+375 17 511-61-90, +375 17 511-61-91 +375 17 511-61-96 (факс)
РБ, Минский р-н, Сеницкий с/с,
пос.Юбилейный, ул.Луговая 17
Схема проезда

Тепловой насос - необходимость второго пришествия


Путем аргументированного убеждения нельзя убедить человека в его неправоте, которую он приобрел, не прибегая к аргументированным убеждениям.

Тепловой насос – как его понимать

Эффективность обсуждения любой темы зависит от того насколько хорошо собеседники договорились о «терминологии». Этот материал – своего рода призыв, задуматься о системах отопления и горячего водоснабжения, а также системах многократного использования тепла содержащих тепловой насос как основной теплопроизводящий узел.
Имеющаяся в Интернете и печатных изданиях информация о тепловых насосах для начального их понимания, мы считаем, несколько перегружена деталями технического плана. Другими словами, понимание происходящих в устройствах теплового насоса процессов, требует некоторой, может и не очень серьезной, но все-таки, инженерной подготовки. Такая информация, конечно же, тоже нужна. Мы ее также приводим в других публикациях на нашем сайте (Тепловые насосы – тепло природы в вашем доме. Тепло из воздуха.), но она информативна и, следовательно, интересна для весьма узкого круга, а эта тема заслуживает более широкого внимания.
И еще, мы заметили, эта информация часто похожа на попытки доказать, что тепловые насосы не шарлатанство, и оправдать их что ли.
Но тепловые насосы исправно служат нам, хотя и в несколько другом качестве, уже 150 лет и естественно в оправдании не нуждаются. Пока они нуждаются в понимании.
Что ж, попробуем, обходясь минимумом «физики» налечь на «лирику», и посмотреть на тепловой насос глазами усредненного потенциального пользователя.

Следует сразу оговориться, что тепловые насосы, о которых пойдет речь это насосы компрессионного типа. Т.е в конструкции теплового насоса присутствует и является одним из основных узлов, компрессор. Теоретически могут существовать и другие типы, но в нашем случае они компрессионные и, с целью сокращения места, мы будем называть их тепловыми насосами, или даже просто насосами. Против истины мы здесь ни сколько не грешим т.к. тепловой насос, как, впрочем, и любой другой, гидравлический, пневматический и т.п. что-либо качает, причем вопреки естественному течению перекачиваемой им среды.

Место теплового насоса в Европе

А зачем вообще задумываться о таких системах? Есть же хорошо известные и проверенные решения по организации отопления на основе газовых, жидкотопливных и электрических котлов! Да они есть, и еще какое-то время будут. Но становясь все более и более расточительными для их пользователей по мере роста стоимости энергоносителей – наше «светлое» и весьма скорое будущее – они будут потеснены, а скорее всего, вытеснены вообще системами на основе тепловых насосов. Почему это не просто предположение? Немного статистики, т.е. фактов.

Вот данные Европейской Ассоциации по Тепловым Насосам (European Heat Pump Association), а также из других источников по годовым продажам тепловых насосов в некоторых странах Европы:

  

Страна\год 1992 2003 2004 2005 2006 2007
Австрия 800 3 780 5 129 6 100 8 835 14 662
Германия 2 000 15 838 20 636 25 486 51 827 52 630
Нидерланды - 4 927 7 676 7 604 11 788 -
Ирладия - 1 300 1 800 2 300 2 972 2 531
Латвия - 527 839 1 212 ≈ 2 500 ≈ 2 600
Норвегия 1 000 55 081 35 390 40 000 55 500 70 300
Финляндия 100 8 540 12 648 22 307 36 950 46 150
Франция 4 000 13 700 17 300 25 200 61 510 69 600
Чехия 20 1 200 2 400 4 000 ≈ 10 000 -
Швейцария 2 700 8 695 9 796 12 008 15 806 16 722
Швеция 15 000 68 100 100 215 101 350 122 473 93 791
Эстония - 510 750 1 095 2 333 -

Тенденция роста продаж (за исключением Швеции, где рынок уже насыщается) очевидна. Еще вот, что интересно – если сопоставить динамику роста стоимости газа в Европе с динамикой роста продаж тепловых насосов там, то кривые будут почти параллельны, но с некоторым отставанием последней. Видимо житейская мудрость «закидывать подальше», вернее ее  дефицит, не имеет национальных признаков.

Хотелось бы обратить внимание на продажи тепловых насосов в Чехии Эстонии и Латвии. Для нашей страны они показательны по сходности начальных условий (стоимость газа) в 1992 году и возможных тенденций у нас в ближайшие два-три года в связи подтягиванием нас в общеевропейский ценовой ряд. А также на уровень продаж в Швеции, Финляндии и Норвегии – странах с зимним климатом, схожим с нашим. А чтобы было совсем интересно, приведем еще несколько фактов по этим странам:

1 население Швеции составляет 9,1 млн. человек;
 
2 население Финляндии составляет 5,2 млн. человек;
 
3 население Норвегии составляет 4,7 млн. человек;
 
4 Норвегия – входит в пятерку мировых экспортеров нефти и газа.
 

