В настоящее время все больший интерес приобретают альтернативные источники энергии, которые актуальны для всех сфер человеческой деятельности. Несмотря на некоторые сложности их внедрения на базе крупных промышленных и прочих объектах, такие источники уже успели зарекомендовать себя в практике. Свидетельством этому служит, как отечественный, так и зарубежный опыт.
В чем же заключается практический интерес альтернативных источников энергии? Дело в том, что ветер, вода, солнечный свет, в частности их энергия более дешевая в сравнении с энергией традиционных источников. При этом процесс получения энергии ветра и прочих альтернативных источников не оказывает негативного влияния на экосистему, он исключает выброс вредных соединений (ксенобиотиков) в гидра-, атмосферу.
Большой интерес альтернативные источники энергии представляют и для жилищно-бытового сектора, так как при их помощи создаются благоприятные, комфортные условия пребывания в жилом объекте. Сегодня преобразование энергии альтернативных источников в тепло, электричество осуществляется посредством солнечных коллекторов, ветрогенераторов, тепловых насосов и прочего оборудования. Среди такого оборудования особый интерес представляют тепловые насосы (см. «Строение и принцип работы теплового насоса«), использование которых сопряженно с экономией средств. Подобный тип оборудования является геотермальным источником энергии. Конструктивные особенности подобных насосов делают возможным сбор естественного тепла и последующего трансформирования его для непосредственных нужд. Источники, из которых тепловой насос способен черпать энергию, представлены воздухом, водой, землей. В основе работы тепловых насосов лежит способность хладагентов кипеть при низких значениях температуры. Можно заключить, что при использовании таких насосов средства будут расходоваться лишь на транспортировку добытой с альтернативных источников энергии. Для сравнения – классические подходы к получению энергии предусматривают затраты связанные с ее добычей.
Расчет теплового насоса
Чтобы провести правильный расчет теплового насоса и сделать верный выбор необходимо обладать соответствующими теоретическими знаниями и практическими умениями. Процесс расчета в данном случае громоздок и сложен.
Ниже мы представим приблизительную схему расчета теплового насоса.
Этап 1 – расчет величины потерь тепла, которые происходят через такие конструктивные элементы зданий, как стены, перекрытия, окна, двери. Провести расчет данного показателя можно по ниже представленной формуле. Выражается он в Вт:
Qок = S × ( tвн — tнар) × (1 + Σβ ) × n / Rт,
где: tнар – значение наружной температуры, °С; tвн – значение внутренней температуры °С; S – сумма площадей ограждающих конструкций, м кв.; n – коэффициент влияния внешних факторов на характеристики объекта. Для объектов недвижимости, которые прямо контактируют с окружающей средой посредством перекрытий n = 1, а для зданий, которые оснащены чердачными перекрытиями n = 0,9. В том случае, если под объектом расположен подвал, то n = 0,75; β – коэффициент, который связан с добавочными потерями тепла. Его величина составляет 0,05-0,27; Rт – теплосопротивление. Данный показатель можно определить по следующей формуле:
Rт = 1 / αвн + Σ(δі / λі) + 1 / αнар (м кв. ×°С / Вт),
где: δі / λі – теплопроводность стройматериалов (рассчитывается); αнар – коэффициент величины отдачи тепла наружными поверхностями ограждающих конструкций, Вт / м кв. × оС; αвн – коэффициент величины поглощенного тепла внутренними поверхностями ограждающих конструкций, Вт / м кв. × оС;
Сумму теплопотерь можно расчитать следующим образом:
Qт.пот = Qок + Qи – Qбп ,
где: Qи – энергия необходимая для подогрева воздуха идущего в помещение через естественные неплотные сочленения и пр. здания; Qбп – величина тепла выделяемого при работе бытовыми приборами.
Этап 2 – расчет годичного потребления энергии тепла каждым отдельным объектом, выражается в кВт / час за г.:
Qгод = 24 × 0,63 × Qт.пот × ((d × (tвн — tнар.ср) / (tвн — tнар)),
где: tвн – значение рекомендуемой температуры воздуха в помещении; tнар – значение наружной температуры; tнар.ср – среднеарифметическая температура снаружи в течение всего отопительного сезона; d – продолжительность отопительного сезона, дн.
Этап 3 – расчет уровня тепловой мощности, которая требуется для подогрева воды, выражается в кВт / час за г. Для расчета данного показателя применима следующая формула:
Qгв = V × 17
где: V –объем воды, подогреваемой ежесуточно до температуры 50 °С.
Теперь можно рассчитать величину суммарного расхода теплоэнергии. Этот показатель выражается в кВт / час за г.:
Q = Qгв + Qг
Теперь можно рассчитать и мощность насоса:
Qтн = 1,1 × Q,
где:
1,1 – поправочный коэффициент, который указывает на допустимое увеличение нагрузки на насос при критических значениях температуры.
Лишь проведя расчеты всех выше указанных показателей можно сделать правильный выбор теплового насоса, который без лишних (неоправданных) затрат обеспечит и поддержит параметры микроклимата на необходимом для комфорта уровне.
Обзоры оборудования для бизнеса