Александр Проценко - Энергетика сегодня и завтра
А значит, почти во столько же раз уменьшаются и затраты энергии.
Очень простой способ экономии энергии и времени!
Теперь дело за домохозяйками, промышленностью и торговлей. А над чем еще должны думать конструкторы бытовой техники?
Прежде всего над эффективностью сжигания газа.
Какова же она у сегодняшней газовой бытовой плиты?
Результат моего личного эксперимента таков: на конфорках разной мощности и степени регулировки (наличие желтого пламени) КПД при кипячении воды в моем чайнике — 45–55 процентов. Слова «в моем чайнике» не случайны: КПД будет зависеть и от формы чайника, и от вида его поверхности, и от режима разогрева (горелка на полную мощность или частичную). К сожалению, ничего этого хозяйки, как правило, не знают.
А стоило бы их ознакомить.
А что же с КПД газовых плит и образованием вредных газов?
Давно известны газовые горелки инфракрасного излучения. Чем они отличаются от обычных? В обычных газ поступает смешанным только с 40 процентами воздуха, нужного для полного сгорания. Остальной попадает в зону горения извне в процессе самого горения. При этом температура пламени повышается, образуя больше окислов азота.
В инфракрасную горелку (ее иногда называют беспламенной) подается смесь газа уже со всем необходимым воздухом, она воспламеняется, протекая через сантиметровой толщины перфорированный керамический диск, который разогревается до 800 градусов. Образующиеся при этом продукты сгорания и инфракрасное излучение проходят еще через один такой же диск, расположенный над первым на расстоянии нескольких миллиметров. Температура его достигает 1100 градусов.
Излучением и разогретыми газами в стоящую над горелкой кастрюлю передается до 75 процентов энергии, выделяемой при сгорании газа. Значит, по сравнению с обычной плитой экономится его 30–50 процентов.
В такой горелке образуется на 40 процентов меньше окислов азота. Кроме того, из-за высокого КПД около такой плиты не так жарко, как у обычной.
В ряде стран выпускаются сейчас газовые плиты закрытого типа. Устройство их простое. Над газовыми горелками установлен жаропрочный стальной лист. Конечно, такая плита требует специальной вытяжки, и устанавливать их целесообразно в новых домах. Но у них есть и другое преимущество. Если на обычную газовую плиту поставить сковороду, то языки пламени греют не только дно, но лижут и края. А это плохо. Масло на дне сковородки разлито тонким слоем и не подгорает, а на бортах отдельные капельки от брызг сгорают, загрязняя воздух и образуя вредные канцерогенные вещества. На газовой же плите закрытого типа расход масла уменьшается почти на треть. Правда, сейчас выпускаются сковородки с антипригарным покрытием.
Электроплиты — достойные конкуренты газовых.
Коэффициент полезного использования электроэнергии на них существенно выше, чем на газовых, и достигает 80–90 процентов, а время разогрева почти такое же.
Электроплиты имеют множество других неоспоримых преимуществ: они не загрязняют воздух, пожаро- и взрывобезопасны, не нужно проводить газовые трассы к домам и внутри их. Для выработки электроэнергии необязательно использовать в качестве топлива газ. Это может быть и гидроэнергия, и ядерное топливо, и уголь.
Но у электроплит есть и недостаток — большие затраты первичной энергии. Средний КПД при производстве электроэнергии около 35 процентов. Значит, первичного топлива, сжигаемого на электростанциях, на единицу тепла, выделяемого в конфорке плиты, тратилось бы почти в 3 раза больше. С учетом же большей эффективности электроплиты затраты первичной энергии всего в полтора-два раза выше. Все эти рассуждения приведены для идеального случая. В реальных домашних условиях потери еще больше. Вызвано это тем, что нет специальной посуды для приготовления пищи на электроплитах.
В случае когда нет хорошего контакта между поверхностью конфорки и дном посуды, существенно увеличивается термическое сопротивление теплу, идущему от электроконфорки, удлиняется время приготовления пищи, возрастают потери. При зазоре между конфоркой и посудой только в 1 миллиметр потери на 20 процентов выше, а в 3 миллиметра — уже на 50 процентов.
Значит, дело за промышленностью: выпуск специальной посуды для электроплит — простейший путь экономии энергии в быту. Ведь уже сейчас количество таких плит в нашей стране достигает нескольких миллионов, и ежегодный выпуск составляет еще около восьмисот тысяч.
Разными путями идут конструкторы для улучшения работы электроплит. Несколько лет назад были изобретены специальные прокладки. Между двумя сетками прокладывается специальный сплав олова: при включении конфорок он настолько размягчается, что легко деформируется, ликвидируя зазоры между дном посуды и поверхностью конфорки.