И если для стран импортеров углеводородных энергоносителей Латвии, Эстонии, Швеции и Финляндии интенсивное внедрение тепловых насосов, в первую очередь, является действенной мерой ухода от «метановой» зависимости, то для норвежцев это, да, борьба за экологию родной страны, но не только. Топливо, будь-то жидкое или газовое, на внутреннем рынке Норвегии не дотируется и розничные цены здесь, сформированные на основе мировых едва ли не самые высокие в Европе. Логика очевидна – норвежское государство вместо того чтобы культивировать иждивенческие настроения, подталкивает своих граждан, как минимум, к поиску более экономичных способов расходования традиционных видов топлива и, как максимум, отказа от них. Понимая, что ископаемые энергоносители исчерпаемы, а недосягаемыми (по стоимости) они станут задолго до того как исчезнут, оно стимулирует у  населения вопрос: может сжигать нефть и газ это не единственный способ получения различных видов энергии? Посеяв и укоренив такое сомнение, государство получает, (внимание!), «национальный комитет по альтернативным способам энергоснабжения» в составе населения всей страны, который ищет и, эффективнейшим образом, прорабатывает и внедряет эти различные альтернативные способы. 

Деятельность этого виртуального  «комитета» для государства не бесплатна. Все внедряемые, т.е. реально работающие проекты альтернативного энергоснабжения, им частично субсидируются. В Евросоюзе в некоторых странах на законодательном уровне закреплена норма, по которой при реализации проекта предусматривающего получении энергии, электрической или тепловой, с помощью т.н. «альтернативной» энергоустановки хозяину возмещается до трети ее стоимости. Мало того, произведенные излишки энергии покупаются государством почти по двойной цене. Не дешевая обязанность для бюджета любой страны.

А может и не такая уж и дорогая? Этим же стимулируется приход в страну новейших технологий, и растет общенациональный интеллектуальный уровень. А если взять в расчет то, что для организации, к примеру, отдельно взятого высокоэффективного отопительного узла на основе теплового насоса не нужны газовые магистрали – очень сложное и хлопотное хозяйство как в производстве, так и в обслуживании. Не нужны дополнительные надзорные, а если они не дай Бог не досмотрели, спасательные службы – способ отопления газом весьма опасный. Рост мировых, а, следовательно, и розничных цен на традиционные ископаемые энергоносители сокращает семейный бюджет и раздражает население, а это не входит в планы ни одного государства. Наверняка, цена 3-5 тыс. евро помноженная на количество проданных насосов, за отсутствие и хотя бы минимизацию приведенных выше проблем не покажется  для любого государства высокой.

И при всем при этом, как уже отмечалось, снижается нагрузка на экологию страны.

Кстати, приведенная выше статистика касается тепловых наносов применяемых, только, в системах отопления и не учитывает их другого, очень остроумного и, весьма, полезного применения, о котором мы поговорим в других публикациях.

Тепловые насосы, как основа децентрализованного отопления, во многих европейских странах – свершившийся факт. Ну, как минимум, свершающийся. Энергетические аналитики предсказывают, что к 2020 году не меньше 80% необходимого тепла для жилищ и других строений человечество будет получать с помощью тепловых насосов. Судя по приведенной выше статистике – прогноз скромный.

Тепловой насос – старый новый знакомый

Но как мы уже «возвестили» выше, нынешнее пришествие теплового насоса уже второе. Первое состоялось в конце девятнадцатого - начале двадцатого веков, а идея была лабораторно проверена и подтверждена еще в середине восемнадцатого.

В 1861 году в Австралии была построена первая холодильная установка для замораживания мяса, а в 1876 году впервые на судне-рефрижераторе с искусственным машинным охлаждением была осуществлена перевозка мяса из Австралии в Америку.

Да, именно это мы и хотим сказать: в нашем холодильнике продукты холодные, потому что в нем работает классический тепловой насос компрессионного типа.

В этом материале мы опустим приведение схемы работы теплового насоса. Во-первых, потому что в Интернете таких схем великое множество, в том числе и на нашем сайте. А во-вторых, за простой схемой работы теплового насоса, состоящей из четырех, в общем-то, простых, устройств и принципами их работы, описанных несколькими простыми формулами, стоит несколько величайших открытий и один фундаментальный физический закон. Для не специалиста-холодильщика любое объяснение на бумаге или экране монитора вряд ли будет убедительным. Многое нужно будет допустить и в это поверить. Или не поверить. Проще обратиться к «общеизвестным» фактам.

Мы кладем в холодильник продукты, скажем, комнатной температуры, а достаем охлажденными или, вообще, в виде куска льда. Факт? Факт. Как они охладились, и куда подевалось тепло? Правильно, многие заметили тепло на задней стенке холодильника. Благодаря четырем устройствам: компрессору, конденсатору, расширительному клапану и испарителю, соединенным между собой трубопроводом, и циркулирующему в нем хладагенту – смеси газов (иногда мы называем его «фреон»), тепло ПЕРЕКАЧИВАЕТСЯ из продуктов в помещение. Циркуляцию обеспечивает компрессор, который приводиться в действие электрическим током.

 Еще в начале прошлого века было замечено, что в помещение можно перекачивать тепло не только от продуктов, и в 1912 году в Швейцарии был выдан патент на технологию тепловых насосов с преобразованием тепла рассеянного в природе.

Но если полезное свойство охлаждать замкнутое и теплоизолированное пространство с помощью теплового насоса, было востребовано «на ура» почти сразу и холодильник оценивался по способность создавать низкую температуру, не особенно обращая внимание на расходуемое при этом количество электроэнергии, то строить системы отопления на основе теплового насоса человечество еще долгое время не было готово.

Ни технологически – при массовом производстве тепловых насосов для целей отопления не смогли бы тогда еще за разумную цену обеспечивать более высокие чем в холодильнике и стабильные эксплуатационные характеристики. Ни экономически – традиционные способы отопления были дешевле. Ни социально – об охране окружающей среды забеспокоились совсем недавно. Первые насосы для широкого потребления стали появляться лет сорок назад и стали отвоевывать свое место по мере актуализации перечисленных причин.

Продолжение статьи



Назад к разделу "Альтернативная энергетика"