×óêîòñêèé õîëîäèëüíèê: Òåõíîëîãèè ñåãîäíÿøíåãî äíÿ

×óêîòñêèé õîëîäèëüíèê: Òåõíîëîãèè ñåãîäíÿøíåãî äíÿ

 Ãåîòåðìàëüíàÿ ýíåðãåòèêà?Ýëåêòðîñòàíöèè íà ãåéçåðàõ è âóëêàíàõ, à òàêæå ïðî÷àÿ ýêçîòèêà... À åñëè ãåéçåðû íà äðóãîé ñòîðîíå ãëîáóñà, à ïîä íîãàìè õëþïàåò ñûðàÿ ãëèíà, â êîòîðîé òàê ñêâåðíî ðàñòåò êàðòîøêà? Íå áåäà. È èç ãëèíû, èç ñòûëîé âîäû ñîñåäíåãî ïðóäà è äàæå êàíàëèçàöèîííûõ ñòîêîâ ìû ìîæåì äîáûòü òî, ÷òî ñòîèò ñåãîäíÿ â ìèðå âñå äîðîæå è äîðîæå. Ýíåðãèþ!

 èçâåñòíîì àíåêäîòå æèòåëü Êðàéíåãî Ñåâåðà ïîêóïàåò ñåáå õîëîäèëüíèê, äëÿ òîãî ÷òîáû çàëåçàòü â íåãî è ãðåòüñÿ, – âåäü íà óëèöå ïîñòîÿííî òðåñêó÷èé ìîðîç, à âíóòðè õîëîäèëüíîé êàìåðû «ïëþñ ïÿòü, îäíàêî!». Øóòêè øóòêàìè, íî èñïîëüçîâàòü õîëîäèëüíèê äëÿ îòîïëåíèÿ – íå òàêàÿ óæ íåñóñâåòíàÿ ãëóïîñòü. Äîñòàòî÷íî ëèøü îòâëå÷üñÿ îò æèòåéñêèõ ñòåðåîòèïîâ è ïîíÿòü, ÷òî õîëîäèëüíèê ïî ñóòè ñâîåé – ýòî íå ñòîëüêî óñòðîéñòâî ïî «ñîçäàíèþ õîëîäà», ñêîëüêî ìàøèíà äëÿ ïåðåíîñà òåïëà èç îäíîãî ìåñòà â äðóãîå. Âíóòðè õîëîäèëüíèêà ïîìåùåí èñïàðèòåëü (êàìåðà ðàñøèðåíèÿ), â êîòîðîì õëàäàãåíò – æèäêîñòü ñ íèçêîé òåìïåðàòóðîé êèïåíèÿ – ïåðåõîäèò â ãàçîîáðàçíîå ñîñòîÿíèå, çàáèðàÿ ïðè ýòîì òåïëî èç îêðóæàþùåãî ïðîñòðàíñòâà. Êîìïðåññîðîì ãàç ïåðåêà÷èâàåòñÿ â êîíäåíñàòîð (îí ðàçìåùåí ñíàðóæè õîëîäèëüíèêà) è òàì ñæèìàåòñÿ. Ïðè ñæàòèè õëàäàãåíò âíîâü ïåðåõîäèò â æèäêîå ñîñòîÿíèå, îòäàâàÿ, âûáðàñûâàÿ íàðóæó òåïëî, îòîáðàííîå âíóòðè õîëîäèëüíèêà. Çàòåì öèêë ïîâòîðÿåòñÿ.

Èç âñåãî ýòîãî ñëåäóåò, ÷òî óñòðîéñòâî, ñîçäàííîå íà ïðèíöèïå õîëîäèëüíèêà, âïîëíå ìîæåò çàáðàòü äëÿ íàñ òåïëî òàì, ãäå îíî íèêîìó íå íóæíî, è ïåðåìåñòèòü åãî òóäà, ãäå îíî íóæíî âñåì. Òî åñòü ñûãðàòü ðîëü îòîïèòåëÿ. Òàêîé îòîïèòåëü íàçûâàåòñÿ òåïëîâûì íàñîñîì, è, õîòÿ âåëèêèé àíãëèéñêèé ôèçèê ëîðä Êåëüâèí èçîáðåë åãî åùå â 1852 ãîäó, ëèøü â ïîñëåäíåå âðåìÿ ýòî îðèãèíàëüíîå óñòðîéñòâî ñòàëî ðàññìàòðèâàòüñÿ â êà÷åñòâå âûñîêîýêîëîãè÷íîãî è ïðàêòè÷åñêè íåèñ÷åðïàåìîãî ïîñòàâùèêà ýíåðãèè.

