Технические
науки/5.Энергетика
К.т.н. Ермоленко
М., к.т.н. Степанова О., Коротецкий И.
Семипалатинский
государственный университет имени Шакарима
Перспективы использования
тепловых насосов в Казахстане
В последние
десятилетия человечество столкнулось с глобальными проблемами, от решения
которых зависит будущее всей планеты. Одной из таких проблем стало энерго- и
ресурсосбережение. Потребности людей в энергии растут, а вот стоимость
энергоносителей увеличивается, запасы традиционных источников энергии тают.
Ситуация усугубляется и экологическим кризисом вследствие необдуманного
использования невозобновляемых ресурсов планеты. Разрушение озонового слоя,
изменения климата грозят человечеству катастрофой. Решением данной проблемы
становится использование альтернативных, возобновляемых источников энергии и
максимальное использование произведенной сбрасываемой энергии.
Казахстан обладает крупными запасами энергетических ресурсов (нефть,
газ, уголь,
уран) и является энергетической державой. Суммарная
установочная мощность всех электростанций Казахстана составляет 18 331 МВт
электроэнергии. К сожалению, выработка большинства электростанций не достигает
установленной мощности (ТЭС
- 87,7 %, КЭС - 48,9 %, ТЭЦ
- 36,6 %, ГТЭС - 2,3 %, ГЭС
- 12,3 %). Около 70 % электроэнергии в Казахстане вырабатывается из угля,
14,6 % - из гидроресурсов, 10,6 % - из газа и 4,9 % - из нефти.
В процессе
деятельности человека при использовании традиционных видов энергии, расходуемой
для производства продукции, в атмосферу и воду сбрасывается значительное
количество сопутствующей тепловой энергии. Это низкотемпературное рассеянное
тепло - вторичный источник тепла. Его запасы огромны. В качестве естественных
возобновляемых источников может рассматриваться тепловая энергия земли и
подземных вод (грунтовых, артезианских), а также наружного воздуха. Удельный вес возобновляемых энергоресурсов, используемых
в Казахстане, не более 0,2 % суммарной выработки электроэнергии.
Наиболее
удачным путем реализации использования возобновляемых нетрадиционных источников
является применение тепловых насосов.
Тепловой насос - источник энергии, используемой для
работы систем кондиционирования, отопления и горячего водоснабжения. В
отличии от других теплогенераторов, тепловой насос «выкачивает»
накопленную за теплое время года энергию из окружающей среды.
В основе работы теплового
насоса лежит обратный цикл Карно. Основными составляющими
частями внутреннего контура тепловых насосов являются:
- конденсатор;
- капилляр;
- испаритель
- компрессор (получает энергию
от электрической сети).
Кроме того, во внутреннем контуре имеется:
- терморегулятор (управляющее устройство);
- хладагент (циркулирующий в системе газ с
определёнными физическими характеристиками).
Источником энергии может быть грунт,
скальная порода, озеро, река, море, выход теплого воздуха из системы вентиляции
или какого-либо промышленного оборудования, вообще любой источник тепла с
температурой от - 1 оС и выше, доступный в зимнее время.
При производстве тепла 80 % энергии
получается из окружающей среды, следовательно,
при использовании теплового насоса надо оплатить только 20 % энергии, которые
необходимы для работы компрессора.
Тепловой насос не только сэкономит деньги,
но и сбережет здоровье обитателям дома. Агрегат не сжигает топливо, значит, не
образуются вредные окислы типа CO, СO2, NO2, SO2
, PbO2. Потому вокруг дома на почве нет следов серной, азотистой,
фосфорной кислот и бензольных соединений.
Применение тепловых насосов сокращает расход
топлива на ТЭЦ для производства электрической энергии, а используемые
современные фреоны - озонобезопасны. Кроме того тепловые насосы обладают
свойством реверсивности, т.е. «умеют» отбирать тепло из воздуха дома те самым
охлаждая его.
Главным недостатком тепловых насосов
является дорогостоящее оборудование и установка.
В Мире по прогнозам Мирового
Энергетического Комитета к 2020 году доля геотермальных тепловых насосов в
теплоснабжении составит 75%.
Список использованных источников:
1 http://www.teplopol.ru/heatpump.php
2 http://ru.wikipedia.org/wiki/
4 http://www.topclimat.ru/heating/publications/33.html