Все в женских руках

Экономия энергии - насущный вопрос не только для стран средних широт, но и для самого жаркого материка земного шара - Африки. Не удивляйтесь. Именно в Африке, в столице Кении - Найроби, состоялась конференция ООН по новым и возобновляемым источникам энергии. И вот что примечательно - на конференции работала специальная секция: "Роль женщины в экономии энергии".

Организаторы конференции как бы вспомнили древнюю роль женщины - хранительницы огня. Мать огня - так ее называли в Сибири. А древние римляне почитали в этой роли богиню Весту. Ее помощницы на земле - жрицы-весталки - следили за поддержанием огня. Кстати, отсюда - вестибюль: у входа в дом горел огонь весталок. В Греции покровительницей огня домашнего очага была Геста.

В Африке энергетические бытовые потребности обеспечиваются в основном сжиганием дров в примитивных печках или просто в кострах. Но это еще не беда, ведь лесов в Африке много, по крайней мере там, где ими пользуются как топливом. Беда в другом: коэффициент полезного действия печей очень низок - не более 15 - 20 процентов. Это и дало повод академику М. Стыриковичу, присутствовавшему на конференции, заявить: "Более совершенные печки спасут леса Африки!" Действительно, при теперешних темпах вырубки тропические леса исчезнут менее чем через 100 лет.

Заинтересованность африканцев в простых и экономичных печах продемонстрировала выставка "Энергия-81", организованная устроителями конференции в Найроби.

У новых печей было особенно многолюдно. Еще бы! Их КПД вдвое выше, чем у традиционных. Кенийцы живо обсуждали их достоинства и тут же оформляли заказы на покупку. Хороший метод быстрого внедрения технического новшества!

Более совершенные печки создать совсем нетрудно. У наших русских печей КПД существенно выше - до 60-70 процентов. Самую совершенную бытовую печку создал Фритьоф Нансен. Готовясь к санному походу на Северный полюс, он взял с собой обогреваемую примусом печку, КПД которой составлял 90-93 процента! Пожалуй, сделать потери еще меньшими трудно. А устроена она просто: над примусом расположена кастрюля для варки пищи, а вокруг нее и сверху - сосуды со льдом и снегом. Горячие газы, проходящие мимо этих сосудов, растапливали лед и обеспечивали путешественника водой.

Использование тепла отходящих газов - распространенное решение как в промышленных, так и в бытовых отопительных печах.

Сейчас у нас еще достаточно дровяных и угольных бытовых печей. Хозяйничают около них большей частью женщины. Однако сегодня совершенствоваться должны в первую очередь газовые и электрические бытовые плиты.

Все в женских руках

Бытовые газовые плиты, которые стоят в наших домах, потребляют ежегодно около 15 миллиардов кубометров газа. Мощность одной газовой горелки на наших кухнях от 1500 до 2500 килокалорий в час, то есть 2-3 киловатта! Мы сетовали, и вполне справедливо, на то, что часто в квартире бесполезно горит электрическая лампочка мощностью 100 ватт, и забыли о бесполезно горящей газовой горелке. А ведь она потребляет в 10 раз больше энергии, чем ее тратится на генерацию электроэнергии для лампочки.

Лет 25 назад исчезли последние газовые счетчики из квартир, и газ теперь расходуется в быту бесконтрольно. Жилые дома и бытовые предприятия "съедают" до 10 процентов всего газа, сжигаемого в различного рода печах.

Уменьшить бесполезный его расход, конечно, можно, да, пожалуй, и нужно, установив в квартирах газовые счетчики. Но гораздо экономичнее, если контроль станут осуществлять сами хозяйки. Думаю, что они непременно это делали бы, если бы знали, что лишняя бесполезно горящая горелка - это дополнительный ущерб для ее здоровья и здоровья семьи. А об этом говорить мы почему-то стесняемся. Однако вот данные, которые приведены в научно-популярном журнале Академии наук СССР "Энергия". Ссылаясь на американский ежемесячник "Ридерс дайджест", журнал пишет: "В современных американских домах и учреждениях воздух загрязнен настолько, что на любом производственном предприятии подобная концентрация вредных веществ в окружающей среде считалась бы с точки зрения принятых санитарных норм, безусловно, недопустимой".

Одна из главных причин загрязнения воздуха - газовые приборы. Некоторые продукты сгорания газа могут быть для человека гораздо опаснее, чем считалось ранее. Исследования, проведенные национальной Академией наук США, показали: только за один час работы обычная кухонная плита загрязняет воздух настолько, что содержание в нем окиси углерода может вырасти до 50 ррм (50 молекул окиси углерода на миллион молекул воздуха). Безопасной же нормой для человека, находящегося в помещении 8 часов, является 9 ррм. Но уже при 15 - 30 ррм окись углерода оказывает отрицательное воздействие на организм.