Óäèâèòåëüíàÿ îñîáåííîñòü òåïëîâîãî íàñîñà â òîì, ÷òî îí ìîæåò èãðàòü ðîëü «óìíîæèòåëÿ», òî åñòü èñïîëüçîâàòü äëÿ îáîãðåâà ïîìåùåíèé èñòî÷íèêè íèçêîïîòåíöèàëüíîãî òåïëà. Èíûìè ñëîâàìè, íàñîñ çàáèðàåò òåïëî â òàêèõ ñðåäàõ, êîòîðûå â íàøåì ïðåäñòàâëåíèè íèêàê ñ âûñîêîé òåìïåðàòóðîé íå àññîöèèðóþòñÿ. Èñòî÷íèêàìè íèçêîïîòåíöèàëüíîãî òåïëà ìîãóò ñëóæèòü ãðóíò, ãðóíòîâûå âîäû, âîäà îçåð è ðåê (â òîì ÷èñëå ïîêðûòûõ ëüäîì), à òàêæå âîçäóõ.

Êîïàòü è áóðèòü

Ïîÿñíèì ïðèíöèï äåéñòâèÿ òåïëîâîãî íàñîñà íà ïðèìåðå îäíîãî èç ñàìûõ ðàñïðîñòðàíåííûõ åãî òèïîâ: «ãðóíò–âîäà». Ìàññà, ó êîòîðîé íàñîñ çàáåðåò íèçêîïîòåíöèàëüíîå òåïëî, äîëæíà áûòü çíà÷èòåëüíî áîëüøå ìàññû, êîòîðàÿ â ðåçóëüòàòå áóäåò îáîãðåòà. Ïîýòîìó åñëè èñòî÷íèêîì ýíåðãèè äëÿ íàñ ñòàíåò ãðóíò, òî ïðèäåòñÿ íà÷àòü äîâîëüíî ìàñøòàáíûå çåìëåðîéíûå èëè äàæå áóðèëüíûå ðàáîòû.  çåìëþ çàðûâàþò ïåðâûé êîíòóð òåïëîíàñîñà – îí ïðåäñòàâëÿåò èç ñåáÿ çàìêíóòóþ ñèñòåìó ïîëèýòèëåíîâûõ òðóá, â êîòîðûõ öèðêóëèðóåò òåïëîíîñèòåëü – ðàññîë. Ðàññîëîì â äàííîì ñëó÷àå íàçûâàþò ñìåñü âîäû è àíòèôðèçà (íàïðèìåð, ýòèëåíãëèêîëÿ), âåäü äëÿ ôóíêöèîíèðîâàíèÿ òåïëîíàñîñà äàæå ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ âîçäóõà òðåáóåòñÿ, ÷òîáû òî÷êà çàìåðçàíèÿ òåïëîíîñèòåëÿ áûëà íèæå íóëÿ.

Ïåðâûé êîíòóð òåïëîíàñîñà ñèñòåìû «ãðóíò–âîäà» ìîæåò èìåòü âèä êàê ãðóíòîâîãî êîëëåêòîðà, òàê è ãðóíòîâîãî çîíäà. Ãðóíòîâûé êîëëåêòîð òðåáóåò áîëüøîãî ó÷àñòêà – äëÿ îáîãðåâà êîòòåäæà ìîæåò ïîòðåáîâàòüñÿ ïëîùàäü â íåñêîëüêî ñîòåí êâàäðàòíûõ ìåòðîâ. Ãðóíòîâûé êîëëåêòîð, èìåþùèé âèä çìååâèêà, çàêàïûâàåòñÿ ãîðèçîíòàëüíî íà ãëóáèíó ïðèìåðíî 1,5 ì. Ãðóíòîâûé çîíä ïîõîæ íà ñèëüíî âûòÿíóòóþ ëàòèíñêóþ áóêâó «U» è ïîãðóæàåòñÿ â ñïåöèàëüíî ïðîáóðåííóþ ñêâàæèíó îáû÷íî ãëóáèíîé äî 120 ì. È êîëëåêòîð, è çîíä ñîåäèíÿþòñÿ ñ àïïàðàòîì, êîòîðûé óñòàíîâëåí âíóòðè îáîãðåâàåìîãî çäàíèÿ. Òàì íàõîäèòñÿ âíóòðåííèé êîíòóð òåïëîâîãî íàñîñà, òî åñòü òîò ñàìûé õîëîäèëüíèê íàîáîðîò.

