С.В. Баканова, И.С. Васильева, В.Н. Матвеева

Пензенский государственный университет архитектуры и

строительства, Россия

Мероприятие по энергосбережению в системах отопления

В современном мире важнейшим условием сохранения и развития цивилизации на Земле является обеспечение человечества в достаточной мере топливом и энергией. Ограниченность запасов традиционно топливно-энергетических ресурсов заставила обратиться к энергосбережению как одному из главных составляющих современной концепции развития мировой энергетики.

Отопление зданий различного назначения стоит довольно крупных затрат, особенно в условиях холодного климата, и с каждым годом тарифы на отопление только повышаются. Поэтому целесообразно искать варианты систем, которые обеспечивают максимальное энергосбережение. Таких систем существует сравнительно много и все имеют свои особенности. Некоторые системы более экологичны, другие более безопасны или работают на невозобновляемых источниках энергии. Одни больше подходят при строительстве новых зданий, другие — для модернизации существующих.

Тепловой насос — один из наиболее эффективных и наименее вредных для окружающей среды вариантов энергосберегающего отопления. Рассмотрим воздушные и геотермальные тепловые насосы.

Воздушные тепловые насосы забирают тепло из атмосферы (даже при - 20°С благодаря холодильному принципу работы). Они способны извлекать тепло с помощью холодильной технологии, а затем распределить его по всему дому, как правило, с помощью системы воздуховодов.

Геотермальные тепловые насосы используют тепло земли с помощью труб, горизонтально проложенных кольцами в грунте ниже глубины промерзания (обычно от 1,2 м) или в вертикально пробуренных скважинах глубиной до 200 м (когда площадь участка слишком мала для расположения горизонтальных труб). Наиболее оптимальным среди вариантов альтернативного отопления считается тепловой насос воздух-воздух. Для такой системы не нужно сложных и дорогостоящих работ по выемке грунта или бурению специальных скважин снаружи, или по установке радиаторов традиционного водяного отопления внутри дома.

Тепловой насос использует электроэнергию намного эффективнее других видов котлов. При затратах на функционирование системы 1 кВт электроэнергии вырабатывается от 3-х до 4-х кВт тепловой энергии. То есть коэффициент эффективности теплонасоса намного больше единицы. Между собой агрегаты сравниваются по коэффициенту преобразования тепла (КПТ) — отношению полученного тепла к израсходованной энергии.

Аппарат при работе не сжигает топливо, то есть не выбрасывает вредные вещества в окружающую среду. Ни в воздухе, ни на почве не накапливаются опасные для здоровья людей и природы соединения. Хладагенты системы не содержат хлоруглеродов, что делает их безопасными для озонового слоя.

Земля и воздух есть повсюду, что позволяет использовать тепловые насосы в разных уголках Земли. При отсутствии электричества можно применять модели с дизельными или бензиновыми генераторами.

Насосы, оснащенные реверсивным клапаном, могут не только обогреть дом и обеспечить горячее водоснабжение, но и охладить воздух в знойный летний день. Тепловой насос можно использовать как кондиционер и нагреватель воды для дома и бассейна.

При работе агрегата узлы системы не прогреваются выше 90°С, а значит, не могут стать причиной пожара. Теплонасосы не опаснее холодильников. К тому же им не вредят простои, агрегаты можно эффективно использовать даже после долговременных остановок. Наряду с этим, используя подобное оборудование, никогда не придется столкнуться с замерзанием жидкости в системе.

Срок службы тепловых насосов больше, чем у классических источников тепла. При правильном расчете оборудование и элементы могут прослужить до 20-30 лет и после этого срока сохранят свою работоспособность, путем замены износившихся частей системы.

Тепловым насосам не требуется регулярное обслуживание, как в случае с многими другими отопительными приборами

Главным недостатком, однако, является довольно высокая стоимость приобретения и установки. Потребуется достаточно много времени, чтобы система окупила себя. Обратная зависимость их эффективности от разницы температур между источником и потребителем при низких температурах обязывает использовать оборудование со значительной избыточной мощностью, или дополнительный способ отопления дома, например, энергоэффективные печи и котлы.

Воздух, идущий от теплового насоса, имеет температуру около 35 °С . Это выше, чем требуется по нормам для внутренней температуры дома.

Таким образом, тепловой насос - современный вид энергосбережения по отоплению помещений. Он использует низкопотенциальное тепло земли и представляет собой надежный источник энергии, который может быть использован повсеместно. Этот источник может использоваться в течение достаточно длительного времени и может быть возобновлен по окончании периода эксплуатации. Но пока он не нашел широкого применения среди населения России из-за высокой стоимости, однако, все идет к тому, что прибор вскоре вытеснит традиционные электрические котлы и обогреватели, потребляющие чересчур много электроэнергии.