Кроме того, при сжигании газа образуется и двуокись азота. Среди американских медиков распространено мнение, что именно двуокись азота является первопричиной острых респираторных заболеваний среди людей, регулярно пользующихся газовыми приборами. Число таких заболеваний у детей, живущих в квартирах с газовыми плитами, на 15 процентов больше, чем в квартирах с электроплитами.

Конечно, трудно прямо сопоставить условия в наших и американских жилищах. Как правило, в США в квартирах потребляется больше газа, чем у нас, так как газ используется для калориферов и сушилок. В большинстве американских домов отсутствует вентиляция. В последние годы американцы закупили миллионы портативных печек, работающих на керосине, и это принесло в их квартиры еще и двуокись серы.

Все это так. И тем не менее у меня твердое убеждение, что если бы над каждой газовой плитой в обязательном порядке (как надпись о вреде курения на пачке сигарет) висела, например, такая табличка: "Бесполезно горящая горелка излишне загрязняет воздух и ваши легкие",- потребление газа в быту снизилось бы на 10-15 процентов.

У хозяек есть в руках и другое средство - скороварки. Трудно назвать еще столь же эффективное средство экономии энергии, которое было изобретено так давно и до сих пор так слабо внедрилось в наш быт. В 1675 году 28-летний Дени Папен, доктор медицинских наук, продемонстрировал преимущество термической обработки продуктов при повышенной температуре в герметически закрытом сосуде. Правда, и первая и вторая демонстрации окончились неудачно - сосуды взорвались. Особенно не к месту был второй взрыв. И обозленные члены Лондонского королевского общества отказались присутствовать на следующей демонстрации. В опубликованном трактате Д. Папен писал: "Посредством машины, о которой здесь пойдет речь, из самого жесткого мяса можно приготовить блюдо настолько нежное и вкусное, как если бы оно было приготовлено из мяса самых лучших сортов".

Затем о скороварках забыли, и только через 200 лет они появились вновь. Однако делались кастрюли-скороварки из серого литейного чугуна и весили до 20 килограммов. Так что и тогда скороварки не получили распространения. Только с появлением алюминиевых сплавов они полегчали и стали шире применяться. Использование высокопрочных хромоникелевых сплавов существенно облегчило уход за ними. Время приготовления различных продуктов уменьшается в два-три раза. 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 концерогенные 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 пет 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.

К сожалению, пока еще уровень техники не позволяет экономично замкнуть систему полностью и вернуть отходы в производство, подобно круговороту веществ в природе, но сделать основные шаги в этом направлении мы должны и можем. Сжигание мусора еще практикуется, но специалисты считают это столь же дорогой и неразумной процедурой, как и сжигание нефти.

Свалки в больших городах - очень дорогое удовольствие. Для Москвы они должны быть удалены на 60 километров от пригородной зоны. А ведь нужно перевезти за день до 10-15 тысяч тонн! Правильно говорят работники коммунально-бытовых предприятий, что отходы получаются воистину "золотыми". Что хможно сделать?

Многое. Расскажем о том, как поступают в Ленинграде. Там действует опытный завод по переработке бытовых отходов, полностью окупающий свою работу, и это уже очень большое достижение. Слово "опытный" - не совсем точное, потому что уже сейчас он перерабатывает более трети всех отходов города. И все же он еще опытный.

За рубежом существуют заводы по утилизации отходов. В США на них сжигают в сутки до 12 тысяч тонн предварительно обработанных отходов, которые оказываются неплохим топливом, близким по калорийности к бурому углю.

Но ленинградский завод переработку ведет наиболее комплексно. Из мусора отбираются черные металлы - до тысяч тонн в год. Проектируется цех, в котором можно будет извлекать до 20-30 тонн олова. Готовится линия по выделению из отходов меди, латуни, цинка. С помощью активного анаэробного процесса, продолжающегося всего двое суток (естественный процесс разрушения таких же отходов длится годы), получается биологически активное вещество - компост. Благодаря проходящим в нем биологическим процессам в течение длительного времени выделяется тепло. Следовательно, компост можно закладывать в теплицы и выращивать в них за счет этого тепла два урожая. Затем компост (а его набирается 150 тысяч тонн в год) направляется на поля.

В процессе высокотемпературного сжигания резины, пластмасс, дерева на заводе получают хороший топливный газ, битумные смолы и пользующиеся особым спросом твердые соединения углерода.

Пока завод потребляет энергию. Но ее меньше, чем понадобилось бы для транспортировки отходов. Кстати, большая часть их попадает на завод по одиннадцатикилометровому пневмотранспортному контейнерному трубопроводу.