Тепловой насос как источник энергии
Более 2 лет назад
Еще 10 лет назад вышел закон, который требует сократить использование невозобновляемых источников энергии таких как, уголь, нефть, газ и т.д. Поэтому сейчас активнее изучается возможность внедрения в проекты альтернативных (возобновляемых) источников энергии. К ним относятся:
1. Солнечная энергия - с помощью солнечных батарей энергия преобразуется в электричество и идет на отопление, освещение улиц и прочее. Однако это эффективно только в тех регионах, где много солнечных дней. В наших условиях это только Юг: Астрахань, Краснодарский край, Кавказ.
2. Энергия ветра - один из самых старых способов. По сути это бесконечный и бесплатный ресурс к тому же самый экологически чистый, потому что у него нет ядовитых отходов. Но и у него есть ряд недостатков. Установка самих ветряных мельниц требует больших затрат. При эксплуатации возможны эрозия почвы, изменение поведения птиц, миграция рыб. При этом они еще не дают энергию "по требованию", то есть нужна как-то запасать электричество, с чем тоже есть проблемы. В общем, это непостоянный источник энергии, который не сможет покрыть нагрузку.
3. Геотермальная энергетика - энергия подземных вод. Тоже чистый вид энергии, не сопровождающийся выбросами углекислого газа. Стабильный источник энергии, который не зависит от течения времени, поэтому в перспективе может использоваться в качестве основного ресурса. Из недостатков: ограниченность доступных залежей горячей воды, высокая стоимость (пока найдешь источник, добуришься до него, установишь все оборудование - влетит в копеечку). Плюс повышается риск взрывов, разломов, есть опасность повреждения природного грунта.
4. Биоэнергетика - основана на использовании растительной и животной массы. Можно было бы использовать на фермах, где много отходов животного происхождения, но опять все упирается в деньги, а правительство не хочет тратить финансы на разработки новых технологий.
5. Гидроэнергика - вода достаточно предсказуемый ресурс, и энергию поставляет стабильно. Довольно часто воду используют как низкопотенциальный (с низкой температурой) ресурс в установках с тепловым насосом.
Тепловой насос - это устройство для передачи энергии от источника к потребителю. Из бытовых примеров это холодильник и кондиционер. Принцип его работы прост: он забирает тепло от низкотемпературных внешних источников энергии (земля, воздух, вода, канализационные стоки) и превращает его в высокотемпературное тепло (от 50 градусов и выше), передавая его в системы отопления и горячего водоснабжения.
Учась в универе, я изучала возможность использования теплового насоса для отопления стандартного дома. По результатам моих исследований наиболее выгодно устанавливать бивалентную систему, то есть совместно работают тепловой насос и дополнительный источник энергии. Например, газовый или электрический котел.
Я рассматривала работоспособность такой системы в негазифицированных районах и работу теплового насоса по системе "вода-воздух", то есть теплоносителем была вода, а источником энергии воздух окружающей среды. И по моим расчетам получалось, что можно эффективно использовать тепловой насос вплоть до температуры воздуха -10 градусов. При этом тепловой насос покрывает до 70% процентов нагрузки на отопление и горячее водоснабжение.
С экономической же точки зрения это целесообразнее, чем использование котла, работающего на сжиженном газе, дизельном топливе или электричестве. Уступает разве что природному газу в силу его дешевизны.
Большим плюсом использования такого альтернативного источника энергии является то, что его можно эксплуатировать по всей стране, независимо от климатической зоны. Но, разумеется, в теплом климате его эффективность выше.
