Термальное отопление — тепло под нашими ногами. Тепло воды


В Норвегии получают тепло из ледяной воды, а во Франции ставят солнечные панели на крыши

Дата публикации: 24 марта 2015

Тепловые насосы извлекают тепло из ледяной воды

Richard Anderson, BBC, 10 March 2015

Источник: http://www.bbc.com/news/business-31506073

Жители городка Драммен в Норвегии нашли необычный способ получения тепла для своих жилищ.

Город, расположенный в 40 милях к западу от Осло, получает большую часть тепловой энергии, необходимой для обогрева жилых домов, офисов и производственных помещений, из местного фьорда, а точнее, из воды, заполняющей этот фьорд.

Вода в фиорд Драммена очень холодна, так что трудно предположить, что она может стать источником тепла для жителей города

Вода в фиорде Драммена очень холодна, так что трудно понять, как она может стать источником тепла для жителей города

Среднегодовая температура воды в фьорде 8 градусов Цельсия — это достаточно холодно, чтобы можно было назвать воду ледяной.

Тем не менее местная тепловая компания совместно с городским советом создали систему, которая обеспечивает теплом не только 65 000 жителей города, но его промышленность, извлекая тепло из воды фьорда.

В самой идее теплового насоса давно уже нет ничего нового, но технология создания таких насосов существенно изменилась с тех пор, как первые экземпляры были созданы в 19-ом столетии.

Тепловые насосы, использующие в качестве источника тепла воду, имеют множество преимуществ по сравнению с насосами, использующими другие источники. Они существенно дешевле, чем грунтовые, поскольку не нужно проводить больших земляных работ, и в воде более устойчиво поддерживается постоянная температура, чем в случае воздушных насосов.

Эти преимущества, в сочетании с технологическими усовершенствованиями, дают удивительные результаты при использовании таких насосов в централизованной системе теплоснабжения.

В 2009 году, когда рост числа жителей Драммена привел к необходимости модернизировать систему теплоснабжения города, городская тепловая компания, руководимая Джоном Айвором Бакком (Jon Ivor Bakk), нашла неожиданное решение, заключающееся в том, что фьорд может быть идеальным источником энергии для теплового насоса. К тому же компания сможет отказаться от покупки и сжигания ископаемого топлива (в основном — газа) для генерации тепла, что позволит уменьшить вредные выбросы.

Как работает тепловой насос Драммена:

  • Drammen-pumpВода из фьорда температурой 8 градусов Цельсия используется для подогрева сжиженного аммиака, давление которого в 4 раза выше атмосферного (4 бара), который закипает и начинает испаряться при 2 градусах Цельсия.
  • Повышение давления до 50 бар вызывает нагрев газа до 120 градусов.
  • Нагретый таким образом газ используется для подогрева воды в системе отопления с 60 до 90 градусов (вода поступает в систему отопления из теплового насоса с температурой 90 градусов и возвращается обратно с температурой 60 градусов).
  • Отдав тепло воде, аммиак возвращается жидкое состояние.
  • Процесс повторяется.

К 2050 году ветровые станции будут давать 35 % энергии в США

Источник: http://www.scientificamerican.com/article/wind-could-power-35-percent-of-u-s-electricity-by-2050/, March 12, 2015

За последние 10 лет ветровые электростанции в США существенно увеличили выработку энергии, так что американцы получают от них в 3 раза больше энергии, чем 7 лет назад, и сегодня они выдают 4,5 процента вырабатываемой в стране электроэнергии. Но Департамент энергии США полагает, что эта доля в ближайшие годы еще вырастет и к 2050 году ветровые станции в США будут давать не менее 35 процентов электроэнергии в стране.

В отчете, выпущенном Департаментом энергии и одобренном администрацией Обамы, говорится, что к 2020 году в стране будут введены в строй ветровые станции суммарной мощностью 113 гигаватт, а к 2050 году — на 404 гигаватта. Этого достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией примерно 100 миллионов домов.

