Siltumsūkņi: sildāmies aukstumā
Kādi ir iemesli, kas neļauj mums izmantot siltumenerģiju māju apkurei? Izmantojot pasaulē plaši izplatīto siltumsūkņu piemēru, apskatītas grūtības ar to ieviešanu NVS valstīs.
Lai pārliecinātos, ka siltumsūkņi pastāv un darbojas efektīvi, nav tālu jāiet. Pietiek apmeklēt virtuvi un apskatīt ledusskapi. Iekšpusē valda mīnuss temperatūra, un karstā siltuma apmaiņas grils aizmugurē signalizē par veiksmīgu siltuma ieguvi no jūsu produktiem.
Siltumsūkņus bieži dēvē par reversajiem ledusskapjiem. Šī analoģija nav pilnīgi precīza. Ledusskapja un siltumsūkņa fiziskie darbības principi ir identiski, tie atšķiras tikai pēc konstrukcijas un mērķa: ledusskapis iegūst siltumu no slēgta tilpuma, "izmetot" to vidē. Gluži pretēji, siltumsūknis zemas temperatūras siltumu iegūst no ārpuses, atvērtas vides, galu galā nododot to slēgtajam telpas tilpumam.
Siltumdzinēju darbības principi tika pamatoti jau 19. gadsimta pirmajā pusē, taču ledusskapjiem paveicās vairāk: pārtikas uzglabāšanas nepieciešamība izrādījās aktuālāka problēma nekā mājokļu apsildīšana, jo īpaši tāpēc, ka ar degvielu problēmu nebija. tajos laikos par apkuri.
Pirmo reizi interese par siltumsūkņiem radās pēckara Eiropā, kad sabrukums un pirmās nepieciešamības preču trūkums lika meklēt nestandarta veidus māju apsildīšanai. Taču visspēcīgākais stimuls siltumsūkņu uzlabošanai bija pagājušā gadsimta 70. gadu enerģētiskā krīze. Straujais energoresursu sadārdzinājums padarījis ekonomiski izdevīgu izmantot zemas temperatūras siltumnesējus: ūdeni rezervuāros, ģeotermālo siltumu, karstos notekūdeņus no pilsētām.
Līdz tam laikam nozare jau bija izstrādājusi un ražojusi uzticamas un videi draudzīgas sistēmas dažādiem lietojumiem: no mazjaudas atsevišķām kotedžām līdz jaudīgām apkures sistēmām ēku kompleksiem.
Tagad tirgū ir pieejami siltumsūkņi, kas darbojas ar visdažādākajām vidēm (gaiss, ūdens, augsne) ar automatizētām sūkņu vadības un vadības sistēmām. Bet vismodernākās tehnoloģijas nedos vēlamos rezultātus, ja tiks pieļautas kļūdas, izvēloties siltumsūkņa jaudu vai uzstādot apkures sistēmu.
Lai to izdarītu, ir jāorientējas vairākos galvenajos raksturlielumos, kas nosaka siltumsūkņa efektīvu darbību. Vissvarīgākais no tiem ir "apkures koeficients", t.i. saražotās siltumenerģijas daudzuma attiecība pret patērēto elektroenerģiju. Mūsdienu sistēmām tas svārstās no 3,5 līdz 4.
Un te sākas nianses.Ražotājs norāda šo vērtību vislabvēlīgākajam siltumsūkņa darbības režīmam, t.i. minimālai temperatūras starpībai starp ārējo siltumnesēju un apkures loku. Piemēram, pie ārējās temperatūras 10 grādi pēc Celsija (augsne 150 m dziļumā) un apkures loka temperatūras 40 grādi (silta grīda) koeficients tiešām būs aptuveni 4. Bet jau pie 60 grādiem tā samazinās līdz 2, un pie 80 grādiem tas ir vienāds ar 1. V Šajā gadījumā ir vieglāk un lētāk izmantot parastos elektriskos sildītājus vai katlus.
Otra galvenā problēma ir siltumsūkņa kolektora (siltuma nosūkšanas kontūra) aprēķins.Atkarībā no augsnes sastāva siltuma ieguve svārstās no 10 W/m smilšu caurulēm līdz 35 W/m mitrām māla augsnēm. Tas attiecas uz kolektora horizontālu novietojumu. Vertikālajam rezervuāram ir jāzina slāņu ģeoloģiskais sastāvs, jo ir nepieciešams urbt vai nu dziļu (vairāk nekā 100 m) aku vai desmitiem metru dziļu aku sistēmu.
No tā izriet secinājums: vienkārši nav iespējams iztikt bez specializētas organizācijas vai uzņēmuma līdzdalības, kas veiks pētījumu, sastādīs projektu un noteiks apkures sistēmas sastāvu. Horizontālajam kolektoram nav nepieciešama urbšana, taču, ieguldot simtiem metru cauruļu, ir jāizrok tikpat daudz tranšeju līdz 2,5 metriem dziļumā, tāpēc jūsu labiekārtotā teritorija izskatīsies kā bumbas vieta, kad darbs būs paveikts.
Vertikālās tvertnes uzstādīšanai būs jāveic urbumi vairāk nekā 10 metru dziļumā, un tas papildus izpētes un projektēšanas darbiem ir saistīts ar atļauju saņemšanu no dažādām organizācijām.Mūsdienās zemes dzīles ir valsts īpašums, un tas, amatpersonu priekšā var kļūt par nopietnāku šķērsli nekā iekārtu cenas un darbs pie siltumsūkņu ieviešanas.
Visbeidzot, siltumsūkņa izmaksu aprēķins ar darbību. Villai ar apkures platību 200 m2 būs nepieciešams siltumsūknis ar jaudu aptuveni 18 kWh siltumenerģijas. Kolektora caurules būs aptuveni 400 metrus garas ar optimistisku siltuma atdalīšanas ātrumu 50 W/m. Iekārtas ar šādu jaudu no vadošajiem Vācijas uzņēmumiem maksā aptuveni 6000-7000 eiro atkarībā no komplektācijas. Urbšanas vai rakšanas darbi - 3000 eiro robežās. Pievienojiet projektu, saskaņojumus un iegūstiet summu 10 000. Tas ir kritērijs, lai spriestu, vai parastam iedzīvotājam ir vērts šodien uzstādīt siltumsūkni un kad tas atmaksāsies.
Organizācijām un uzņēmumiem, kas būvē jaunas telpas, tagad ir iespējams nodrošināt apkuri ar siltumsūkņiem. Šādas izmaksas uz nepārtraukta enerģijas tarifu pieauguma fona var atgūt 3-5 gados. Bet iedzīvotājiem, kuriem valsts noteikusi atvieglotus tarifus vai subsidētās enerģijas izmaksas, siltumsūkņu izmantošana ilgstoši būs neizdevīga.