Теплові насоси - найперспективніше джерело відновлюваної енергії
Чи потрібна нам альтернативна енергетика
У тому числі геотермальна, яка в перспективі займе чільне місце у світі в системі поновлюваних альтернативних джерел? Питання далеко не пусте, якщо врахувати величезне прагнення всіх економічно провідних країн світу до повороту в бік переходу на альтернативні джерела енергії. Усіх, крім Укаїни. Якщо асоціювати нашу країну з клишоногим, то ведмідь ще спить у барлозі, хоча вже чотирнадцяте літо 21 століття у розпалі. Пора б прокинутися!
Наша країна сидить на газовій трубі, заробляє на нафті, вугіллі та цих коштів, мабуть, цілком вистачає для задоволення української економіки. Поки що вистачає. Дивіться, що виходить. Європейські країни взяли курс на використання поновлюваних джерел енергії, щоб не залежати від українського газу. Та й із транспортуванням його до Європи через Україну виникли великі проблеми. Рішення українського уряду було ухвалено на той момент вірними – налагодити найтісніші економічні зв'язки з Китаєм, щоб не зменшувати, навіть збільшити постачання нафти та газу на схід.
Хоча ціла низка обставин змушує все-таки шукати нові шляхи до добування нешкідливих, економічно вигідних джерел енергії: викопні запаси землі не нескінченні, клімат дивує своєю незвичністю через, як стверджує світова наука, надмірне використання вугілля та нафти. Людство кинулося освоювати ядерну енергетику - і знову напоролося на серйозну небезпеку. Куди не кинь – усюди клин. Вихід є – альтернативні джерела енергії, які оточують нас у воді, повітрі та під землею (геотермальна енергетика).
Тепловий насос – це…
Система теплового насоса може працювати з будь-якою опалювальною конструкцією. По-друге, споживана електроенергія в 1 кВт/год видає енергію в 4-5 разів більшу за споживану. Тобто витрати електроенергії йдуть лише для роботи компресора. По-третє, система працює автоматично, видаючи тепло постійно. При цьому заощаджуючи значні кошти із сімейного бюджету. Про найкращі результати мріяти не треба. Але...
Якщо вірити інформації із сайту http://www.geoteplo.com.ua/expenses.html, то вартість обладнання, монтажу під ключ та встановлення теплового насоса обійдеться замовнику трохи більше 17 тисяч євро. Нічого не скажеш – кругленька сума, по гаманцю лише небагатьом українцям, а також мешканцям сусідніх республік. Здавалося б, гарна справа поставити у дворі власного будинку таку установку альтернативної енергетики, але аж надто кусається. Може дешевше зробити тепловий насос своїми руками?
Що потрібно придбати для того, щоб самому змонтувати систему термічного насоса. Вона проста. Ось її принцип роботи (дивіться фото 1, можна клацнути збільшення).
Весь процес відбувається за замкненим циклом. Теплоносій проходить трубками, поміщеними під землею на глибині 1,5-2 метри, надходить у теплообмінник (випарник), передає тепло у внутрішній контур насоса, який заповнений рідким фреоном (холодоагентом). Вінзакипає, оскільки має дуже низьку точку кипіння, перетворюється на газоподібний стан, надходить у компресор, стискається, у результаті його температура підскакує до 60 градусів і від. Газ йде у конденсатор, де нагріває воду у системі опалення будинку. Охолоджується, знову стає рідиною. Циклічність повторюється.
Простіше кажучи, тепловий насос – це холодильник навиворіт. Тобто, призначення теплонасоса протилежне до незмінного кухонного агрегату. Якщо ми помістимо холодильник дверцятами на вулицю, а задньою стінкою в кімнату будинку, то він нагріватиме повітря всередині приміщення.
Втеча від витрат
Чи можна обійтися без великих витрат, сконструювавши тепловий насос своїми руками? Хоча у будь-якому разі від витрат нікуди не втечеш. Агрегати треба купувати. Але сума виявиться набагато меншою, ніж візьме спеціалізована фірма.
Отже, ви вирішили самостійно поставити у себе вдома тепловий насос. Насамперед, треба придбати компресор у спеціальному магазині чи купити уживаний у хорошому стані в майстерні холодильних установок. За допомогою кронштейна кріпимо агрегат до стіни. Перший етап роботи закінчили успішно.
Тепер виготовляємо конденсатор. Найкращий варіант для цієї мети - звичайний бачок з нержавіючої сталі об'ємом 100-200 літрів. Його розрізаємо на дві рівні частини для того, щоб помістити всередину виту мідну трубку. Де її дістати? – Зняти зі старого холодильника та зробити змійовик. Для чого намотуємо трубку, зняту з холодильника, на звичайний газовий балон, роблячи між витками рівну відстань. Залишається тепер змонтувати отриманий змійовик у бак, що розрізає, і зварюванням з'єднати обидві частини бака. Конденсатор готовий.
