоснабжения городских промышленных предприятий и объектов.
Оригинальную разработку представили специалисты и ученые подмосковного города Жуковский. На стенде НПО «Прогтех» был представлен программно-технический комплекс «СПРУТ-M» для оснащения диспетчерских в управляющих компаниях, ТСЖ, ЖСК и местных администрациях. Основу предлагаемой системы составляет микропроцессорный модуль обработки сигналов «УСК», на который получен промышленный патент и необходимые сертификаты соответствия. Система «СПРУТ-M» позволяет диспетчеру непосредственно в реальном режиме времени принимать и передавать из одной точки населенного пункта в другую, расположенную в этом или другом населенном пункте, снимаемые данные от электро-, водо-, газо- и теплосчетчиков, а также – выполнять дистанционный контроль технического состояния лифтов. Кроме того, программно-технический комплекс дает возможность осуществлять охрану объектов, контролировать доступы на объекты, оперативно выявлять предаварийные и аварийные ситуации (утечки жидкостей и газов, задымление и т.д.) и своевременно на них реагировать. Разработанная программа позволяет выводить получаемые данные в виде графиков и текстов, различных шкал, чертежей, фотографий, рисунков. Следует отметить и эксплуатационные возможности комплекса. «СПРУТ-M» обеспечивает управление контролируемыми объектами посредством кнопок, регуляторов, меток. Наконец, система позволяет дистанционно управлять электрозадвижками, электрофидерами и другими исполнительными механизмами. В настоящее время программно-технический комплекс «СПРУТ-М» установлен и успешно используется в диспетчерских в управляющих компаниях ЖКХ, а также в местных администрациях в ряде городов РФ.
4. Воздушная среда помещений – экология и безопасность
Надежная защита окружающей среды, предотвращение попадания в атмосферу вредных, опасных для здоровья человека производственных газовых выбросов является актуальнейшей задачей сегодняшнего дня в технологических процессах самых различных промышленных предприятий. Важной проблемой является очистка воздуха и поддержание требуемых экологических кондиций в домах ЖКХ, общественных помещениях и административных зданиях…..
Интересную отечественную разработку представило московское научно-производственное предприятие ООО «Перспектива». Новая плазменная установка Plazmair предназначена для очистки воздуха в промышленных и жилых помещениях от вредных газообразных примесей и позволяет производить очистку воздуха от всевозможных загрязнений в виде газов органической природы без содержания фтора (F), хлора (Cl) и фосфора (P). Установка может применяться на различных производствах для удаления или утилизации загрязнений, образующихся в технологическом цикле. Созданная специалистами предприятия технология основана на принципе очистки воздуха от загрязняющих веществ с помощью деструктуризации (разрушения) сложных молекул в зоне низкотемпературной плазмы при возникновении электрического разряда. Предприятие разработало и освоило в производстве ряд модификаций такой установки для очистки воздуха в различных условиях использования и для различной степени концентрации вредных веществ, содержащихся в воздухе – до 350 мг/м3, до 1 тыс. мг/м3 и свыше 1 тыс. мг/м3.
Отечественная новинка сертифицирована. Она может быть использована (и уже используется) в условиях промышленных предприятий, на предприятиях общественного питания, в очистных сооружениях, а также в цехах и мастерских, бытовых и общественных помещениях, а также для очистки приточного воздуха в жилых и административных зданиях.
В последние годы довольно серьезная проблема вентиляции небольших помещений возникла в связи с широким использованием герметичных окон. Такие окна подарили тепло, бесшумность, отсутствие пыли, однако они одновременно и «лишили» нас свежего воздуха. Новая разработка ООО НПФ «Экотерм» (Омск) посвящена энергосберегающим приборам для местной вентиляции квартир, офисов и других небольших помещений, оснащенных герметичными окнами.
Как правило, в больших зданиях и коттеджах эта проблема решается с помощью крупных центральных систем вентиляции. В многоквартирных же домах она остается не решенной.
Специалисты предприятия предложили новое решение для вентиляции подобного рода небольших помещений.
Фото 2. Энергосберегающий прибор для местной вентиляции квартир (модель УРВК)
Здесь создан ряд приборов модели УРВК – компактных энергосберегающих приточно-вытяжных приборов для вентиляции квартир. Принцип работы приборов УВРК прост и естественен. Он чем-то напоминает дыхание человека в морозную погоду через шарфик. При выдохе мы отдаем ткани шарфика часть тепла выдыхаемого воздуха и часть выдыхаемой влаги, а при вдохе свежий воздух, проходя через шарфик, забирает обратно и часть тепла, и часть влаги. Такой нехитрый способ обеспечивает «владельцу шарфика» двойной и полезный эффект: и горлу теплее, и слизистые носоглотки не пересыхают.…
Подобный принцип «вентиляции легких с рекуперацией тепла в неподвижном регенераторе-шарфике» и реализован омскими разработчиками в приборах УВРК.
В фазе 1 вентилятор установки удаляет воздух из комнаты. Воздух, проходя через теплоемкий воздухопроницаемый регенератор, нагревает его. В фазе 2 регенератор прогрет и происходит реверсирование вентилятора. В 3-й и 4-й фазах холодный наружный воздух, проходя через регенератор установки, нагревается почти до комнатной температуры, остужая постепенно регенератор. А дальше – процессы повторяются.
Как показывает практика, оптимально использование в квартире не менее двух работающих в противофазе установок в разных комнатах. В принципе же – их количество может потребителем наращиваться (по числу комнат). Такое решение проблемы вентиляции квартир с герметичными окнами имеет такие важные достоинства, как компактность, отсутствие необходимости прокладки воздуховодов и, наконец, ощутимая экономия энергии.
На стенде компании был представлен прибор УВРК-50 – прибор нового поколения. В его основе реализованы те же принципы работы, но он более производителен (50 м3/ч, возможна плавная регулировка производительности) и функционально оснащен (расширены сервисные и программные функции) при тех же небольших габаритах.
В процессе работы каждым прибором управляет свой электронный блок, при этом согласование работы приборов может производиться без кабеля.
Алексей Лабунский
