Предмет, цели и задачи дисциплины «Основы экологии и энергосбережения"

Такого же результата можно  добиться, если закрыть окно изнутри  шторой, прилегающей к стене. Штора  должна быть короткой, достающей только до подоконника. Это делается потому, что под подоконником всегда располагается нагревательный прибор системы отопления. Если штора опущена ниже подоконника, то поток теплого воздуха от батареи, поднимаясь вверх, попадает под штору к окну, увеличивая, а не уменьшая теплопотери через окно. Поэтому штора должна лежать на подоконнике и плотно прилегать к стене, не допуская сообщения воздуха, находящегося между шторой и окном, с воздухом комнаты. Недостаток этой меры в том, что в комнату практически не проникает свет, и она может быть использована либо ночью, либо тогда, когда хозяева находятся на работе.

Здесь мы не говорим о  хорошо известных и широко применяемых  оклейке и уплотнении притворов  окон и балконов.

Третье - тепловая защита того участка наружной стены, где расположен радиатор. К сожалению, эта мера не применима к тем квартирам, где  нагревательный элемент размещен внутри стены. Такая компоновка - следствие  грубого просчета проектировщиков. Защитить этот участок можно, поместив на стене за радиатором отражающую поверхность. Причем она не должна касаться радиатора и желательно, чтобы  между ней и стеной был хотя бы небольшой воздушный зазор  или слой тепловой изоляции (войлок, толстая ткань и т. п.).

Вентиляция жилья. Как  уже отмечалось, 43,4% тепловой энергии  из системы отопления расходуется  на подогрев холодильного приточного воздуха, поступающего с улицы. Эту  долю можно снизить.

Каждая квартира оборудована  системой естественной вытяжкой вентиляции. Вентиляционные отверстия расположены  в ванной комнате, в туалете и  на кухне на внутренних стенах, в  верхней их части, и прикрыты металлическими или пластмассовыми решетками. Это - вытяжные отверстия. Через них вытяжной воздух из помещений удаляется на улицу. По законам физики работа этой системы зависит от разности температуры  в помещении и на улицу. По законам  физики работа этой зависит от разности температуры в помещении и  на улице. Чем ниже температура воздуха  на улице, тем лучше она работает и больше теплого воздуха удаляется. На смену ему, благодаря создаваемому вытяжной вентиляции разрежению в квартире через неплотности в окнах, открытые форточки, двери, поступает холодный наружный воздух. Причем в холодную пару года действительный объем вентиляции зачастую превышает требуемую норму, приводя к увеличению затрат на отопление. Для того чтобы снизить объем  вентиляции зимой, рекомендуется частично прикрывать вытяжные вентиляционные отверстия. Поскольку они оборудованы нерегулируемыми  решетками, прикрыть их можно плотной  бумагой или картоном. Вентиляционное отверстие, расположенное в ванной комнате, лучше всего закрыть. Хозяйки  могут возразить: ”А как же быть с бельем после стирки? Будет ли оно сохнуть?” Да, будет, так как  зимой воздух в помещениях очень  сухой. В это время даже необходимо его увлажнять. Эту роль и будет  выполнять высушиваемое в ванной белье. При открытом вентиляционном отверстии влага сразу же из ванной комнаты удалялась на улицу, при  закрытом она будет поступать  в комнаты, увлажняя воздух. Это благоприятно скажется на микроклимате квартиры и  самочувствии жильцов, так как влажный  воздух дает ощущение теплоты, а сухой - холода. Поэтому зимой увлажнение воздуха в помещении улучшает комфортное состояние людей.

Вентиляционные отверстия  на кухне и в туалете могут  быть приоткрыты наполовину и даже больше. Степень прикрытия каждый жилец должен определять индивидуально. Дело в том, что работа вытяжной системы  зависит от того, на каком этаже  расположена квартира. На нижних этажах вентиляция всегда работает очень хорошо, и здесь степень прикрытия  может быть больше. На верхних - вентиляция может работать хуже, и вытяжка  должна быть приоткрыта меньше. Уменьшение воздухообмена достигается также  уплотнением окон и дверей, о чем  уже было сказано. Эти меры позволят сберечь не менее 20% тепловой энергии.

Однако не следует увлекаться сплошной герметизацией квартиры, поскольку  свежий воздух необходим для нормальной жизнедеятельности, а зимой взрослые и дети гораздо больше времени  проводят в помещениях, чем на улице. Свежий воздух является средством профилактики от вирусных и респираторных заболеваний.

Электрическая энергия. Современная  квартира, как правило, оборудована  множеством электрических устройств: плита, холодильник, телевизор, магнитофон, стиральная машина, чайник, кофеварка, приемник, осветительные приборы  и т.д.