Солнечные панели или растения будут на каждой новой крыше во Франции

March 22, 2015 by Jake Richardson

Источник: http://cleantechnica.com/2015/03/22/solar-panels-greenery-every-new-building-rooftop-france/

Во Франции недавно был принят закон, согласно которому на крыше каждого нового здания в коммерческой зоне должны быть либо установлены солнечные панели, либо высажены растения.

zel-kryshiАктивисты движения за защиту окружающей среды хотели, чтобы на крышах всех новых зданий были бы растения или солнечные панели, но правительство Франции пока ограничилось половинчатым решением. Оно не хочет, чтобы закон был слишком «экстремальным».

Причина установки солнечных панелей довольно очевидна — вырабатывать чистую энергию — а что касается второй части, размещение растений может защитить здания от излишнего прогрева в жаркое время года и обеспечить дополнительную изоляцию в холодную погоду. Интересно, что солнечные панели на крышах не только генерируют энергию, но тоже дают некоторый изолирующий эффект.

В долгосрочной перспективе владельцы зданий могут получить экономию за счет генерации электроэнергии из собственных источников и уменьшения счетов за поставляемую энергию (если их зеленые крыши существенно уменьшат утечки тепла).

Озелененные крыши также привлекают птиц и дают им приют в условиях современных городов, которые пока что не очень дружественны для птиц. Они также помогают снизить эффект «островов жары», возникающий над современными мегаполисами, так что температура в городах в летнее время становится более комфортабельной.

altenergiya.ru

Термальное отопление — тепло под нашими ногами —

Дата публикации: 9 ноября 2013

Термальная энергетика — один из альтернативных источников энергии. Она широко используется там, где имеются доступные источники земного тепла. Ярким примером использования таких источников, чтобы осуществить обогрев помещений различного назначения, является система теплоснабжения в Исландии. Более 90% домостроений обогреваются горячей водой, поступающей непосредственно из гео-скважин, глубина которых варьируется от 200 метров до 2-х километров. Так, отопление зданий Рейкьявика обеспечивает централизованная тепловая станция, расположенная в 7 километрах от столицы и горячая вода поступает для нужд города, в том числе и на обогрев, по крупной теплотрассе. Интересный факт использования геотермальных вод в Рейкьявике – это обогрев дорог и тротуаров, в результате чего они свободны от наледи и снега в зимнее время и не требуют использования снегоочистительной техники и утомительной работы дворников.

В нашей стране, в сейсмических зонах Дальнего востока широко используются геотермальные воды, как для получения электроэнергии, так и для хозяйственных нужд. Кроме того, благодаря изысканиям, открыто множество новых источников, требующих финансовых вложений для их разработки. Однако использование тепла земли для отопления дома возможно и в регионах, не имеющих термальных источников. Для этой цели используются тепловые насосы. В нашей стране они еще не получили широкого распространения, как например в США или странах Евросоюза, но рано или поздно они займут свою нишу, особенно в районах, где отсутствует газоснабжение.

Технические особенности тепловых насосов

Принцип цикла Карно при работе теплового насосаПри создании теплового насоса был использован принцип цикла Карно, а практическое применение данной системы, называемой «умножитель тепла», предложил в 1852 году лорд Кельвин. Из схемы видно, как насос забирает тепловую энергию и, перекачивая, перемещает в другое место.

Кондиционеры реверсивного типа, работающие на отопление или охлаждение, имеют блок, установленный на внешней стороне дома, который забирая тепло / холод с улицы, передает его во внутренний блок кондиционера. Однако по техническим причинам при плюсовой температуре около 5 градусов, во время работы происходит обледенение внешнего блока, что резко снижает эффективность тепловой передачи, а при дальнейшем понижении температуры она вообще прекращается.

Тепловой насос — отопление без газа, жидкого топлива и дров:

Чтобы осуществить обогрев тепловыми насосами, используется схема, при которой внешний блок системы размещается в земле или в водоеме неподалеку от дома. При такой схеме он не подвергается обледенению, за счет чего и достигается высокоэффективная теплопередача, и соответственно и качественное отопление. Сбор тепла осуществляется из земли или воды и передается к отопительной системе здания. Существует несколько схем расположения внешних блоков.

Насос с открытым циклом теплообмена

Насос с открытым циклом теплообменаОтопление осуществляется за счет получения тепловой энергии по следующей схеме — вода из подземных источников подается в тепловой насос, установленный в закрытом помещении, вода забирает тепловую энергию у насоса, а затем отводится в другое место. В данном случае одновременно происходит отопление и обеспечение водоснабжения дома.

