ТЕПЛОВОЙ  НАСОС – ПРОИЗВОДСТВО ТЕПЛА ИЗ НИОТКУДА.            не проверено в «ОЧАГЕ»

           На сегодняшний день геотермальный тепловой насос   является наиболее эффективной энергосберегающей системой отопления и кондиционирования. Геотермальные тепловые насосы получили широкое распространение в США, Канаде и странах Европейского Сообщества. ГТН - системы устанавливаются в общественных зданиях, частных домах и на промышленных объектах. Толчок к развитию ГТН - системы получили после энергетических кризисов 1973 и 1978 годов. В начале своего развития ГТН - системы устанавливались в домах высшей ценовой категории, но за счет применения современных технологий геотермальные тепловые насосы стали доступны большинству потребителей. Они устанавливаются в новых зданиях или заменяют устаревшее оборудование с сохранением или незначительной модификацией прежней отопительной системы. Геотермальный тепловой насос был установлен даже в широко известном небоскребе Нью-Йорка The Empire State Building.

В  мире – масштабы использования.

            К настоящему времени масштабы внедрения геотермальных тепловых насосов в мире ошеломляют:

·                     В США ежегодно производится около 1 млн. геотермальных тепловых насосов. При строительстве новых общественных зданий используются исключительно геотермальные тепловые насосы. Эта норма была закреплена Федеральным законодательством США.

·                     В Швеции 70% тепла обеспечивается тепловыми насосами. В Стокгольме 12% всего отопления города обеспечивается геотермальными тепловыми насосами общей мощностью 320 МВт, использующими как источник тепла … Балтийское море с температурой + 8°С.

·                     В Германии предусмотрена дотация государства на установку тепловых насосов в размере 400 марок за каждый кВт установленной мощности.

·                     Общий объём продаж выпускаемых за рубежом ГТН составляет 125 млрд. долларов США, что превышает мировой объём продаж вооружений в 3 раза.

·                     В мире по прогнозам Мирового Энергетического Комитета к 2020 году доля геотермальных тепловых насосов в теплоснабжении составит 75%.

Какие преимущества позволили ГТН в столь короткий срок вытеснить традиционные источники энергии?

            Экономичность.

Солнце - самый мощный источник энергии, оно нагревает воздух, воду, земную поверхность и глубины. Тепловой насос извлекает эту накопленную солнечную энергию. Низкое энергопотребление достигается за счет высокого КПД ГТН - системы (от 300% до 700%) и позволяет получить на 1 кВт затраченной энергии 3-7 кВт тепловой энергии или 15-25 кВт мощности по охлаждению на выходе. Система исключительно долговечна и прослужит от 25 до 50 лет без особого внимания к себе.

            Универсальность.

Один электронный модуль контролирует сразу все процессы - отопление, охлаждение и нагрев воды. Системный мониторинг осуществляется микропроцессорными средствами автоматики, автоматизированная система управления обеспечивает безопасный и эффективный режим работы теплового насоса и вспомогательного оборудования.

            Комфорт.

ГТН - система работает устойчиво, колебания температуры и влажности в помещении минимальны. Отсутствует шум. Применяется повсеместный  климатический контроль.

             Надежность.

Содержит минимум подвижных частей, отсутствует внешнее оборудование. В процессе эксплуатации система не нуждается в специальном обслуживании, возможные манипуляции не требуют специальных навыков и описаны в инструкциях к конкретным моделям. Cрок эксплуатации земляного коллектора зависит от уровня кислотности почвы и может достигать 50-100 лет, при повышенном же "pH" - приблизительно 30 лет. Непосредственно в самой установке единственной движущей частью является компрессор, срок службы которого составляет 15 лет, и который можно легко и дешево заменить по истечении срока его эксплуатации.

             Безопасность.

Нет открытого пламени, отсутствуют  выхлопы, сажа и другие вредные выбросы.

             Эффективность и совместимость.

Более чем в три раза эффективней традиционных систем. Тепловой насос совместим с практически любой циркуляционной теплопроводной отопительной системой, независимо от типа котла (теплообменника, бойлера и т.д.).

        Экология.

Экологически чистый метод отопления и кондиционирования, т.к. используется возобновляемая тепловая энергия земли. Насос не производит вредных выбросов, воздействие коллектора минимально, хладагент R407C, циркулирующий в агрегате, нетоксичен, безвреден для озонового слоя.

       Дизайн.

Установка ГТН не нарушает концепцию фасада здания (т.к. нет внутреннего и внешнего блока – в отличие от кондиционеров и сплит – систем), и занимает минимум пространства.

Кто является автором «идеи»?

       В начале позапрошлого века, в 1852 г. лорд Келвин (Уильям Томсон) предложил практическое применение этого феномена, назвав его “умножителем тепла”. Тогда еще Келвин считал, что в силу ограниченности невосстанавливаемых ресурсов у его изобретения большое будущее, а затраты на отопление должны составлять всего 3% от существующих. В его "умножителе тепла", или как сейчас называют, геотермальном тепловом насосе, в качестве теплоносителя использовался воздух: он расширялся (охлаждаясь при этом) в специальной емкости, затем подавался в теплообменник, где нагревался наружным воздухом. При последующем сжатии до атмосферного давления воздух нагревался до температуры выше окружающей и после этого подавался в обогреваемое помещение, вызывая немалое удивление окружающих.