Ïåðåãîíÿÿñü (öèðêóëÿöèîííûì íàñîñîì) âíóòðè êîëëåêòîðà èëè çîíäà, ðàññîë íàãðåâàåòñÿ îò ãðóíòà íà íåñêîëüêî ãðàäóñîâ, à çàòåì ïîïàäàåò â òåïëîîáìåííèê, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ ÷àñòüþ âíóòðåííåãî êîíòóðà è ñëóæèò èñïàðèòåëåì. Âî âíóòðåííåì êîíòóðå öèðêóëèðóåò õëàäàãåíò ñ íèçêîé òî÷êîé êèïåíèÿ. Òåìïåðàòóðà òåïëîíîñèòåëÿ äîñòàòî÷íà, ÷òîáû õëàäàãåíò âñêèïåë è, ïåðåéäÿ â ãàçîîáðàçíîå ñîñòîÿíèå, çàáðàë òåïëî ó ðàññîëà, âíîâü îõëàäèâ åãî. Òåïëîíîñèòåëü îïÿòü óñòðåìëÿåòñÿ â ãëóáü çåìëè, ÷òîáû ïîäîãðåòüñÿ îò ãðóíòà. À âî âíóòðåííåì êîíòóðå êîìïðåññîð çàêà÷èâàåò ãàçîîáðàçíûé õëàäàãåíò â êîíäåíñàòîð, è òîò, ñæèìàÿñü, îòäàåò ñîáðàííîå òåïëî. ×åðåç ñèñòåìó òåïëîîáìåíà ýíåðãèÿ ïåðåäàåòñÿ îòîïèòåëüíîìó êîíòóðó. Íàãðåòàÿ â íåì æèäêîñòü èñïîëüçóåòñÿ äëÿ îòîïëåíèÿ èëè ïðèãîòîâëåíèÿ ãîðÿ÷åé âîäû.

Êèïÿòîê íå íóæåí

Êëþ÷åâûì äëÿ îöåíêè ýôôåêòèâíîñòè íàñîñà ÿâëÿåòñÿ êîýôôèöèåíò ïðåîáðàçîâàíèÿ ýíåðãèè, íàçûâàåìûé òàêæå îòîïèòåëüíûì êîýôôèöèåíòîì (èíîãäà åãî íåêîððåêòíî íàçûâàþò ÊÏÄ òåïëîâîãî íàñîñà, õîòÿ ýòî òåðìèíîëîãè÷åñêè íåâåðíî). Ýòîò êîýôôèöèåíò âû÷èñëÿåòñÿ êàê îòíîøåíèå îòäàâàåìîé òåïëîâîé ìîùíîñòè ê ïîòðåáëÿåìîé íàñîñîì ýëåêòðè÷åñêîé ìîùíîñòè. Ðàçóìååòñÿ, òåïëî, ïîñòàâëÿåìîå íàñîñîì, íå áåñïëàòíî, èáî óñòðîéñòâî ïîòðåáëÿåò ýëåêòðîýíåðãèþ äëÿ ðàáîòû êîìïðåññîðà è äâóõ öèðêóëÿöèîííûõ íàñîñîâ âî âíåøíåì è îòîïèòåëüíîì êîíòóðàõ. Ôîêóñ, îäíàêî, â òîì, ÷òî ýíåðãèÿ, ïîòðà÷åííàÿ íà ðàáîòó íàñîñà, â íåñêîëüêî ðàç ìåíüøå ýíåðãèè, äîñòàâëåííîé íàñîñîì â îòîïèòåëüíûé êîíòóð â âèäå òåïëà. Íî íèêàêîãî íàðóøåíèÿ çàêîíîâ òåðìîäèíàìèêè çäåñü íåò è â ïîìèíå. Âñïîìíèì, ÷òî òåïëîâîé íàñîñ íå ñòîëüêî ñîçäàåò òåïëî, ñêîëüêî ïåðåíîñèò åãî ñ ìåñòà íà ìåñòî. Èìåííî ïîýòîìó îòîïèòåëüíûé êîýôôèöèåíò íåëüçÿ íàçûâàòü ÊÏÄ, à òåïëîâîé íàñîñ – âîïëîùåíèåì ìå÷òû î âå÷íîì äâèãàòåëå. Õîòÿ åñëè ó÷åñòü, ÷òî èñòî÷íèê íèçêîïîòåíöèàëüíîãî òåïëà ïðàêòè÷åñêè íåèñ÷åðïàåì, òî ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî èçîáðåòåíèå ëîðäà Êåëüâèíà âñå æå íàõîäèòñÿ îò ýòîé íåñáûòî÷íîé ìå÷òû ãäå-òî ïîáëèçîñòè.

