О том, что можно получать энергию от солнечных батарей, знает каждый. Но в нашем пасмурном климате полностью перейти на энергию солнца невозможно, речь идет всего лишь о вспомогательном источнике энергии, который может использоваться, допустим, в летнее время. Ветрогенераторы, казалось бы, больше подходят для наших климатических условий. Но надо четко представлять, что покупкой одного лишь силового агрегата не обойтись. Ветряк предназначен не для постоянной работы в сети, а для зарядки аккумуляторной батареи, которая затем может быть использована как вспомогательный источник энергии. Следовательно, потребуется приобрести аккумуляторы, а также предусмотреть помещение, где их можно разместить.
Гораздо перспективнее энергетическая альтернатива под названием «тепловой насос». Эта технология уже немало лет успешно применяется на Западе, а в последние годы стала находить спрос и у нас. Как правило, она используется при отоплении индивидуальных домов и для российских домовладельцев более чем актуальна (на отопление приходится большая часть эксплуатационных расходов).
Название «тепловой насос» не является технически точным — это скорее метафора, но суть процесса получения энергии из недр земли она отражает верно. Технология позволяет выкачивать тепло из среды, имеющей невысокую, но постоянную температуру. Источником тепла может служить грунт, скалистая порода или, допустим, вода на определенной глубине. Непосредственно для нагревания такое тепло использовать нельзя, но какую-то его часть можно перенести в дом и использовать.
Основные агрегаты теплового насоса: теплообменник, компрессор и конденсатор. Все эти составляющие связаны замкнутым трубопроводом с циркулирующим хладагентом, агрегатное состояние которого в зависимости от стадии цикла жидкое либо газообразное.
Вначале охлажденный теплоноситель поступает в трубопровод, заглубленный в грунт или, к примеру, проложенный по дну водоема. Теплоноситель нагревается, после чего поступает в теплообменник (испаритель), где отдает тепло внутреннему контуру теплового насоса. Заполняющий контур хладагент в силу низкой температуры кипения в испарителе переходит из жидкого состояния в газообразное. Далее газ падает в компрессор, сжимается и при высоких давлении и температуре поступает в конденсатор, где, в свою очередь, обменивается теплом с теплоносителем из обратного трубопровода системы отопления дома. Отдав тепло, хладагент опять переходит в жидкое состояние, и цикл повторяется.
Понятно, что для запуска компрессора необходимы энергозатраты. Но когда система начинает работать, они восполняются с избытком, который, собственно, и представляет собой выкачанную из недр энергию, идущую на обогрев дома.
Важнейшая часть такой системы — протяженный трубопровод, зарытый в грунт примерно на метр (эта глубина, по мнению специалистов, оптимальна). Лучше, если грунт влажный, идеально — если близко подходят грунтовые воды. Тепловой насос мощностью около 10 кВт предполагает трубопровод длиной 400–450 м. Уменьшить длину внешнего контура можно, проложив трубопровод по дну пруда, озера и т. п. Если грунт может промерзать, то температура на дне водоема даже в зимний период не опускается ниже +4 ºС. Поэтому и коэффициент преобразования энергии выше, а для обеспечения работы теплового насоса той же мощности будет достаточно 300 м трубопровода. Рекомендуется прокладывать такие трубопроводы поглубже, чтобы снизить риск их повреждения.
Насколько экономичны тепловые насосы? Начальные вложения в систему немалые, при большом коттедже только стоимость оборудования может исчисляться десятками тысяч евро. Однако эксплуатация системы медленно, но верно окупает затраты. В запасах топлива такая система не нуждается, электрической энергии для ее функционирования требуется минимум, зато бесперебойная работа гарантирована на многие годы. Система проста в эксплуатации и способна работать в широком диапазоне как положительных, так и отрицательных температур, может быть установлена в любом доме, причем в любом месте.
Последнее хотелось бы подчеркнуть особо. Тепловой насос не наносит ни малейшего вреда ни здоровью человека, ни окружающей среде. Вот почему в Европе, в частности в Скандинавских странах, владельцы индивидуальных домов устанавливают такое оборудование. Европейцы умеют считать деньги, но еще важнее для них экологическая безопасность.
Тепловые насосы производят в основном за рубежом. Отечественные разработки есть, но пока они не могут составить конкуренцию таким производителям, как Vaillant, Viessmann, Buderus, Wolf (Германия). Однако на российском рынке работают дилеры западных производителей, которые не только продают их оборудование, но и монтируют его, а также обеспечивают гарантийное обслуживание.
А перспективы у этих отопительных систем в России просто необозримые. Если использование солнечных батарей и ветроэнергетических установок ограничено в силу объективных причин, то распространение тепловых насосов ничего не сдерживает: грунт или вода есть везде.
В настоящее время на Западе вводятся в строй энергетические установки на базе тепловых насосов, которые по мощности соответствуют небольшим ТЭЦ. В Швеции тепловые насосы обслуживают половину частных домов, в США — треть. А в России? Пока такие системы установлены в 0,1% индивидуальных построек. У нас еще все впереди.
Слово экспертам
Дмитрий Прасолин, генеральный директор компании «ТехСан Инжиниринг»:
«Удаленность многих домовладений Ленинградской области от магистралей природного газа, высокие цены на традиционное топливо и сложности его регулярной доставки способствуют росту популярности альтернативных источников энергии для отопления загородного дома. Но если ветрогенераторы довольно сложны в установке и требуют внушительных открытых площадей (в радиусе 50 м от ветряка не должно быть ничего), то энергию солнца использовать намного проще. Естественно, на нашей широте рассчитывать на полную энергетическую автономность за счет солнечных батарей не приходится, однако в летний период плоские солнечные коллекторы способны обеспечить потребность дома в горячей воде. Такие коллекторы относительно недорогие и легко интегрируются в существующую систему отопления. Однако тепловой насос, бесспорно, самый перспективный на сегодняшний день вариант отопления индивидуального загородного дома. Использование геотермальных тепловых насосов в сочетании с современными энергосберегающими технологиями и материалами позволяет создать высокоэффективную, экономически выгодную и экологически безопасную систему отопления загородного дома практически на любом участке в Ленинградской области».
