Полный текст статьи
Печать

При проектировании и строительстве дома можно сэкономить  на отопление,  если включить геотермальное отопление. Геотермальное отопление –  это отопление, при котором используются природные источники тепла. Работа системы геотермального отопления сравнима с работой холодильной установки. Одно отличие –  рефрижератор холодильника перерабатывает энергию, охлаждая воздух, а геотермальный насос генерирует тепловую энергию.  Геотермальное отопление имеет простой принцип действия: в доме или в другой постройке устанавливается тепловой насос, способный превращать энергию грунта, воды, воздуха в тепло, необходимое для отопления дома, подогрева воды. Он может  работать даже при низких температурах.  «80% необходимой для обогрева дома и подогрева воды энергии получается из окружающей среды. Такая энергия,  бесплатна. Расходы на отопление образуются только потому, что надо платить за электроэнергию, необходимую для работы теплового насоса»,

На сегодняшний день геотермальный тепловой насос является наиболее эффективной энергосберегающей системой отопления и кондиционирования.

Цель работы: расширить  знания  в области, геотермального отопления и тепловых насосов,  сбор и анализ характеристик геотермального отопления и тепловых насосов, выявить положительные и отрицательные факторы в применении  тепловых насосов. 

Задачи  исследования:                                                                                                                     

1)изучить и систематизировать материалы из разных источников (научные статьи, периодическая печать, Интернет), освещающие вопросы  о геотермальном отоплении;

2) собрать сведения, касающиеся истории создания теплового насоса; как устроен и работает тепловой насос; виды тепловых насосов и их принцип работы; тепловая энергия из воздуха, воды и грунта;

3)проанализировать вопрос об экологической безопасности  геотермального отопления и тепловых насосов, плюсы и минусы тепловых насосов.

Актуальность исследования  обусловлено потребностью современного владельца частного дома или дачных  построек  в  альтернативном  отопление дома т.к. с каждым годом наблюдается рост цен на различные теплоносители. Любой вариант отопительной системы, которая не входит в категорию стандартных систем, имеет как свои достоинства, так и недостатки.

Геотермальное отопление и тепловые насосы должны иметь следующие критерии:                                                                                           

1) быть экологически чистыми.                                                                                                                       
2) быть общедоступными и безопасными в обращении и обладать одной из важнейших   характеристик, неисчерпаемость.  
3)  высокий КПД.                                                                                                                         

Преимущества геотермального отопления включают несколько пунктов, которые обусловливают распространение такой системы:

  • Энергия земли для отопления дома не может быть исчерпана.
  • Здесь не существует риска возгорания.
  • Покупать топливо и хранить его – не требуется.
  • Система полностью экологична и безопасна.
  • Работает автономно.
  • На обслуживание отопления не приходится тратиться.
  • Производительность высокая

Отопление с помощью тепла земли стало распространяться еще в конце 80-х годов в городах США, которые особенно тяжело переживали кризис. Сначала такую систему применяли состоятельные люди, которые таким вот образом экономили на отоплении дома, однако скоро система стала дешеветь, и более бедные американцы заинтересовались ею. И вскоре использование тепла земли для отопления стало прерогативой большинства американцев, которые владели частными домами. В европейских странах 20 лет назад статистические данные отмечали, что геотермальные системы отопления использовали примерно 12 миллионов граждан. И в течение всего этого времени до сегодняшних дней эта цифра только возросла.  Отопление за счет энергии земли – это удобно, экономично и безопасно оно прекрасно сочетается с теплым полом. Если использовать такое сочетание двух отопительных систем, то  будет равномерно распределенная температура по всем помещениям, не будет зон перегрева.    Геотермальное отопление дома под ключ включает в системе один важнейший элемент – тепловой насос. Это  устройство,  занимает немного места. 

 

Разновидности тепловых насосов

По типу используемого вида рассеянного тепла различают тепловые насосы:

  • грунт-вода (используют закрытые грунтовые контуры или глубокие геотермальные зонды и водяную систему отопления помещения);
  • вода-вода (используют открытые скважины для забора и сброса грунтовых вод — внешний контур не закольцованный, внутренняя система отопления — водяная);
  • вода-воздух (использование внешних водяных контуров и системы отопления воздушного типа);
  • тепловой насос воздух-воздух (использование рассеянного тепла внешних воздушных масс в комплекте с воздушной системой отопления дома).

 

                          Виды тепловых насосов

Основное отличие теплового насоса от других генераторов тепловой энергии, например, электрических, газовых и дизельных генераторов тепла заключается в том, что при производстве тепла до 80% энергии извлекается из окружающей среды.

Преимущество тепловых насосов — в высокой экономичности,  для получения в час одного киловатта тепловой энергии эти установки затрачивают не более 350 ватт электроэнергии в час. Для сравнения — КПД электростанций, вырабатывающих электроэнергию путем сжигания топлива, не превышает 50%. Система теплового насоса работает в автоматическом режиме, эксплуатационные затраты в период ее использования крайне низкие — необходима лишь электроэнергия для работы компрессора и насосов.  Размеры установки теплового насоса примерно равны размерам бытового холодильника, уровень шумности при работе также совпадает с аналогичным параметром бытовой холодильной установки.

Использовать тепловой насос можно как для получения тепловой энергии, так и для ее удаления — переключением работы контуров на охлаждение, при этом тепловая энергия из помещений дома будет удаляться через внешний контур в грунт, воду или воздух.

Единственный недостаток системы отопления, основанной на тепловом насосе — ее высокая стоимость. В странах Европы,  Японии, Швеции тепловые насосные установки  распространены. Популярность тепловых насосов в этих странах объясняется их поддержкой государственными программами в виде субсидий и компенсаций домовладельцам, установившим такие установки. В России  оно пока  рассматривается только в качестве альтернативного отопления газовому, электрическому, твердотопливному и другим видам отопления. Очень скоро геотермальное отопление станет основным, ведь отзывы говорят о том, что это рентабельный способ отопить свой дом без вреда для экологии и с выгодой для себя.

ОБЩИЙ ВЫВОД.

   Проделав данную работу я убедился в необходимости эксплуатации тепловых насосов в частных домах по всему миру, это значительно улучшило бы состояние окружающей среды, т.к это очень экологичный и безотходный способ отопления помещений. Также данный вид отопления поможет экономить ваши денежные средства, затрагивая только 25% вашего семейного бюджета выделенного на отопление. Таким, образом, оставшиеся 75% это чистая выгода. Тепловые насосы переносят, а не вырабатывают энергии. Тепловые насосы представляют собой устройство для перевода низкотемпературной энергии в высокотемпературную энергию и обратно.  Эти агрегаты практически взрыво- и пожаробезопасны. Нет топлива, нет открытого огня, опасных газов или смесей. Ни одна деталь не нагревается до температур, способных вызвать воспламенение горючих материалов. Остановки агрегата не приводят к его поломкам или замерзанию жидкостей.

 В будущем у них большие перспективы.