Главная -> Экология

Страна сэкономленного солнца. Переработка и вывоз строительного мусора

В. Н. Исаев,
проф. кафедры водоснабжения МГСУ
М. В. Пупков,
аспирант кафедры водоснабжения МГСУ

Управление – это движение к заданной цели. Оно включает неразрывную цепь следующих действий:

определение цели и ее параметров;

контроль параметров;

воздействие на систему;

регистрацию результатов воздействия;

сравнение результатов с параметрами цели;

принятие решения и определение нового воздействия;

повторение цикла до тех пор, пока цель не будет достигнута.

Выпадение любого этапа из этой цепи, так же как отдельные этапы, реализуемые изолированно от нее (например, контроль параметров), исключают достижение цели, так же как исключение колес или двигателя из автомобиля лишает его возможности самостоятельно двигаться.

В период перехода к рыночной экономике многие политики и руководители, руководствуясь зарубежным опытом, считали, что установка квартирных счетчиков решит проблему рационального использования воды и позволит значительно снизить потери воды [1].

Но в России складывается ситуация, когда социально-экономические отношения между многочисленными собственниками в системе управления водопотреблением приводят к неэффективному вложению средств в установку квартирных счетчиков, возникновению конфликтных ситуаций между организациями, подающими холодную и горячую воду, потребителями. Поэтому перед созданием системы учета необходимо создать систему управления водопотреблением. Требования системы управления водопотреблением должны быть четко сформированы как в информационном (структурное и программное обеспечение и т. д.), так и в экономическом (собственники приборов учета, порядок расчета и т. д.) и техническом плане (метрологические требования к системе учета воды, места размещения приборов и т. д.).

Метрологические параметры системы учета водопотребления определяет физический процесс, в данном случае процесс водотеплопотребления. Если исходить из метрологических параметров измерительных приборов, имеющихся на рынке, то значительно возрастает риск получить в результате систему учета воды и тепловой энергии (для горячего водоснабжения), значительно искажающую реальную физическую и, следовательно, социально-экономическую картину, т. к. метрологические параметры измерительных приборов определяются на лабораторных или заводских стендах, где условия резко отличаются от условий эксплуатации.

Для предварительного метрологического анализа использованы результаты исследований [1] и данные о среднем водопотреблении [2], т. к. действующие нормативы [3] и проектные методики [2, 3] не позволяют выполнять такие расчеты.

Режим водопотребления в системе холодного водоснабжения формируется случайными технологическими водоразборами qт отдельных потребителей [4] и потерями воды, которые можно разделить на непроизводительные расходы qнр и утечки воды qут.

В водопроводе горячей воды дополнительно появляются потери воды в виде сливов qсл. Потери в основном формируются во внутреннем водопроводе зданий. При этом непроизводительные расходы и сливы воды синхронны с водопотреблением, а утечки воды не зависят от него и достаточно стабильны в течение суток [5].

Водопотребление в квартире при наличии централизованного горячего водоснабжения разделяется на водопотребление холодной и горячей воды.

Анализ режима водопотребления холодной воды в квартире со средней заселенностью 3 человека показывает, что оно дискретно и при среднем секундном расходе холодной воды 0,2 л/с суточный технологический расход qт поступает к потребителям в течение 0,5 часа Тт, а остальные 23,5 часа присутствует только утечка воды Тут. Относительная продолжительность технологической работы:

Кт = Тт/Т = 0,5/24 = 0,02 = 2 %.

Относительная продолжительность утечки:

Кут = Тут / Т = 23,5 /24 = 0,98 = 98 %.

В результате даже небольшой секундный расход утечки в сутки (qут = 0,0045 л/с) приводит к большим потерям воды – 390 л/сут., превосходящим технологическое водопотребление холодной воды (85 • 3 = 255 л/сут.).

Секундные технологические расходы холодной воды изменяются в диапазоне от 0,03 до 0,3 л/с, т. е.

DqT = 0,3/0,03=10,0.

При необходимости учитывать нормируемые утечки воды диапазон должен изменяться от 0,3 до 0,0045, т. е. Dqут = 0,3/0,0045 = 66,6.

