Теория вероятностей и случайных процессов - Тутубалин В.Н.
ISBN 5-211-02264-5
Скачать (прямая ссылка):
292
чей, резервов мощности практически не имеют: их номинальная мощность есть и их предельная мощность. Это же относится и к проводам электрических сетей, которые также имеют свою защиту.
Таким образом, с помощью теории вероятностей желательно было бы так выбрать номинальную мощность, скажем, электрических сетей здания, чтобы она была во много раз меньше суммарной мощности установленных электроприемников, но при этом обеспечивала бы реальные потребности. Существенно превысить эту номинальную мощность ни при каких обстоятельствах не удастся: это заложено в конструкции, в частности в электрической защите.
Существо технической проблемы энергоснабжения жилого (и общественного) здания не будет понятно, если не привести элементарные, но далеко не всем известные данные о необходимых энергозатратах на те или иные нужды. Энергия в квартире может использоваться в виде механической энергии, в виде тепловой энергии и, так сказать, на «развлечения» (радиоприемник, телевизор, магнитофон и т. д.). На «развлечения» используется небольшая мощность: телевизор имеет мощность порядка 0,2 кВт; однако одновременное включение и выключение миллионов телевизоров во время тех или иных передач может создать проблему для электростанций энергосистемы (но не для электрических сетей). Всевозможные механические устройства (пылесос, стиральная машина, холодильник, наконец, различный инструмент и т. д.) имеют мощность порядка 0,5 кВт или менее, используются недолго и неодновременно в различных квартирах. Они также не создают проблемы для сетей. Но положение резко меняется, если рассматривать энергию в виде тепла.
Мощность одной конфорки газовой плиты составляет величину порядка 2 кВт; духовки, — грубо говоря, вдвое больше, так что установленная мощность четырехконфорочной газовой плиты составляет 12 кВт. Ее электрический эквивалент
— электроплита — имеет мощность порядка 5—8 кВт, но за счет несколько лучшего коэффициента полезного действия электроплита, допускающая одновременное использование 8 кВт, приближается по своим свойствам к газовой плите. Наиболее эффективным средством для кипячения воды являются погружаемые в воду нагревательные элементы (так работают электрические чайники, кипятильники, самовары и т. д.). Мощность каждого такого элемента находится в пределах 1—1,5 кВт. Их использование наряду с электроплитами широко распространено.
На отопление требуется, грубо говоря, 1—2 кВт на каждую комнату квартиры, но зато круглосуточно.
На горячее водоснабжение требуется весьма различная мощность в зависимости от того, как происходит нагрев во-
293
ды — заранее или в момент ее использования. Проточный газовый водонагреватель (газовая колонка), который дает сравнительно небольшую струю горячей воды, использует во время работы мощность порядка 20 кВт.
Для электрического бытового прибора такая мощность рассматривается как недоступная. Поэтому проточных электрических нагревателей не бывает: бывают емкостные нагреватели, в которых мощность 1—2 кВт должна использоваться несколько часов (например, в ночные часы, когда нагрузка энергосистемы резко снижается).
Сложилась ситуация, когда отопление и горячее водоснабжение в современном городском доме централизованы, но общественное питание, на которое когда-то возлагались надежды в смысле механизации и централизации приготовления пищи, фактически играет ничтожную роль. Поэтому основными потребителями энергии в современной квартире являются кухонная плита и другие нагревательные приборы мощностью порядка 10 кВт в сумме.
Существуют два основных энергоносителя — газ и электричество. Газ как энергоноситель, не зависящий от электричества и от теплоснабжения, имеет большое преимущество в смысле надежности энергоснабжения. Но прокладка газовой сети требует затрат, а главное, этот энергоноситель взрывоопасен. Взрывоопасная концентрация метана в воздухе составляет от 5 до 15%. Довольно типичная ситуация, когда одна нз конфорок газовой плиты заливается бегущей жидкостью, а рядом продолжает гореть другая конфорка, воспринимается как крайне опасная. Правда, если установленная нормами вентиляция кухни действительно соблюдается, а метан распределяется более или менее равномерно по всему объему кухни, то элементарный расчет показывает, что взрывоопасная концентрация метана не может быть достигнута. Нередко, впрочем, происходят хлопки в духовке (т. е. взрывы газа в объеме духовки), которые обычно не имеют особо тяжелых последствий.
Но если учесть, что нормы вентиляции могут быть нарушены (например, вентиляцию могут заклеить от тараканов); учесть возможность наркотизации жильцов и т. п., то нельзя исключить возможности взрыва газа в объеме кухни или целой квартиры. Никто не может поручиться, что при этом не будут вырваны из стен целые панели, а это может привести к разрушению дома в целом. Конечно, при наличии газовой сети небрежность жильцов — далеко не единственный источник опасности взрыва.
Таким образом, как по соображениям экономии на газовой сети, так и по соображениям безопасности, для наиболее многоэтажных жилых зданий принято электричество в качестве единственного энергоносителя для бытовых нужд.
