Провозглашается автономия возобновляемых источников энергии и теплоснабжения! Мотивация и возможности

В числе знаковых объектов группы компаний «Моноракурс» – реконструкция площади Независимости в Минске с созданием подземного крупного торгового центра «Столица», конструктивная часть стилобата Национальной библиотеки, Свято-Елисеевский монастырь Новогрудской епархии, реконструкция летнего амфитеатра в Витебске и ряд других. На международной научно-практической конференции «Энергосбережение в промышленности», основываясь на практическом опыте, был представлен доклад технического директора группы компаний «Моноракурс» Романа Валентиновича Твердохлебова о преимуществах использования альтернативных источников энергии и эффективности применения тепловых насосов в системах отопления и энергоснабжения.

Удорожание энергоресурсов, рост тарифов на топливо и в результате снижение потребления топливно-энергетических ресурсов – это реалии сегодняшнего и завтрашнего дня. В Беларуси к этому начали готовиться еще с 2005 года. По разработанным программам к 2015 году планируется:

-снижение энергоемкости ВВП на 31%;

- итоговая экономия ТЭР в объеме 1612-1855 тыс. т.у.т^_п  ;

-увеличение использования местных видов топлива, вторичных энергоресурсов, в объемах 460 тыс.т.у.т.

Пока в этот список не включены возобновляемые источники энергии, потому, что при стоимости ресурсов ниже мировых цен, в этих цифрах их роль как средства энергосбережения не ощутима. Хотя с каждым витком роста их стоимости эффективность применениям таких систем растет прямо пропорционально.

Первым ощутимым источником энергосбережения может стать использование солнечной энергии. Количество солнечной радиации на горизонтальной поверхности с учетом климатических условий Беларуси от 3518 до 3882 МДж/м2 в год. При средних условиях облачности в декабре - 30-40 МДж/м2, в июне – до 620 МДж/м2. Коллектор площадью 1,5 м2, установленный на крыше в центральной области Беларуси, при средних условиях облачности и КПД=0,5 в состоянии нагреть в среднем за год в день 44 л, а в летние месяцы, около 90 л воды до температуры 55С.

Объективности ради следует сказать, что для повышения эффективности такого прибора надо предусмотреть его автоматическую либо ручную регулировку угла наклона на ±23 градуса (климатический (зима/лето) угол наклона земной оси). Дополнительно необходимо использовать: незамерзающую жидкость внутри, возможность дополнительной теплоотдачи избыточного тепла для недопущения перегрева системы в период летних температурных максимумов, либо система зашторивания коллекторов.

Солнечный коллектор, как трансформатор солнечной энергии в тепловую, исходя из показателей эффективности м экономической целесообразности (окупаемости) является преобразователем с КПД 0,5-0,9. Эффективность использования солнечных батарей составляет КПД 0,1-0,09 и соответственно срок их окупаемости увеличивается в 5-7 раз в сравнении с солнечным коллектором. Для примера: в технологически «продвинутой» Японии с 1,5м2 батареи научились снимать не более 100Вт электроэнергии. Для создания солнечных батарей необходимы эффективные (соответственно дорогие) полупроводники (кремний), ведь лишь они, пропуская через себя свет, могут преобразовать его в электричество. Поэтому наиболее экономически обоснованным использованием энергии солнца является солнечный коллектор, как преобразователь в тепловую энергию.

На сегодняшний день в мире разработаны и используются наряду с колбовыми коллекторами безколбовые в виде кровельных плоских щитов и фасадных элементов, для сбора тепловой энергии на южных и восточных фасадных частях зданий. Но вести речь об использовании в таких схемах энергии солнца для обогрева помещений маловероятно, а в качестве системы подогрева воды – это актуально. Но для комфортного использования необходимо предусматривать двухконтурные гибридные котлы для возможности дополнительного подогрева воды с применение электроэнергии или газа.

Такого рода системам 50 лет. Их разработка и внедрение начинались в Германии, а продолжились в США. В СССР такие разработки проводились в Академии наук Айзербаджана, в Институте физики при АН Беларуси и украинскими учеными. Первые советские солнечные коллекторы были созданы в России – в Братске и Кировске на предприятиях выпускающих батареи для систем отопления. Но первые изделия не нашли массового применения из-за значительного веса (50кг на 1м2) - кровельные покрытия не выдерживали. Для сравнения: вес современных коллекторов 12,5 кг на 1м2.       

Тепловые насосы на 75% снижают энергетические затраты на отопление.

Наибольшую долю в эксплуатационных затратах любого предприятия составляют отопление и горячее водоснабжение (ГВС). Следовательно, проектировщикам и модернизаторам систем отопления и в будущем придется считаться с высокими ценами на энергоресурсы.

Рынок тепловых насосов в странах Евросоюза испытывает бум. Причина кроется в поисках альтернативных систем отопления и выбор все чаще падает на отопление с использованием тепловых насосов. Ибо лишь тепловой насос соединяет в одном устройстве энергетическую эффективность и использование возобновляемых видов энергии для отопления, охлаждения и ГВС. Он отапливает без огня на месте установки, а значит, и без выброса вредных веществ. Он в состоянии сократить расходы на энергию почти на 60 %,

Тепловой насос – прибор, способный преобразовывать низкопотенциальное тепло 0...+10 °С воды, воздуха либо земли в высокопотенциальное тепло до +65 °С для нужд отопления и приготовления горячей воды. При этом для привода теплового насоса затрачивается электрическая энергия. Для характеристики эффективности работы теплового насоса используется коэффициент мощности - СОР (иногда CP) (coefficient of perfomance), равный отношению между О - тепловой энергией, полученной от теплового насоса, и W - затраченной электрической энергией:

СОР = Q/W.

В зависимости от типа теплового насоса и источника низкопотенциального тепла -воздух/земля/вода - СОР может составлять 1-10. Например, СОР = 5 означает, что данный тепловой насос при затрате 1 кВт электрической энергии трансформирует ее в 5 кВт тепловой.

Тепловой насос - компактная, занимающая мало места система отопления, работающая так же, как холодильник. Холодильник отбирает тепло от продуктов питания и отдает его в помещение через радиатор, расположенный, например, на задней стенке. Тепловой насос отбирает тепло у окружающей среды (воздуха, грунта, воды) и отдает его на создание комфортных условий проживания.

www.energobelarus.by