Top Builder No 5 | Oct | 07

Можно ли сэкономить на комфорте, или Экзамен по термодинамике

Вадим Волков,
директор компании "Альбион",
кандидат технических наук

Тепловые насосы идут на смену отопительным котлам, потому что используют неиссякаемый источник тепла - энергию солнца, поглощенную землей, водой и воздухом, а также способствуют утилизации вторичных энергоресурсов - теплоты воздуха
и канализационных вод. Но построить на основе тепловых насосов действительно эффективную отопительную систему может только грамотный теплотехник.

С развитием городов увеличивается количество энергонасыщенных зданий, растут требования к комфорту как жилых, так и офисных, административных помещений, спортивных сооружений, торговых и культурных центров. Вместе с тем энергоресурсы лимитированы не только растущей долей экспорта, но и состоянием инженерных сетей. И, конечно же, цены на тепло и электроэнергию заставляют задуматься владельцев зданий и сооружений над возможностью экономии энергии. Бытует мнение, что создание комфортных условий, например, современной системы вентиляции и кондиционирования, - это всегда большие затраты, снижение рентабельности для застройщиков, большие эксплуатационные расходы на тепло- и холодоснабжение (в летнее время), на содержание квалифицированного персонала и т.д. Но современные технологии позволяют компенсировать капитальные затраты на создание комфортных условий значительной экономией на эксплуатации здания.
Европа уже давно находится в ситуации, в которую мы только входим, - в ситуации непрерывного дефицита энергоресурсов. Не имея собственных месторождений энергоносителей, она полностью зависит от импорта из-за рубежа и прилагает большие усилия, чтобы ослабить эту зависимость. Отсюда и повышенное внимание к освоению альтернативных источников энергии, созданию энергосберегающих технологий, использованию вторичных энергоресурсов. На смену рекуперационным системам (все еще редким у нас) уже приходят наукоемкие технологии с использованием тепловых насосов. Это позволяет применять для теплоснабжения зданий низкотемпературные источники - теплоту недр земли, донных течений рек, а потери энергии с вентиляцией и сточными водами свести до минимума.

За 20 лет подобные системы прекрасно себя зарекомендовали в Европе, но напрямую использовать европейское оборудование в наших климатических условиях нельзя. Так, даже обычные рекуперационные системы при наших зимних температурах покрываются льдом и перестают работать. Тем более нуждаются в тщательном расчете параметров сложные системы с использованием тепловых насосов, особенно в крупных зданиях. В нашем городе и республике не много специалистов, а значит, и фирм, имеющих необходимую квалификацию для разработки и реализации энергосберегающих систем. Поэтому даже такая технология, как рекуперация, применяется, главным образом, в энергетике, где достигает результатов за счет использования больших градиентов температур теплоносителей. Тепловые насосы применяются на самом примитивном уровне в системах местного и центрального кондиционирования. Комплексные теплопотребляющие системы замкнутого цикла с тепловыми насосами соединяют в единое целое системы вентиляции, кондиционирования, теплоснабжения и позволяют экономить более 80% тепла или холода -  соответственно времени года. Например, в Ледовом дворце тепло, отбираемое от ледового покрытия для его охлаждения, рационально использовать для отопления других помещений или подогрева воды в системе горячего водоснабжения.
Отставание в развитии данных технологий сложилось исторически, но причиной сегодняшнего равнодушия к этому вопросу являются ведомст-венные интересы. Для энергогенерирующих компаний энергия является товаром, от величины сбыта которого зависит уровень их доходов, экономия энергии им невыгодна. Владельцы зданий, сооружений и инвесторы строительных проектов в принципе заинтересованы в максимальном энергосбережении, но чаще всего они получают в эксплуатацию готовое здание с традиционной системой энергопотребления просто потому, что даже на этапе разработки технических заданий на проектирование уже нужны соответствующие специалисты. У самих инвесторов нет специалистов по этим вопросам, а проектные организации не заинтересованы в новых технологиях, прежде всего, по экономическим причинам - ведь куда легче тиражировать старые решения, чем создавать новые такой сложности, тем более что чаще всего инженерных кадров необходимой квалификации в их распоряжении не хватает. Другой момент, который останавливает инвесторов, - это отсутствие специалистов, способных эксплуатировать здание с современными инженерными системами.
Специалисты компании «Альбион» обладают достаточной квалификацией в гидродинамике, теплотехнике, автоматизации. В применении энергосберегающих технологий на основе тепловых насосов мы предлагаем комплексный подход, то есть замкнутый цикл услуг - от разработки технического задания на проектирование и непосредственно проектных решений для нового строительства, ремонта и реконструкции зданий до реализации проекта «под ключ» с последующим обучением персонала эксплуатирующей организации, гарантийным и постгарантийным обслуживанием. К этой схеме нас заставила прийти сама жизнь: если мы монтируем сложную, насыщенную электроникой систему, то сдаем ее на баланс заказчику только при наличии назначенного приказом человека, ответственного за ее эксплуатацию. Мы его обучаем и впоследствии именно с ним взаимодействуем по техническому обслуживанию и ремонту.
Не сомневаюсь, что завтрашний день в нашей стране и Европе будет за энергосберегающими технологиями, и важно вовремя это понять, чтобы в очередной раз не оказаться в роли безнадежно догоняющих. Да и вряд ли оставит равнодушными инвесторов и собственников зданий возможность экономить за отопительный период до 2,5 млн. рублей на 1 Гкал в час нормативной потребляемой мощности тепловой энергии.

Принцип действия системы
«Тепловой насос»

Тепловой насос - это холодильник наоборот. Испаритель и конденсатор связаны замкнутым контуром, в котором циркулирует хладагент. Температура его кипения настраивается ниже температуры рабочей жидкости коллектора, получающего тепло от среды - земли, воды, вентиляционного воздуха и т.д. Хладагент испаряется, получившийся газ сжимается компрессором и при этом, согласно законам термодинамики, нагревается. В конденсаторе газ отдает тепло воде отопительного контура и снова переходит в жидкую фазу, начиная новый цикл. Эффективность теплового насоса описывается отношением количества тепловой энергии, генерируемой насосом, к количеству электроэнергии, затрачиваемой на процесс переноса тепла, который достигает 3 и даже 7. То есть на 1 кВТ потребленной электроэнергии тепловой насос выделяет от 3 до 7 кВт теплоты в зависимости от выбранной технологии.

 Полная версия статьи в PDF

н о м е р а