ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНЫХ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ И ЭНЕРГИИ ВЕТРА

Перспективным направлением в теплоснабжении зданий является использование низкопотенциальных источников энергии через тепловой насос. К наиболее распространенным низкопотенциальным источникам относятся: подогретая сбросная вода, вода геотермальных источников, а также естественных водоемов; теплота, запасенная грунтом и грунтовыми водами, наружный воздух и т. д. (рис. 5.5). Непосредственное использование теплоты низкопотенциальных (слабонагретых) источников в большинстве случаев не представляется возможным. Для этого необходимо поднять его потенциал, т. е. повысить температуру. Для этих целей применяют тепловые насосы (ТН), которые помимо отопления и горячего водоснабжения могут обеспечить также охлаждение помещений в летнее время. Тепловой насос состоит из следующих основных элементов: испарителя, компрессора, конденсатора, дроссельного вентиля.

Наиболее удобным источником теплоты является вода. Она обеспечивает высокие значения коэффициента передачи теплоты. Водные источники теплоты, выходящей из сравнительно глубоких слоев почвы, имеют температуру, близкую к среднегодовой температуре наружного воздуха. Это выгодно отличает воду от воздуха и обеспечивает высокие среднегодовые показатели коэффициента преобразования. При использовании открытых водоемов необходимо тщательно изучить их температурный режим в течение всего отопительного периода, учитывая опасность обмерзания стенок испарителя. Наиболее целесообразно применение в качестве низкопотенциальных источников теплоты отходов теплой воды тепловых электростанций, канализационных сетей, естественных горячих источников.

В качестве естественного источника теплоты для зимнего отопления и летнего кондиционирования используют грунт, представляющий собой неограниченный аккумулятор тепловой энергии.

Грунтовый тепообменник представляет собой трубу с внутренним диаметром порядка 50 мм, уложенную в грунт на глубину 1,5...2 м, длиной 200...300 м. Тепловой поток с 1 м теплообменника составляет 25... 30 Вт/м. Теплонасосные установки с использованием грунта в качестве источника теплоты обеспечивают коэффициент трансформации энергии 2,5...3,5.

В районах с большими среднегодовыми скоростями ветра (более 6 м/с) целесообразно использовать для теплоснабжения зданий энергию, получаемую с помощью ветроэнергетической установки.

Количество энергии, которое можно получить от ветра, прямо пропорционально скорости потока в третьей степени. Другими словами, если скорость ветра возрастает в 2 раза, то количество энергии, которое можно будет получить, возрастет в 8 раз. Существование такой зависимости очень тщательно заставляет выбирать место расположения ветрового двигателя.

Большие возможности в использовании энергии ветра открываются при целенаправленном учете ландшафта местности, способствующего и помогающего организации направленных потоков ветра.

Использование энергии ветра многообразно. Она может быть преобразована в электрическую, тепловую или механическую энергию. Однако в любом случае, учитывая непостоянство ветра, эта энергия должна каким-либо способом аккумулироваться для ее использования в безветренные периоды времени.