Анализ режима водопотребления горячей воды показывает, что оно дискретно и при среднем секундном расходе 0,2 л/с суточный технологический расход qт поступает к потребителю в течении 0,35 часа (Тт), а остальные 23,65 часа присутствует только утечка воды (Тут). Относительная продолжительность технологической работы:

Кт = 0,35 /24 = 0,015 = 1,5 %.

Относительная продолжительность утечки:

Кут = 23,65 / 24 = 0,99 = 99 %.

В результате даже небольшой секундный расход утечки в сутки (qут.СНиП = 0,001л/с) приводит к потерям воды 90 л/сут. Секундные технологические расходы горячей воды изменяются в диапазоне от 0,03 до 0,3 л/с, т. е.:

DqT = 0,3 / 0,03 = 10,0.

При необходимости учитывать нормируемые утечки воды диапазон должен изменяться от 0,3 до 0,001, т. е.:

Dqут = 0,3 / 0,001 = 300.

Водопотребление в среднем доме (100 квартир, 300 жителей) при наличии централизованного горячего водоснабжения разделяется на водопотребление холодной и горячей воды, при этом в водопроводе горячей воды появляется циркуляция.

Анализ режима водопотребления холодной воды в доме с заселенностью 300 чел. показывает, что оно непрерывно и суточный технологический расход qт = 85•300 = 25500 л/сут. с учетом непроизводительных расходов qнр = 30•300 = 9000 л/сут. поступает со средним секундным расходом холодной воды 0,4 л/с. Относительная продолжительность технологической работы Кт= 1,0. Максимальный расход холодной воды в доме равен 1,9 л/с. В ночные часы полезный расход составляет 2 л/чел•ч или qт ноч. = 2•300 = 600 л/ч = 0,17 л/с. Величина нормативной утечки равна: qут = (245•300) – 34500 = 39000 л/сут. = 0,45 л/с.

Относительная продолжительность утечки, которая происходит в различных квартирах и поэтому накладывается на полезный расход Кут= 1,0.

Секундные технологические расходы холодной воды изменяются в диапазоне от 0,17 до 1,9 л/с, т. е. DqT = 11,2.

Нормируемые утечки воды (0,45 л/с) превосходят ночной (минимальный) технологический расход (0,17 л/с) поэтому диапазон расходов получается уже Dq ут = 1,9 / (0,17+0,45) = 3,1.

Анализ режима водопотребления горячей воды в доме показывает, что оно непрерывно и суточный технологический расход qт = 16500 л/сут. с учетом непроизводительных расходов qнр = 9000 л/сут. поступает со средним секундным расходом горячей воды 0,3 л/с. Относительная продолжительность технологической работы Кт = 1,0. Максимальный расход воды в доме равен 2,8 л/с. В ночные часы полезный расход составляет 0,5 л/чел.•ч или qт. ноч. = 0,5 • 300 = 150 л/ч = 0,04 л/с.

Величина нормативной утечки равна qут.СНиП = 0,1 л/с. Относительная продолжительность утечки, которая происходит в различных квартирах и поэтому накладывается на полезный расход, равна Кут = 1,0.

Рисунок 1 )

Режимы водопотребления в водопроводе холодной, горячей воды и гидрометрические характеристики счетчиков воды

В отличие от водопровода холодной воды, в водопроводе горячей воды в технологическом режиме имеется постоянная циркуляция, необходимая для компенсации теплопотерь и поддержания расчетной температуры во всех точках водоразбора.

Учитывая, что в эксплуатируемых водопроводах горячей воды износ составляет более 60 %, что увеличивает теплопотери, можно принять величину циркуляционного расхода равную 1,0 л/с = 86,400 л/сут. Секундные технологические расходы горячей воды изменяются в диапазоне от 0,04 до 2,8 л/с, т. е. DqT = 70. Нормируемые утечки воды (0,1 л/с) превосходят ночной (минимальный) технологический расход (0,04 л/с). Расход на циркуляцию (1,0 л/с) поэтому диапазон расходов получается уже Dqут = 2,8/(0,04 + 0,1+1,0) = 2,5.

