Перспективы применения солнечной энергии в Казахстане - Солнечные водонагреватели

Наиболее массовое применение в народном хозяйстве могут найти солнечные водонагреватели, которые могут использоваться и в качестве самостоятельных технологических установок, и в комбинации с другими установками, например, для предварительного подогрева питательной воды паровых котлов, в установках кондиционирования воздуха и т.д.
Их применение ограничивается температурой нагреваемой воды (50-60 °С). Собственно этим параметром они и выделяются в самостоятельный вид тепловых гелиотехнических установок. Тем не менее область их применения очень широка и может охватывать те отрасли народного хозяйства (практически все), где горячее водоснабжение необходимо для удовлетворения как бытовых, так и технологических нужд.
Одной из сфер применения гелиоводонагревателей для бытовых нужд являются душевые для домашнего обихода, душевые в больницах, санаториях, водолечебницах, домах отдыха, на стадионах, спортивных площадках, в плавательных бассейнах, пионерских лагерях, на туристических базах, в пограничных подразделениях, на полевых станах, в животноводческих бригадах, на производствах и предприятиях (например, машиностроительных), в общественных банях и т.д.
Для технологических нужд водонагреватели могут быть использованы в банях, прачечных (для стирки белья) на общее трои тельных объектах (например, для приготовления растворов), при мойке тары и пищевых продуктов, на молочных фермах, предприятиях пищевой промышленности, в общественном питании и т.д., для мытья шерсти, животных, приготовлении кормов, при производстве сыра, для подогрева сыворотки, на плодоконсервных комбинатах и заводах, при шпарке винограда, приготовлении сиропов, растворении сахара и специй, на мясокомбинатах для мойки мясных туш, кишок, на хлебозаводах и в пекарнях для замеса теста и т.д.
Мы не случайно приводим столь подробное перечисление объектов применения горячей воды. Оно позволяет определить качественные направления в применении гелио-водонагревателей и подтверждает, что ими могут быть охвачены все отрасли народного хозяйства. Те направления, которые здесь не указаны, но объективно существуют, могут быть дополнены теми потребителями, которых это касается.
Дать количественные оценки для каждого из этих объектов авторам обзора не представлялось возможным, ввиду чрезмерной трудоемкости задачи (пересчитать, например, все существующие и потенциальные душевые в республике с учетом их водопотребления, хотя и выполнимая, но требующая специальных исследований задача).
Однако при этом был достигнут важный методологический момент: мы определили потребности в той информации, которую специалистам, разрабатывающим гелио-водонагреватели, необходимо собрать для того, чтобы их рекомендации были доказательными. Такие данные можно было бы получать и через информационную систему республики, если бы она выполняла подобные функции.
Здесь придется несколько отвлечься от темы обзора и, поскольку он имеет методический характер, остановиться на проблеме взаимодействия информационных подразделений республиканских министерств, ведомств и КазНИИНТИ, как головного органа республиканской системы. Обзоры, подобные этому, должны разрабатываться КазНИИНТИ при участии информационных подразделений министерств и ведомств республики. Распределение функций, здесь следующее- КазНИИНТИ на основе анализа материалов межотраслевого и безусловно, наиболее полноукомплектованного справочноинформационного фонда, определяет актуальные достижения научно-технического прогресса, при определении перспективности этих достижений для республики выявляет, качественные направления применения этих достижений по отраслям, как это показано выше. Информационные подразделения министерств и ведомств, должны (даже обязаны) изучать обслуживаемую отрасль, собирать и представлять КазНИИНТИ (по его заданию), информацию, по количественной оценке, этих направлений. При таком подходе будет соблюдено не формальное, а вытекающее из необходимости выполнения общих задач, действительное взаимодействие органов НТИ республиканской системы. При таком взаимодействии в республике будет не сеть органов информации, как это фактически сейчас наблюдается, а действительно единая система информации. При выполнении подобных работ выигрывают и информационные службы министерств и ведомств, так как они получают данные, позволяющие им уже самостоятельно и обоснованно рекомендовать в сфере своей деятельности те или иные достижения науки и практики.
