Тепло отдаст земля
Нетрадиционная технология

Тепловые насосы – это принципиально новая технология устройства системы отопления и горячего водоснабжения для зданий любого назначения. Основана она на использовании в качестве энергоисточников низкотемпературного тепла воздуха, грунта и грунтовых вод.

Тепловой насос очень бережно извлекает из воздуха, грунта и грунтовых вод накопленную ими солнечную энергию и направляет в систему отопления и горячего водоснабжения.
Технически это выглядит так: бурится скважина глубиной около 100 метров, в нее опускается зонд, в котором циркулирует специальная жидкость – рассол. Именно она забирает тепло земли и транспортирует его наверх, а компрессор теплового насоса повышает полученные +7 - +10 до + 65оС. Коэффициент эффективности теплового насоса 1 : 4–5, что означает: потраченный киловатт электроэнергии даст в результате 4–5 киловатт энергии тепловой. Электроэнергия требуется насосу лишь для работы приводов.

Тепловой насос называют «холодильником наоборот», поскольку принцип действия его аналогичен принципу действия холодильника. Но холодильник забирает из окружающей среды и аккумулирует холод, а тепловой насос – тепло.
Тепловой насос представляет эффективную замену котлу на жидком, газовом топливе или электрическому отоплению. Для хорошо спроектированного и построенного дома площадью 180 м2 необходимо 10–12 кВт тепловой энергии, которую можно получить, опустив 2 зонда в землю на глубину 100 м, для этого необходим участок земли размером 6х6 м.

Каковы преимущества тепловых насосов перед другими источниками теплоснабжения?
Во-первых, экономичность. Низкое энергопотребление достигается за счет высокого КПД теплового насоса и позволяет получить на 1 кВт затраченной электрической энергии 3–7 кВт тепловой энергии.

300% - 700% - эффективность теплового насоса.

Система требует минимум электроэнергии для поддержания комфортной температуры жилья, а также получения достаточного запаса горячей воды. Система исключительно долговечна, срок эксплуатации грунтового зонда может достигать 100–150 лет; отопительного контура – 100 лет. Непосредственно в самой установке единственной движущей частью является компрессор, срок службы которого составляет 15 лет и который можно легко заменить по истечении срока его эксплуатации.
С тепловым насосом отпадает необходимость в закупке, транспортировке, хранении топлива и расходе денежных средств, связанных с этим. Преимуществом является и высвобождение значительной территории, необходимой для размещения котельной, подъездных путей и склада с топливом. Срок окупаемости оборудования не превышает 7–10 отопительных сезонов.

Еще одно преимущество, которое дает тепловой насос, – комфорт. Тепловой насос работает устойчиво. Колебания температуры и влажности в помещении минимальны. Он не требует специальной вентиляции помещений, где происходит нагрев воды и теплоносителя. Абсолютно взрыво- и пожаробезопасен. В процессе эксплуатации система не нуждается в специальном обслуживании, возможные манипуляции не требуют специальных навыков и описаны в инструкции. Систему можно диагностировать на расстоянии и вносить корректировки. Для этого необходимо иметь линию Интернет. Обслуживание установок заключается в сезонном техническом осмотре и периодическом контроле режима работы.

Тепловой насос не нарушает целостность интерьера и концепцию фасада здания. Занимает минимум пространства – серийные установки имеют размер 600x600x1650 и 600x600x850 мм. По желанию заказчика корпус может быть выполнен в дереве.

Нельзя не сказать и об экологичности насоса. Он не производит вредных выбросов, воздействие коллектора минимально, хладагент R407C, циркулирующий в агрегате, нетоксичен, безвреден для озонового слоя.

Тепловой насос совместим практически с любой циркуляционной теплопроводной отопительной системой, независимо от типа котла. Поэтому возможен вариант системы теплоснабжения, когда при малом теплопотреблении работает только тепловой насос, а при повышенном – автоматически включается теплогенератор, дровяной котел и т. п.