Приступаємо до виробництва наступного агрегату теплового насоса –випарника. З цією метою годиться пластмасова ємність на 60-80 літрів. За допомогою кронштейнів кріпимо всередину ємності ще один змійовик діаметром до 2 мм.
Ось, власне, вся робота своїми руками. Подивіться на схематичному малюнку (фото 2), що ще не вистачає у системі теплового насоса і можете вважати, що на цьому самостійна робота закінчилася. Далі доведеться звернутися до фахівців-холодильників, щоб зібрати систему, зварити трубки і заповнити їх фреоном. Така робота потребує кваліфікації.
Як не крути, витрат повністю не уникнути, але вони будуть значно меншими, ніж повністю довірити всю роботу спеціалізованій фірмі. Втім, якщо ви цінуєте час і маєте кошти, можете повністю покластися на фахівців і не морочити собі голову.
…Це найближче майбутнє
Постачання міських квартир, заміських будинків, котеджів геотермальними тепловими насосами вже під час будівництва нових будинків – час недалекого майбутнього. Адже й треба зовсім небагато: видай уряд указ, закон, правило – байдуже як назвати цей документ, який наказує будівельникам у проект майбутнього будинку включати і встановлення теплового насоса – і справа піде. Без альтернативного джерела енергії будинок не прийматиме. От і все. Покрутяться спочатку будівельники, а потім все увійде до норми.
Взяти Швецію, холодну північну країну, а геотермальні теплові насоси діють у половині будинків та будівель. У Стокгольмі 12% приміщень опалюється геотермальними тепловими насосами. За урядовими указами в Америці при будівництві будівель треба спочатку оснащувати їх геотермальним тепловим насосом. Без них не дозволено здавати будівлі в експлуатацію. Щороку для цього в США виробляють мільйони теплових насосів. У нас тількироздумують приймати такі правила, а Америці вже давно роблять.
Уряд Німеччини відпускає дотації організаціям, які встановлюють теплові насоси, що стимулює їх випуск та експлуатацію.
Навіть така невелика країна Швейцарія задіяла 60 000 геотермальних теплових насосів. Усі факти свідчать, що світ неухильно рухається у бік використання альтернативних джерел енергії. Особливо це видно на прикладах застосування теплових насосів.
Такій системі потрібно 1 кВт електроенергії, як було вже сказано, а видає вона 4-5 кВт тепла і її не хвилюють стрибки цін на газ, вугілля, мазут. Геотермальний тепловий насос надійно, без вашого втручання, влітку виконує функцію кондиціонера, а взимку обігрівач.
І на скільки років обвалиться таке щастя на голову хазяїна будинку? Для неглибокої схеми укладання труб – 50 років, а у разі використання свердловини – орієнтовно 100 років. Досить вам і вашим онукам. Єдине "але" - доведеться міняти компресор. Має гарантію — 15 років. І запам'ятайте: всі ці роки ви забудете про сплату за комунальні послуги, а вноситимете копійки за мізерну витрату електроенергії, яка буде потрібна лише для роботи компресора теплового насоса.
Ось вона – фантастика!
Цього фантастичного містечка ще немає на географічній карті, але воно є в реальному житті. У містечку побудовано всього 300 триповерхових будинків котеджного типу і кожен має геотермальний тепловий насос. Купуй такий будинок і забудь назавжди про оплату за тепло взимку та прохолоду в кімнатах влітку. А для того, щоб відчути подих домашнього вогнища на власні очі, в зимові вечори можна затопити камін, яким забезпечено кожну оселю казкового містечка.
На кожному кроці можна зустріти казку. По-перше, у містечку немаєвулиць, але є назва кожного окремого котеджу. По-друге, з вікон свого будинку ви не побачите сусідній особняк, оскільки він відокремлений мальовничим лісом. По-третє, кожен господар садиби має своє озеро з містками для риболовлі (див. фото 3).
Але це ще не все. Кожен будинок оснащений швидкісним інтернетом, каналізацією, індивідуальним освітленням та опаленням за допомогою теплового насоса, який працює в автоматичному режимі цілий рік, опалюючи будинок взимку та охолоджуючи влітку.
Косулі заглядають у вікна на першому поверсі, а білки, підіймаючись по соснових стовбурах, примудряються зазирнути навіть у спальню. Інша живність гуляє містом, не чуючи собачого гавкоту. Їх тут тримають лише у квартирах.
Залишається додати, що фантастичний населений пункт названий містом Сонця за рахунок геотермального опалення і розташований у передмісті латвійського міста Цесіс. (Фото 4).
Навіщо ця розповідь про фантастичний куточок землі? Та для того, щоб вкотре переконати людей, що дива можна творити на землі, використовуючи з розумом тепло землі та сонця, перетворюючи своє життя на райське блаженство. А будинки будувати треба відразу з монтажем альтернативних джерел енергії. Найкращим для цього є тепловий насос, що працює безперебійно, цілий рік, в автоматичному режимі.