Такие системы отопления дома выгодно отличаются своей эффективностью за счет высокой и стабильной температуры грунтовой воды. Кроме того использование данной схемы, обеспечивающей обогрев зданий, не влияет на загрязнение окружающей среды и уровень подземных вод, так как она работает по принципу сообщающихся сосудов.

Насосы закрытого цикла

Размещение теплообменника в воде

Размещение теплообменника в водеПринцип работы заключается в прокачке специальной жидкости по трубам, размещенным в водоеме. Этот способ наиболее экономичен в случае расположении водоема с достаточным количеством воды на близком расстоянии от дома.

Горизонтальное размещение теплообменника

Горизонтальное размещение теплообменникаЧтобы обеспечить обогрев дома, тепло-обменник располагают в земле, на глубине около 1 метра в горизонтальном положении. Однако существует угроза их повреждения при землеройных работах. Кроме того для осуществления данного проекта требуется земельный участок, достаточный для получения тепловой энергии в нужных объемах.

Вертикальное размещение теплообменника

Вертикальное размещение теплообменникаПринцип укладки предполагает размещение теплообменников в земле в вертикальном положении. Этот проект самый эффективный, но дорогостоящий, так как требует бурения земли до 200 метров. Чем глубже установлен коллектор, тем выше теплоотдача и более экономично отопление дома, так, например, для получения 5 кВт тепловой энергии требуется всего лишь 1 кВт электроэнергии.

Конечно, использование тепловых насосов более затратный способ, чем тепло-снабжение от геотермальных источников, однако имеет большие перспективы развития, как инновационная и безопасная для экологии разработка.

Геотермальное отопление на примере жилого дома:

altenergiya.ru

Геотермальное отопление, принцип работы, монтаж своими руками

В последние десятилетия активная жизнедеятельность людей, удовлетворяющих свои потребности, начала очень негативно воздействовать на природу, окружающую среду. И теплоэлектростанции сыграли не последнюю роль в этом процессе. В то же время, общество стало понимать, что ресурсы природы являются небезграничными, именно поэтому в последние годы начали внедрять аналоги источников теплоснабжения. Одним из таких альтернативных способов отопить дом является геотермальное отопление. Система – проста и эффективна, а сделать ее можно собственноручно.

геотермальное отоплениеГеотермальное отопление

Заметим, что геотермальное отопление в США и европейских странах стало основным источником тепла, однако в России на сегодняшний день оно рассматривается только в качестве альтернативы 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.

Принцип функционирования

Такое явление, как геотермальное отопление, принцип работы которого напоминает обычный холодильник, только наоборот, — становится все популярнее. Земля сохраняет тепло постоянно, можно нагревать объекты, находящиеся на ее поверхности. Суть в том, что изнутри землю нагревает горячая магма, а сверху благодаря грунту она не промерзает.

Тепловую энергию, которая получается в процессе отопления, использует геотермальная система, основанная на специальном тепловом насосе.

И принцип функционирования здесь следующий: сверху ставится тепловой насос, в специальную земляную шахту опускается теплообменник. Грунтовая вода идет через насос и нагревается. Таким образом, тепло, которое получается при этом, используется для промышленных или бытовых целей. Так и работает отопление подземным теплом.

геотермальное отопление принцип работыПринципиальная схема работы теплового насоса

Заметим, что главным преимуществом такой системы является то, что при затратах электроэнергии в 1 кВт получаем полезную тепловую энергию в диапазоне от 4 до 6 кВт. Для сравнения, обычный кондиционер не способен преобразовать 1 кВт электроэнергии в 1 кВт тепловой энергии (закон сохранения энергии, т.к. потери при преобразовании одного вида энергии в другую, увы пока никто не отменял). Отопление за счет тепла земли окупится достаточно быстро при правильном подходе к реализации геотермального отопления.

Рекомендуем к прочтению:

Особенности системы

Конечно, не так-то и просто сделать геотермальное отопление своими руками, однако это вполне возможно. И для начала делается шахта. Параметры шахты рассчитываются для каждого случая отдельно. Ее габариты будут зависеть от климата в вашей местности, типа грунта, особенностей строения коры земли региона, домашней площади, где будет ставиться такая система. Как правило, глубина шахты составляет от 25 до 100 м.