Вернемся к теме обзора. Соответственно потребностям в горячей воде разработаны и испытаны гелио-водонагреватели различной производительности и назначения, начиная от обеспечения горячей водой одной семьи и до 400 человек в день. В 1952 г. Северо-Кавказской машиноиспытательной станцией был рекомендован для серийного производства солнечный водонагреватель передвижного типа для мобильных потребителей производительностью 1 м³/день. Следует сказать, что солнечные водонагреватели в нашей стране применялись с 1936 г., экспонировались на ВДНХ СССР, где отмечались золотой медалью, в 1956 г. они рекомендованы к широкому применению Госпланом СССР и Гостехникой СССР.
С 1952 г. действовали гелио-водонагреватели при городской бане в Сухуми, с 1956 г. - в Баку и Мцхета, с
1951 г. - солнечная душевая на Клинцовском 'механическом заводе и на Тбилисском машиностроительном заводе им. 26 комиссаров, с 1952 г. - в Тахиа-Таше и т.д. [207].
Имеются и более современные разработки солнечных водонагревателей [346, 203].
Алма-Атинское отделение ГПИ "Сантехпроект" разработало проект типовой серии установок индивидуального и блочного типа [93].
Следует сказать, что гелио-водонагреватели конструктивно несложны и могут быть изготовлены в любой- механической мастерской.
Массовое применение они могут найти для домашнего обихода, и не только для душевых, но и для мытья посуды, стирки, мытья полов и т.д. О том, что потребность в них существует и они могут найти широкий спрос при продаже, говорит хотя бы такой факт, что очень часто в городах и поселках можно увидеть бочки на крышах кабинок, приспособленных явно для целей подогрева воды. Например, только в Капчагае их насчитывается около 300 штук [179]. Широкое применение они могучи бы найти и в дачных поселках.
Горячее водоснабжение может быть и централизованным от солнечных энергетических станций, мощность которых достаточна для потребностей совхоза или поселка [11].
По данным Б.В. Петухова (1 969 г.), для бытового использования в Казахстане существует потребность в гелио-водонагревателях общей площадью 10,9 млн. м² (удельная поверхность солнечного водонагревателя 1,26 м²/чел), для системы здравоохранения и профсоюзов - 1,85 млн. м².
Несколько слов следует сказать о стоимости и экономической эффективности водонагревателей.
Методика расчета экономической эффективности солнечных устройств приведена в работе [246]. Для гелио-нагревателей такие расчеты выполнены в работах [93, 337], [243].
По данным ГПИ "Сантехпроект", сметная стоимость гелио-водонагревателя трубчатого типа составляет 29 руб. за 1 м поверхности нагрева. По данным Б.В. Петухова, при массовом производстве стоимость 1 м² должна находиться в пределах 13-15 руб. Срок окупаемости 2-3 года.
С этой точки зрения наиболее дешевым является песочный водонагреватель, стоимость 1 м² которого составляет 8 руб. 32 коп. Он же более надежен в эксплуатации [204].
С учетом различий в конструктивном исполнении гелиоводонагревателей (300 вариантов конструкций) их себестоимость может варьироваться от 6,87 (лотковый на основе ящика с ординарным остеклением) до 31,10 руб./м² (из оцинкованных труб на горячем ящике из пенопласта марки ПС-Б, при двойном остеклении с селективным покрытием).
Подсчет экономии топлива от применения водонагревателей в Казахстане, выполненный Б.В. Петуховым, показывает, что если будут эксплуатироваться водонагреватели общей площадью 12,75 млн. м², го экономия реального топлива составит 3,5 млн. т в год, в денежном выражении - 56 млн. руб., не считая значительной экономии средств от сокращения перевозок и др.