Îòîïèòåëüíûé êîýôôèöèåíò âû÷èñëÿåòñÿ îòäåëüíî äëÿ òàê íàçûâàåìûõ ðàáî÷èõ òî÷åê, îáîçíà÷àåìûõ ïî ìîäåëè âèäà B0W35, ãäå B – ýòî ðàññîë (îò àíãë. brine), 0 – òåìïåðàòóðà ðàññîëà 0°Ñ, W – âîäà â îòîïèòåëüíîì êîíòóðå (îò àíãë. water) è 35 – òåìïåðàòóðà ýòîé âîäû â ãðàäóñàõ Öåëüñèÿ. Äëÿ òàêîé ðàáî÷åé òî÷êè îòîïèòåëüíûé êîýôôèöèåíò ðåàëüíîãî òåïëîâîãî íàñîñà áóäåò ðàâåí ïðèìåðíî 4–5 – èíà÷å ãîâîðÿ, ìû ïîëó÷èì â âèäå òåïëà ýíåðãèè íà 300–400% áîëüøå, ÷åì çàòðàòèì. Äëÿ ðàáî÷åé òî÷êè B0W55 (ðàññîë – 0°Ñ; âîäà, íàãðåòàÿ äî +55°Ñ) îòîïèòåëüíûé êîýôôèöèåíò îêàæåòñÿ ìåíüøèì è ñîñòàâèò ïîðÿäêà 2,5–3,1. (Òåîðåòè÷åñêèé îòîïèòåëüíûé êîýôôèöèåíò âû÷èñëÿåòñÿ êàê îòíîøåíèå òåìïåðàòóðû îòîïèòåëüíîãî êîíòóðà ê ðàçíèöå òåìïåðàòóð ìåæäó îòîïèòåëüíûì è âíåøíèì êîíòóðîì, ðåàëüíûé âñåãäà íåñêîëüêî ìåíüøå.)

Âîäà, òåìïåðàòóðà êîòîðîé íèæå òåìïåðàòóðû ÷åëîâå÷åñêîãî òåëà, ìîæåò ïîêàçàòüñÿ íåäîñòàòî÷íîé äëÿ íóæä îòîïëåíèÿ, íî â ðåàëüíîñòè âî ìíîãèõ ñòðàíàõ ìèðà, íàïðèìåð â Ãåðìàíèè, ïðèíÿò èìåííî òàêîé ñòàíäàðò äëÿ îáîãðåâà ïîìåùåíèé, à òåïëîâûå íàñîñû, ïîäîãðåâàþùèå îòîïèòåëüíûé êîíòóð äî +55°Ñ, ïðèìåíÿþòñÿ óæå äëÿ ïðèãîòîâëåíèÿ ãîðÿ÷åé âîäû.