геотермальное отопление своими рукамиБурение скважин под тепловой насос

Далее монтаж геотермального отопления подразумевает такой шаг, как опускание в земную шахту труб, поглощающих тепло. Функции этих труб заключаются в следующем: они будут подавать тепло в насос, который будет повышать температуру жидкости и выводить ее в отопление. Заметим, что если вы решили сделать геотермальные системы отопления своими руками, то вам потребуется помощник, ведь трубы бывают очень тяжелыми.

Заметим, что в летний период отопление от земли,  работает в качестве кондиционера. Для этого нужно активировать обратный механизм. В процессе работы теплообменник будет брать охлаждающую энергию.

Способы работы системы

Это эффективная и экологичная система – термальное отопление, принцип работы ее может протекать в трех основных способах:

  1. Используется тепловая энергия глубоких грунтовых вод. Такая вода – высокой температуры, тепловой насос ее поднимает и нагревает. Далее вода идет через теплообменник, отдавая основную часть своей энергии.
  2. Данный способ требует от владельцев дополнительных расходов. В глубину грунта от 75 м и ниже спускают резервуар, в котором находится антифриз. Он нагревается и при помощи теплового насоса поднимается к теплообменнику. После того, как тепло отдается теплообменнику, антифриз идет обратно в резервуар.
  3. А для третьего способа работы системы вообще не требуется оборудовать грунтовую шахту. Такое отопление из земли подойдет для обогрева зданий, имеющих выход на водоем. Так, по дну водоема от теплообменника ставятся зонды горизонтального типа и преобразовывают тепло воды на дне.
геотермальные системы отопленияВиды тепловых насосов

Преимущества геотермальной системы отопления

Геотермальные системы отопления обладают несколькими преимуществами:

  • Выделение тепловой энергии в несколько раз больше, нежели расход на электричество, которое требует насос.
  • Экологическая безопасность больше, чем у других отопительных систем, так как геотермальные отопительные системы не производят никаких вредных выбросов.
  • Для того чтобы геотермальная система функционировала, не требуется топлива или дополнительных химических средств. Поэтому она безопасна для владельцев и для окружения.
  • В функционировании такого отопления нет риска взрыва или возгорания.
  • При условии правильного монтажа отопительной системы она прослужит без техподдержки как минимум – 30 лет.

Устанавливаем геотермальное отопление самостоятельно

Сразу отметим такую особенность: тем, кто решится оборудовать отопление теплом земли, понадобится единожды вложить в это огромную сумму. Конечно, со временем эта стоимость окупится, так как жилье мы строим для себя не на год или два. Кроме того, каждый год стоимость на газ и электроэнергию повышается, а с геотермальной системой вы не узнаете, что такое эти ценовые скачки.

Рекомендуем к прочтению:

Заметим, что внутри помещения, которое вы хотите отопить, ставятся отопительные элементы, ничем не отличающиеся от водяного отопления. Ваше жилье будут обогревать радиаторы, а тепло в них будет идти по трубам.

Однако в данной системе основная ее часть будет скрыта под землей. Отопление энергией земли – это наличие скважины и теплообменника. В жилище потребуется только поставить прибор, который будет генерировать тепло – обычно он не занимает много места.

геотермальное отопление отзывыПринцип работы теплового насоса

На таком устройстве пользователь сможет производить регулирование температуры и подачу тепловой энергии. Установка самой системы отопления в жилье делается, как обычно, — с разветвлением трубопровода и радиаторов. Если у вас частный дом, или же само здание небольшое, то в таком случае генератор системы выводится в отдельное помещение или в подвал.

Распространение геотермальной системы отопления

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.

Тенденции распространения геотермального отопления являются понятными. Ведь отопление за счет энергии земли – это удобно, экономично и безопасно.

Газовая система отопления хоть и является самой популярной, но по этой же причине каждый год запасы природного газа уменьшаются, стоимость на него растет и растет. А применение для обогрева дома твердого топлива – это трудозатратно. Кроме этого, вследствие сжигания дров и угля выделяется вредный углекислый газ, образовывается сажа и смолы. Поэтому геотермальное отопление становится все более распространенным и в России.

Оцените публикацию: Загрузка...

otoplenie-doma.org


Смотрите также