Расход горячей воды, отобранный потребителями в доме, определяется двумя измерительными приборами, один из которых установлен на подающем трубопроводе (Т3), второй на циркуляционном (Т4). Поданный потребителям расход определяется вычитанием из показаний счетчика, установленного на подающем трубопроводе, показаний счетчика на циркуляционном трубопроводе.

Такой «косвенный» метод определения расхода резко снижает точность измерений. Поэтому точность измерения расхода воды используемыми счетчиками должна быть выше, чем на холодной воде.

Анализ режима водопотребления во внутренних водопроводах зданий показывает, что требования к метрологическим характеристикам измерителей расхода значительно изменяются в зависимости от количества потребителей и требований к учету потерь воды.

Сравнение диапазона изменений полезных (технологических) расходов в квартире, где проживает три человека (DqT = 10,0) с допустимым диапазоном расходов при погрешности не более 2–5 % показывает ,что счетчики воды класса А (диапазон Dq = 50), класса В (диапазон Dq = 100), класса С (диапазон Dq = 200) пригодны в качестве квартирных приборов учета. При необходимости учитывать утечки воды диапазон расходов значительно увеличивается (Dqут = 277...300) и ни один из классов счетчиков воды не обеспечивает заданную точность учета в этом диапазоне. Это может стать причиной несоответствия водного баланса квартирных и домовых счетчиков воды. Кроме этого возрастает социальная напряженность, т. к. с жильцов, установивших квартирные счетчики, кроме основной оплаты по счетчику могут требовать доплату для компенсации этой разницы в показаниях. Эту проблему можно решить социально – административным путем, возложив ответственность за утечки воды на организацию эксплуатирующую здание.

Приведенные расчеты выполнены на средние условия, т. к. на каждом объекте конкретные условия водопользования (количество потребителей, условия монтажа,срок эксплуатации системы, степень износа, давление на вводе и т.д. ) отличаются от средних необходимо создать методики метрологической оценки системы учета водопотребления в целом и по отдельным элементам.

Изложенное выше является первым этапом метрологических расчетов, которые в полном объеме должны учитывать влияние всех погрешностей на измерение расхода.

Выводы

1. Структура системы учета воды в водоснабжении должна обеспечивать метрологические характеристики, обеспечивающие достоверность получения, обработки информации, необходимой для принятия эффективных решений на всех уровнях управления (от потребителя до Правительства).

2. Метрологические характеристики системы учета определяются режимами потребления воды.

3. Оценка и выбор приборов учета холодной, горячей воды, тепловой энергии должны производиться с учетом социальных, системных, метрологических и эксплуатационных требований.

Литература

1. Шопенский Л. А. Исследования режимов работы водопроводов жилых зданий. Автореферат дис. канд. техн. наук. М., 1968.

2. СНиП 2.04.01–85. Внутренний водопровод и канализация.

3. СниП 2.04.02–84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.

4. МДС 13–12.2000. Методические рекомендации по формированию нормативов.

5. Исаев В. Н. Мхитарян М. Г. Анализ методик определения расходов во внутреннем водопроводе // Сантехника. 2003. № 5.

6. ГОСТ Р 50193.1–92. Измерение расхода воды в закрытых каналах. Правила и нормы технической эксплуатации жилищного фонда.

Н. П. Тебин -
научный сотрудник Центра исследований
Японии Института Дальнего Востока РАН.

В новую эпоху побеждает тот, кто выбрал правильную стратегию.

Японцы обогреваются солнцем.
Фото предоставлено Институтом Дальнего Востока РАН

На японские компании приходится более половины мирового производства СЭУ.

Четыре японские компании – «Шарп», «Кёсэра», «Мицубиси электрик» и «Санъё электрик» – вышли в мировые лидеры по выпуску солнечных энергетических установок (СЭУ) и быстрыми темпами наращивают производственные мощности.

После нефтяных кризисов 1970-х годов во многих странах внимание было обращено на поиски путей использования возобновляемых источников энергии, таких как солнечная, ветряная, геотермальная. По некоторым данным, в США за четверть века на эти цели было израсходовано почти 1,5 млрд. долл., но и к середине 1990-х годов в самих США солнечная энергия, как писала газета «Нью-Йорк таймс», оставалась «тусклой лампочкой в свете мощных прожекторов».