Принцип работы

      ГТН - система работает как котел при отоплении и как кондиционер при охлаждении. Работа теплового насоса осуществляется в компрессионно-конденсаторном цикле. Теплоноситель (обычно вода, иногда энергия грунта и воздуха) подается из земли или водоема в тепловой насос, где низко-потенциальное тепло Земли отбирается и передается по системе воздуховодов или трубопроводов к потребителю. В качестве низкопотенциального источника тепловой энергии может быть использовано тепло как естественного происхождения (наружный воздух; тепло грунтовых, артезианских и термальных вод; воды рек, озер, морей и других незамерзающих природных водоемов), так и тепло техногенного происхождения (промышленные сбросы, очистные сооружения, тепло силовых трансформаторов и любое другое бросовое тепло). Цикл приводится в действие электрическим двигателем. Энергетический цикл можно представить несколько иначе. Электричество приводит в действие электродвигатель, от которого механический момент передается на компрессор. В результате тепло, накопленное землей или водоемом, отбирается теплообменниками теплового насоса. Электрическая энергия затрачивается только на перекачивание жидкости, но ничего удивительного в получении дополнительной энергии нет, т.к. используется уже накопленное Землей тепло. Сегодня тепловые насосы выпускаются тепловой мощностью от 2 кВт до 200 МВт.

Область применения тепловых насосов

      Тепловые насосы нашли широкое применение в различных отраслях промышленности, жилом и общественном секторах:

·                     в жилищно-коммунальном хозяйстве с помощью ГТН может осуществляться автономное теплоснабжение отдельных многоэтажных зданий и зданий типа котеджей;

·                     в общественных зданиях с кондиционированием воздуха обычно применяют совмещенные кондиционеры, обеспечивающие охлаждение воздуха в теплый период и нагревание в режиме теплового насоса в холодный;

·                     на промышленных предприятиях тепловые насосы применяют для утилизации теплоты выбросов, водооборотных систем, стоков с целью использования такого тепла для теплоснабжения, отопления и горячего водоснабжения.

В условиях нашего климата.

      В условиях климатических особенностей Республики Беларусь возможно использование ГТН для постоянного и бесперебойного нагрева воды в системах горячего водоснабжения и устройства тёплых полов, а также для нагрева воды в системах отопления в зимнее время до температуры от+35 до+40 °С с дальнейшим нагревом до +95°С традиционными источниками тепла.

      Это объясняется тем, что существующие тепловые насосы не могут поднять температуру теплоносителя до максимальных (в пиковые нагрузки в условиях сурового климата) величин и в большинстве своем обеспечивают 50—55°С. Когда температура теплоносителя в расчетный период превышает 55°С, требуется  использование пиковых донагревателей при низких наружных температурах.

      Можно использовать ГТН различных типов и мощности.

* Тепловые насосы открытого цикла используют грунтовые воды как главный источник энергии. Теплоноситель подается непосредственно из водоема и после прохождения цикла охлажденным возвращается обратно. При идеальных условиях  использование ГТН с открытым циклом может быть наиболее экономичным типом геотермальной системы.

* Тепловые насосы с закрытым водоемным циклом крайне экономичны, так как при установке используется доступный водоем, и отсутствуют затраты на земляные работы. Спирали труб просто помещаются на дно водоема.

*  Тепловые насосы с горизонтальным теплообменником рассматриваются лишь при наличии поверхности необходимой площади. Замкнутый контур теплообменника укладывается горизонтально в глубокие траншеи, длина которых варьируется от 30 до 120 метров.

* Замкнутый контур теплообменника устанавливается вертикально в подготовленные отверстия. Применяется в тяжелом грунте или при ограниченности пространства участка. Буровое оборудование используется для сверления отверстий малого диаметра на глубину 25-90 метров. При строительстве многоэтажных жилых домов трубопроводы просто закладываются в сваи, служащие опорой фундамента дома.

Тепло из грунта для теплоснабжения дачи, сельского дома.

      Тепловые насосы могут использовать в качестве источника тепла энергию грунта Вашего земельного участка. Сохраненная в почве солнечная энергия подарит комфортное тепло даже в очень  холодные дни.

     Трубопровод, в котором циркулирует неядовитая жидкость, зарывается в землю на глубину 1 м. Минимальное расстояние между соседними трубопроводами – 0,8..1 м. Специальной подготовки почвы, засыпок и т.п. не требуется. Предпочтения к грунту – желательно использовать участок с влажным грунтом, идеально с близкими грунтовыми водами, однако сухой грунт не является помехой – это приводит лишь к увеличению длины контура. Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 метр трубопровода 20..30 Вт. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходим земляной контур длинной 350..450 метров, для укладки такого контура потребуется участок земли площадью около 400 кв. метров (20м*20м).  Не обязательно укладывать контур ниже уровня промерзания почвы – глубина в 1 м является оптимальной.

В Республике Беларусь – масштабы использования.

     Как не тяжело это признать, на сегодняшний день масштабы использования тепловых насосов в нашей стране равны нулю.

                                                                                                                                             не проверено в «ОЧАГЕ»