И еще раз вернемся к домохозяйкам. Что могут сделать они?
Если есть время, лучше готовить пищу и кипятить воду на конфорке меньшей мощности.
Диаметр посуды должен быть не меньше, чем диаметр конфорки.
Перед готовкой пищи обязательно надо протереть конфорку и дно посуды убрать крошки, чтобы был меньший зазор.
И наконец, из имеющейся посуды целесообразно использовать ту, у которой наиболее плоское дно.
Хотелось бы, чтобы таблички с такими или подобными рекомендациями были на плитах и всегда напоминали об экономии энергии.
Говоря о приготовлении пищи, нельзя обойти вниманием микроволновые печи, в которых для разогрева используются электромагнитные колебания сверхвысокой частоты (СВЧ). Более шестидесяти лет назад была подана заявка на изобретение интересного циркового аппарата. На арене иллюзионист брал тарелку с сервировочного столика. Разбивал в нее несколько яиц и на глазах изумленной публики на тарелке «сама собой» зажаривалась яичница.
Теперь такой фокус мало кого удивит. О СВЧ-печах знают многие. С цирковой арены идея перекочевала в кухню. Сверхвысокие электромагнитные колебания отражаются от металлических поверхностей, не взаимодействуя со стеклом, фаянсом, бумагой. В то же время, проникая в глубину различных пищевых продуктов, они раскачивают молекулы воды, являющиеся основой практически всех продуктов питания, и разогревают их изнутри. В СВЧ-печах продукты разогреваются равномерно по всему объему и не подгорают. Всего пять-десять минут нужно для приготовления блюд из птицы, мяса, овощей. У нас уже выпускаются бытовые СВЧ-печи «Электроника». Пока большой популярностью они не пользуются. Причина? Может быть, еще дороговаты.
В них источником сверхвысокочастотных электромагнитных колебаний является электровакуумный прибор — магнетрон, КПД которого около 75 процентов.
Но уже появились твердотельные источники СВЧ-поля.
При замене электровакуумных приборов на такие полупроводниковые генераторы печи станут и экономичнее и дешевле.
Есть и другая причина небольшой популярности СВЧ-печей. Например, наша семья не приобретает «Электронику» потому, что в ней еще нет гриля устройства инфракрасного теплового излучения, а проще — обычной электрической спирали. Без него приготовленная в «Электронике» пища выглядит как вареная. А с грилем курица, допустим, будет иметь такую же аппетитную поджаристую корочку, как и при обычном приготовлении, например, в духовом шкафу газовой или электрической плиты. Но разница по времени приготовления и затраченной энергии — громадная. В электродуховке курицу нужно готовить около часа, затратить при этом приблизительно 1,5–2 кВт ч электроэнергии, а в СВЧ-печи — 7-10 минут и 0,3 кВт ч.
Уверен, что в ближайшем будущем эти печи будут нарасхват, как когда-то это было, например, с холодильниками.
У СВЧ-печей есть еще одно интересное качество.
Как утверждают специалисты-дегустаторы, приготовленные в СВЧ-печах блюда из замороженных продуктов, извлеченных из камеры холодильника с температурой минус 18 градусов, иногда трудно отличить от блюд, приготовленных из свежих продуктов. Объясняют это так.
При медленной разморозке протекающие различные биохимические процессы существенно меняют питательные, диетические и вкусовые качества продуктов. А быстрая разморозка в СВЧ-печи мгновенно прерывает эти нежелательные процессы. К сожалению, пока так нельзя размораживать готовые блюда, продающиеся в нашей торговой сети. Причина? Они упакованы в металлическую фольгу, не пропускающую электромагнитное излучение. Нужно менять упаковку, как это уже сделано в ряде стран.
Поговорим еще об одной стороне жизнедеятельности человека, о которой мы почти ничего не знаем. Всевозможные упаковки от пищи, различные банки, бумага, старые вещи, в общем отходы, которые мы выносим из наших жилищ, доставляют много хлопот.
Мы благодарны нашим далеким предкам за те «культурные слои», которые они оставили после себя. Свалки — благодатный материал для археологов. Они очень много могут рассказать о быте древних, их обычаях, уровне культуры. Но нас потомки вряд ли будут благодарить. Современную цивилизацию все чаще называют «цивилизацией мусора». Никогда не представлял себе, что каждый житель современного города производит в год около полутонны мусора. Эти пятьсот килограммов — не только потери многих нужных материалов, но и ущерб для ценнейших земель, которых всегда не хватает вблизи городов, источник загрязнения почвенных вод иногда на десятки километров. Удаление отходов, их переработка требуют больших затрат энергии и труда.