Ученые и инженеры не могли решить основную проблему – низкий показатель стоимость – эффективность. Конкуренцию СЭУ в США составила развитая система энергоснабжения. Поэтому энергетические гиганты США, продолжая работу над освоением солнечной энергии, рассчитывали на покупателей СЭУ в удаленных районах Индии, Мексики, Бразилии, куда трудно провести линии электропередачи, где дорого обходится завоз топлива для дизельных электростанций. Надежды возлагались на реализацию СЭУ в странах третьего мира. Но потенциальных покупателей в третьем мире мало, поскольку эти установки весьма дорогие.

В Японии после мирового энергетического кризиса 1973 года правительство приняло две программы решения энергетических проблем. Первая, «Саншайн», предусматривала меры по освоению возобновляемых источников энергии, вторая, «Мунлайт», была нацелена на сокращение энергопотребления.

Первоочередное внимание в рамках программы «Саншайн» уделялось разработке фотоэлектрических систем, так называемых солнечных батарей, преобразующих энергию света в электрическую, которые были бы конкурентными с другими источниками электроэнергии при обеспечении электроэнергией жилых домов и административных зданий. В отличие от США в Японии расчет делался на свой внутренний рынок, а на нем, учитывая национальную психологию, на индивидуальные дома.

Расходы на оборудование дома такой установкой мощностью 3 кВт составляли около 6 млн. иен (около 55 тыс. долл.). Из них: стоимость самой установки – 3 млн. иен, работы по монтажу – 1 млн. иен, инвертор (преобразователь постоянного тока в переменный) – 2 млн. иен. Гарантийный срок службы установки определялся в 20 лет. По подсчетам, средняя стоимость 1 кВт-ч таких установок превышала 100 иен против 20–30 иен для обычных электростанций. Государственная субсидия в 3 млн. иен позволяла снизить стоимость кВт-ч энергии для потребителя до 30 иен. Но все равно установка окупалась для потребителя лишь через 20 лет.

Тем не менее программа дала толчок росту спроса на СЭУ для жилых домов. Уже в первый финансовый год действия программы нашлось более 10 тыс. желающих получить такие субсидии. В целях рационального использования всех энергетических ресурсов правительство Японии с апреля 1992 года обязало 10 электроэнергетических компаний страны покупать излишки энергии у мелких производителей – от электростанций предприятий и до владельцев домов с солнечными батареями.

Правительственные субсидии, продолженные по новой программе с февраля 2001 года, способствовали росту спроса на солнечные батареи у населения, что сразу учли производители СЭУ. После принятия новой программы корпорация «Кёсэра», вложив в расширение производства около 5 млрд. иен, увеличила производственные мощности на 80% – до 60 МВт общей мощности фотоэлементов в год. Корпорация «Шарп», вложив 5,5 млрд. иен, увеличила производство фотоэлементов на 70% – до 94 МВт в год. «Мицубиси электрик» нарастила свои мощности по производству фотоэлементов на 67% – до 25 МВт.

Использование солнечной энергии не ограничивается только установками для частных домов. «Кёсэра», например, разработала и на коммерческой основе поставляет дорожные знаки и придорожные информационные щиты, которые подсвечиваются питающимися от солнечных батарей установками. Надежно выполняют свои задачи солнечные батареи, рассчитанные на питание систем вентиляции, сетей освещения дорог и парков.

С 2000 года Япония вышла в лидеры в мире по использованию солнечной энергии прежде всего за счет предоставления государственных субсидий покупателям СЭУ. Общая мощность этих установок в стране примерно 640 МВт. Правительство ставит целью довести их к 2010 году до 4820 МВт. На конец марта 2004 года производственные мощности четырех главных японских компаний, производителей солнечных батарей, составляли 527 МВт в год, а после завершения компаниями ряда своих проектов по наращиванию мощностей, к лету 2005 года они возросли до 850 МВт. Это сопоставимо с мощностью среднего атомного реактора.

Институт Дальнего Востока РАН

Бункер для мусора: на сайте производится вывоз мусора.

Стандартизация и нетрадиционная. Информационные технологии. 3. Энергетика россии станет демократичной. Впровадження когенераційної уста.

Главная -> Экология