Уже сейчас тепловые насосы являются более экономичными, чем котлы на дизельном топливе или электрическое отопление. А в ближайшем будущем, когда цены на энергоносители сравняются с европейскими, они станут бесспорными лидерами и будут превосходить даже газовые котлы .
За 10 лет эксплуатации теплового насоса можно получить экономию, по сравнению с электрическим отоплением, $35 тыс., за 15 лет – $60 тыс., за 20 лет – $87 тыс. Кроме прямого экономического эффекта, тепловой насос абсолютно экологически безвредный источник теплоснабжения, пожаро- и взрывобезопасен. Поскольку тепловые насосы не используют в своей работе топливо, то соответственно стоимость их эксплуатации не будет зависеть от изменения цен на энергоносители.
Рассматривать тепловые насосы как новейшую технологию будет ошибкой. В Европе она давно воспринимается на уровне ветряных электростанций и солнечных батарей, да и в России можно отыскать примеры использования тепловых насосных установок. Так, в конце 1980-х был поставлен тепловой насос мощностью 5 МВт на базе центробежного компрессора для теплонасосной установки целлюлозно-бумажного комбината ПО «Светогорск» (Карелия). Эта установка общей тепловой мощностью 27 МВт утилизировала теплоту сбросной воды с температурой 30–35 °С охлаждающей системы технологических аппаратов в цехах и повышала до 75–80 °С потенциал сбросной воды, которая использовалась в системе теплоснабжения целлюлозно-бумажного комбината и города Светогорска.

Хорошо зарекомендовали себя тогда же и холодильно-нагревательные машины типа ТХУ для молочных ферм, которые утилизировали теплоту охлаждаемого молока для технологических нужд.
В последующее десятилетие разработка и внедрение всех передовых энергетических технологий была остановлена и возобновилась только в начале XXI века.

Сегодня ситуация с энергоэффективными технологиями стремительно меняется. Это связано с ростом цен на энергоносители, формированием экологической культуры. В Москве, Новосибирске, Нижнем Новгороде тепловыми насосами активно оснащаются элитные индивидуальные дома.
При реальной рыночной экономике в России тепловые насосы имеют перспективу дальнейшего расширения применения, а производство тепловых насосов может стать соизмеримым с производством холодильных машин соответствующих классов.
Перспективные секторы внедрения тепловых насосов: жилищно-коммунальный, промышленные предприятия, курортно-оздоровительные и спортивные комплексы.
В ЖКХ теплонасосные установки находят наибольшее применение (в мировой и российской практике) преимущественно для отопления и горячего водоснабжения (ГВС).

Здесь можно выделить два направления:
• автономное теплоснабжение от теплонасосных установок;
• использование теплонасосных установок в рамках существующих систем централизованного теплоснабжения.

Для автономного теплоснабжения коттеджей, отдельных домов (в том числе школ, больниц и т. п.), городских районов, населенных пунктов используют преимущественно парокомпрессионные тепловые насосы тепловой мощностью 10–30 кВт в единице оборудования (коттеджи, отдельные дома) и до 5 МВт (для районов и населенных пунктов).

В Москве, например, разработан и реализуется масштабный проект с использованием тепловых насосов «Использование возобновляемых источников энергии для экологически чистого и эффективного тепло-, хладо- и электроснабжения микрорайона «Ухтомский», где в качестве источника тепла низкого потенциала используется тепло сбросных сточных вод подземного коллектора.
В Петербурге некоторые фирмы также взяли на вооружение новую технологию.
Например, компания ООО «Альянс-Нева» свыше двух лет реализует проекты в Санкт-Петербурге и Ленинградской области по установке тепловых насосов для целей теплоснабжения и ГВС, которые успешно демонстрируют надежность и перспективность использования этой технологии.

Подготовила Светлана Соснова

В статье использованы материалы