Электроэнергия достаточно ценна и ее следует расходовать  очень бережно. Рис. 8.9 дает представление  о том, сколько электроэнергии потребляет в среднем за год каждый прибор. Значение этой проблемы также очень  велико с экологической и финансовой точки зрения. На каждый сэкономленный  кВт-ч энергии приблизительно на 3 кВт-ч снижается общая энергетическая нагрузка электростанции. Кроме того, стоимость электроэнергии в домашнем хозяйстве значительно дороже кВт-ч  топливного сырья. Результаты такой  экономии очевидны. Поэтому необходимым  является использование всех возможностей для экономии электроэнергии.

Приобретая приборы, необходимо следить за их энергоемкостью.

Современные электроприборы в домашнем хозяйстве потребляют почти что в 10 раз меньше электроэнергии, чем аналогичные 10-летней давности. Если очень экономичный прибор и дороже (правда, не всегда) среднего или неэкономичного, то почти всегда дополнительные затраты на него возвращаются благодаря экономии электроэнергии. Это касается прежде всего традиционных ламп накаливания в сравнение с новыми экономичными компакт-лампами.

 

 

 

Электроплита. Наверняка  вам уже приходилось сталкиваться со следующим явлением. Закипел на плите чайник, конфорка отключена, но чайник продолжает неистово кипеть. Простой  совет: отключение конфорки заранее, еще  до закипания чайника на 2-3 минуты, сбережет вам до 20% электрической  энергии. Момент отключения вы можете без труда установить по характерному шуму нагреваемой воды, который та начинает производить незадолго  до закипания. Нагрев воды до кипения  будет продолжаться и после отключения за счет тепловой инерции раскаленной  конфорки.

Кстати, пользование электрическим  чайником предпочтительнее, чем кипячение  воды на плите. КПД чайника 90%, а конфорок электроплиты 50-60%. В этом случае, пользуясь чайником, можно сберечь до 40% электрической энергии. Иными словами, израсходовав одно и то же количество электроэнергии, в чайнике можно нагреть до кипения воды почти вдвое больше, чем на плите. А рекордсменом по эффективности является обычный кипятильник. При его применении практически вся потребляемая электроэнергия расходуется на нагрев воды.

После приготовления пищи одна или две конфорки, как правило, остаются горячими. Следует поставить  на них холодную воду перед тем, как  заливать ее в чайник или кофеварку. Этим можно сберечь от 10 до 30% электроэнергии (в зависимости от температуры отключенной конфорки) при последующем кипячении, поскольку температура воды, заливаемой в чайник, будет не 8-10°С (температура холодной воды из-под крана), а 25-40°С (после подогрева на остывающей конфорке). Кстати, для приготовления как пищи, так чая и кофе желательно пользоваться предварительно отстоявшейся водой, а не из-под крана. Во-первых, отстаиваясь, вода нагревается почти до комнатной температуры (а это примерно 10% энергосбережения при ее последующем кипячении). Во-вторых, из воды частично уходят элементы, которые используются при ее обеззараживании (например, хлор), что важно для здоровья.

Примерно 30-40% потребляемой в доме электрической энергии  приходится на холодильник. Необходимо его регулярно размораживать. Это  даст 3-5% снижения потребления электроэнергии. Желательно, чтобы холодильник был  установлен в наиболее холодном месте  комнаты (у наружной стены), подальше от нагревательных приборов.

Следует чаще пользоваться настольной лампой, которая с лампочкой  мощностью 30 Вт позволяет достичь  лучшей освещенности на рабочем столе, чем люстра с тремя и даже пятью  лампочками общей мощностью 180-300- Вт. В результате двойной выигрыш: сохранение зрения и сбережение электрической  энергии.

В настоящее время в  продаже появились лампы КЛЛ (компактные люминесцентные лампы), которые потребляют в 6-7 раз меньше электрической энергии  по сравнению с лампами накаливания  при одинаковой освещенности. Поскольку  новые лампы намного дороже существующих, широкое их применение вряд ли возможно, так как цена на электричество для населения ниже себестоимости. По мере увеличения цены на электроэнергию ожидается, что популярность ламп КЛЛ будет расти.