Ñåêðåò â òîì, ÷òî êà÷åñòâåííîãî îòîïëåíèÿ ïîìåùåíèÿ ñ ïîìîùüþ òåïëîâîãî íàñîñà ìîæíî äîáèòüñÿ, ëèøü ïîëíîñòüþ ïåðåîáîðóäîâàâ ñèñòåìó îòîïëåíèÿ ñ ó÷åòîì ñàìûõ ñîâðåìåííûõ ýíåðãîñáåðåãàþùèõ òåõíîëîãèé.

Âî-ïåðâûõ, íåîáõîäèìà âûñîêîêà÷åñòâåííàÿ òåïëîèçîëÿöèÿ ïîìåùåíèÿ, èñêëþ÷àþùàÿ ìàëåéøèå óòå÷êè òåïëà. Âî-âòîðûõ, òåìïåðàòóðû +35°C â îòîïèòåëüíîé ñèñòåìå îêàæåòñÿ âïîëíå äîñòàòî÷íî, åñëè ïðèìåíÿòü òàê íàçûâàåìîå ëó÷èñòîå, èëè èíôðàêðàñíîå, îòîïëåíèå. Ê òàêèì ñèñòåìàì îòíîñÿòñÿ òåïëûå ïîëû, à òàêæå èçëó÷àþùèå òåïëî ñòåííûå è ïîòîëî÷íûå ïàíåëè.

Èç âñåãî ñêàçàííîãî ñëåäóåò, ÷òî «äåøåâàÿ» ýíåðãèÿ íåäð è âîä îáõîäèòñÿ ïîêà íå ñòîëü äåøåâî. Ïîêóïêà è óñòàíîâêà òåïëîâîãî íàñîñà äëÿ îáîãðåâà äîìà ñòîèò ñåãîäíÿ 30–50 òûñÿ÷. Ïðàâäà, ïðîèçâîäèòåëè óòâåðæäàþò, ÷òî ÷åðåç 5–8 ëåò ýêñïëóàòàöèè òåïëîâîé íàñîñ áóäåò âûãîäíåå äèçåëüíîãî èëè ãàçîâîãî êîòëà çà ñ÷åò íåñðàâíèìî ìåíüøèõ ýêñïëóàòàöèîííûõ ðàñõîäîâ. Ê òîìó æå ïðîèçâîäèòåëè è ïðîäàâöû âåðÿò, ÷òî ñ ðîñòîì çàêàçîâ íà òåïëîâûå íàñîñû öåíà íà îáîðóäîâàíèå è óñòàíîâêó áóäåò ñòðåìèòåëüíî ïàäàòü. Âîçìîæíî, è ãîñóäàðñòâî ñî âðåìåíåì ñìîæåò ïðåäëîæèòü íåêèå ëüãîòû òåì, êòî ðåøèëñÿ ïåðåéòè íà áîëåå ýêîëîãè÷íûå âèäû ïîëó÷åíèÿ ýíåðãèè. Ñåé÷àñ ïîäîáíàÿ ïðàêòèêà ñóùåñòâóåò â íåêîòîðûõ ñòðàíàõ ÅÑ.

 

Îëåã Ìàêàðîâ

Èñòî÷íèê: POPTECH.RU

 

 
  • Äàòà ïóáëèêàöèè: 25.10.2011
  • 1704
ÎÎÎ «ÄÅËÎÂÛÅ ÑÈÑÒÅÌÛ ÑÂßÇÈ»
Îòðàñëåâîé èíôîðìàöèîííî-àíàëèòè÷åñêèé ïîðòàë, ïîñâÿù¸ííûé ýíåðãåòèêå Áåëàðóñè. Àêòóàëüíûå íîâîñòè è ñîáûòèÿ. Ïîäðîáíàÿ èíôîðìàöèÿ î êîìïàíèÿõ, òîâàðû è óñëóãè.
220013
Ðåñïóáëèêà Áåëàðóñü
Ìèíñê
óë. óë. Á. Õìåëüíèöêîãî, 7, îôèñ 310
+375 (17) 336 15 55 , +375 (25) 694 54 56 , +375 (29) 302 40 02 , +375 (33) 387 08 05
+375 (17) 336 15 56
info@energobelarus.by
ÝíåðãîÁåëàðóñü

ÝíåðãîÁåëàðóñü

ÝíåðãîÁåëàðóñü

ÝíåðãîÁåëàðóñü

191611654
5
5
1
150
150