Тепло земли – каждому дому

Строительная компания «Акваспецстрой» использует свою уникальную буровую технику и прогрессивные технологии для обустройства систем отопления, горячего водоснабжения, подогрева полов и кондиционирования с применением тепловых насосов и глубинной тепловой энергии земли.

- Хронический дефицит традиционных энергоносителей, рост их потребления в условиях перманентного увеличения цен на них и расходов на доставку настоятельно побуждают задуматься об экономии, а именно - искать и внедрять альтернативные системы энергоснабжения. К ним в первую очередь следует отнести использование тепла окружающей среды (земли, водоёмов, воздуха) с применением теплообменников и тепловых насосов. Зто компактные системы, предназначенные для автономного обогрева,  горячего водоснабжения и кондиционирования жилых, офисных, складских и производственных помещений.

Из пяти существующих основных типов подобных систем с тепловыми насосами самыми удобными и экономически выгодными, перспективными и надёжными, по мнению специалистов «Акваспецстроя», являются грунтовые - с обустройством в грунте теплообменников вертикального типа. Ведь грунт - это, пожалуй, наиболее универсальный источник рассеянного тепла. Он аккумулирует солнечную энергию и круглый год подогревается изнутри геотермальным теплом, от ядра земли. При этом он всегда «под ногами» и способен отдавать тепло вне зависимости от погоды, так как на глубине от 10 до 100 м в течение всего года хранит практически постоянную температуру +10  -  14° С. Для обустройства грунтового теплообменника вертикального типа требуется немного земли (в качестве источника тепла здесь может использоваться даже скальная порода), которая после этого не изымается из оборота. Главное здесь - наличие оборудования для бурения вертикальных скважин глубиной 30-70 м и соответствующих навыков проведения подобных работ, чем, в частности, полностью располагает «Акваспецстрой». Таким образом, наиболее трудоёмкий в обустройстве замкнутый внешний контур представляет собой скважины с опущенными в них U-образными полиэтиленовыми трубами, где циркулирует незамерзающая жидкость на основе этиленгликоля. Она-то, собственно, и «отбирает» низкопотенциальную тепловую энергию грунта, которая попадает затем во второй (внутренний) контур теплового насоса.

Идея этого устройства под красноречивым названием «умножитель тепла» высказана ещё полтора века назад британским физиком Уильямом Томсоном. Тепловой насос - это почти в буквальном смысле «холодильник наоборот». Парадоксальная, на первый взгляд, связь между производством тепла и холодильной машиной состоит в том, что принцип работы тепловых насосов и обычных холодильников одинаков и основан на двух хорошо знакомых всем физических явлениях. Первое: когда вещество испаряется, оно поглощает тепло, а когда конденсируется - отдаёт его. Второе: когда давление меняется, меняется температура испарения и конденсации вещества - чем выше давление, тем выше температура, и наоборот. Поэтому в обоих устройствах основными элементами являются испаритель, компрессор, конденсатор и дроссель (регулятор потока), соединённые трубопроводом, в котором циркулирует хладагент - вещество хладон 407, способное кипеть при низкой температуре и меняющее своё агрегатное состояние на газовое в одной части цикла и на жидкое - в другой. Просто в холодильнике главная роль отводится испарителю и отбору тепла, а в тепловом насосе - конденсатору и передаче тепла. 

В целом принцип работы этой трёхконтурной энергосберегающей системы довольно прост:

1. Теплоноситель (10-процентный раствор этиленгликоля), проходя по уложенному в земле трубопроводу, нагревается на несколько градусов. Проходя через испаритель, он отдаёт собранное тепло во внутренний контур теплового насоса, который заполнен хладагентом.

2. В испарителе хладагент с очень низкой температурой кипения переходит из жидкого состояния в газовое.

3. После этого газообразный хладагент попадает в компрессор, сжимается там, а его температура, соответственно, заметно повышается.

4. В конденсаторе происходит теплообмен между горячим газом (его температура может достигать +85 - 115° С) и теплоносителем из обратного трубопровода системы отопления дома (третий контур). Хладагент отдаёт своё тепло в систему отопления, охлаждается и снова переходит в жидкое состояние, а нагретый теплоноситель системы отопления поступает к отопительным приборам. При достижении необходимой температуры терморегулятор размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается. При понижении температуры в отопительном контуре терморегулятор вновь включает компрессор.

5. При прохождении хладагента через редукционный клапан его давление и температура понижаются, хладагент в виде парожидкостной смеси попадает в испаритель, и обратный цикл Карно повторяется снова...

К преимуществам систем с тепловыми насосами в первую очередь следует отнести их экономичность: затратив 1 КВт электроэнергии на выходе мы получаем 4-5 КВт тепловой энергии, т.е. - примерно 3/4 отопительной энергии получаем бесплатно от природы. Иными словами, владелец теплового насоса с такой системой может экономить до 80% средств, необходимых на отопление традиционными способами. Системы с использованием тепловых насосов отличаются автономностью: единственным необходимым и достаточным условием возможности их применения является наличие обычной бытовой электросети, поэтому их пользователей не волнуют проблемы газификации, теплофикации, рост тарифов и цен на топливо. Это экологичная и безопасная система, так как в ней нет топлива, кет открытого огня, нет никаких выбросов, поэтому взорваться, угореть или отравиться здесь просто невозможно (в США тепловые насосы используют даже для отопления бензоколонок). Это, наконец, всесезонная, многофункциональная, полностью автоматизированная и очень надёжная система (ресурс оборудования - 25 лет, ПЭ труб - 50 лет), которая не требует ни специальных помещений, ни дорогого обслуживания.

Нельзя не отметить еще одну очень важную особенность таких систем: возможность их использования для кондиционирования. Подсоединяя радиаторы типа FAN COIL INSTALLATION (вентиляторные теплообменники) к обратной ветке жидкостного контура грунтового теплообменника идущей от теплового насоса (см.рисунок) мы получаем идеальные условия для создания комфортных параметров воздуха в помещениях, т.к. температура жидкости, поступающей в FAN COIL находится в интервале + 5 - + 8°С. Создание дорогостоящей отдельной системы кондиционирования заменяется разводкой трубопроводов, что удобней и дешевле. Кроме того, термодинамическая эффективность такой системы кондиционирования характеризуется цифрами: на 1 квт затраченной электроэнергии получаем около 5-7 квт холода. Не удивительно, что такие системы с применением тепловых насосов являются на сегодня наиболее распространёнными в мире, а по прогнозу Мирового энергетического комитета их использование для отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования составит 75%. Массовое применение их в Украине могло бы решить немало энергетических проблем страны и сделать её богаче. Кровно заинтересованное в этом государство, по нашему мнению, могло бы также всячески стимулировать сограждан, желающих устанавливать такие системы. ООО «Акваспецстрой», во всяком случае, к техническому содействию давно готово.