Очень важно также отметить, что побуждение к энергосбережению должно опираться не только на экономическую  выгоду, но и на внутреннее убеждение. А дается это только постоянным воспитанием  человека, формированием его поведения, здоровых потребностей. Не за горами тот  час, когда всему человечеству придется задуматься о последствиях дальнейшего  “прогресса”, который, по сути дела, означает гибель для всего живого. Наверняка  речь пойдет уже не о развитии, а  об ограничении потребностей, особенно в так называемых развитых странах, где их уровень чрезвычайно высок. Любая новая вещь, прибор, устройство, услуга - это дополнительные энергозатраты, дополнительный урон природе. Кстати, несмотря на сложившееся у нас  мнение о том, что энергетические ресурсы на западе используются всегда рационально, можно привести обратные примеры. Образцом их рационального использования среди развитых стран является Япония. Примером же расточительства могут служить США. Так, если Япония для производства валового национального продукта стоимостью в 1 доллар тратит 0,266 кг нефти, то США - 0,436 кг. Удельная выработка электроэнергии на душу населения в год в Японии составляет 6147 кВт-ч, в США - 11659 кВт-ч. в то время, когда удельные энергозатраты в Японии снижаются, в США - растут.

Что же касается Республики Беларусь, удельная энергоемкость валового национального продукта у нас  примерно в два раза выше, чем  в США, а выработка электроэнергии на душу населения примерно в два  раза ниже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задачи

 

1. Рассчитать площадь активного загрязнения (ЗАЗ) и оценить эффективность природоохранных мероприятий по защите атмосферы в пригородной зоне отдыха от загрязнения выбросами промышленного предприятия для исходных данных, приведенных в табл. 1, 2.

 

Таблица 1.

Параметр	Вариант данных для рассчета
Высота источника, м	150
Температура в устье источника, 0С	110
Скорость оседания загрязнения, см/с	0,5
Температура окружающей среды, 0С	20
Скорость ветра на уровне флюгера, м/с	2
Капиталовложения в очистное оборудование, млн р.	400
Эксплуатационные расходы, млн р./год	30

 

 

                                                                                                             Таблица 2.   

Наименование вещества	Масса выброса, тыс. т/год
	до установки систем очистки	после установки систем очистки
Аммиак	40	10
Сернистый газ	30	10
Диоксид серы	30	8

 

Решение

 

Зона  активного  загрязнения  для  организованных  источников  высотой Н >10 м представляет собой кольцо между окружностями с внутренним и внешним радиусами r_внутр и r_внеш, которые рассчитываются по формулам

 

r_внутр = 2φ · Н,

r_внеш = 20φ · Н,

где Н – высота источника;

      φ – поправка на тепловой подъем факела, которая рассчитывается по формуле

φ = 1+∆t/75,

 

где ∆t – значение разности температуры выбрасываемой газовоздушной смеси в устье источника и температурой окружающей среды (табл. 1).

 

Подставим в формулы значения и проведем вычисления:

 

–  среднегодовое значение разности температур:

 

∆t = 110 – 20 = 90° С;

 

–  поправка φ на тепловой подъем факела выбросов в атмосфере:

 

φ = 1+90/75 = 2,2;

 

–  внутренний радиус ЗАЗ  равен:

 

r_внутр = 2 · 2,2 · 150 = 660 м;

 

–  внешний радиус ЗАЗ  равен:

 

r_внеш =20 · 2,2 · 150 = 6600 м;

 

–  площадь внутреннего  круга S_внутр равна

 

                   S_внутр = · r²_внутр = 3,14 · 660² = 1 367 784 м²;

 

–  площадь внешнего круга S _{внеш .} равна

 

                 S _внеш = · r²_внеш = 3,14 · 6600² = 136 778 400 м²;

 

площадь зоны активного загрязнения  равна

 

      S _ЗАЗ = 136 778 400 – 1 367 784= 135 410 616 м² = 135 км².

 

Ответ: Площадь зоны активного загрязнения составляет 135 км².

Расчет  экономической  эффективности  мероприятий  по  защите атмосферы.

Определяем экономическую эффективность  природоохранных мероприятий по формуле:

Е = (Э – З – С) / К, (4)

где  С –  дополнительные эксплуатационные расходы, р./год;

       К –   единовременные капитальные вложения, р./год.

       3 –   приведенные затраты на строительство  и внедрение оборудования;

      Э –  предотвращенный  годовой  экономический ущерб после проведения атмосферозащитных мероприятий, который определяется как разность между экономическим ущербом (У₁) до проведения мероприятий и экономическим ущербом (У₂) после их проведения:

Э = У₁ – У₂ .     (5)

Приведенные затраты (З) на строительство  рассчитываются по формуле:

З = С + Е_н · К,                                                          (6)

где  Е_н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; принимается равным 0,12.

Расчет годового экономического ущерба в результате загрязнения  атмосферы (У₁) до проведения защитных мероприятий и (У₂) после проведения защитных мероприятий рассчитывается следующим образом: