Теплоавтономный дом

Модернизация коммунальной теплоэнергетики более чем назрела (аварии в Алчевске, Днепропетровске и т.д.), и она уже по жесткой необходимости должна произойти. И здесь возникает опасность выбора решения, ведущего, по сути, к нерациональному и бесперспективному результату — к традиционным схемам на основе АЭС, ТЭС, котельных, городских теплотрасс и прочей архаики, в то время как мировое сообщество идет по принципиально другому пути с возрастающим использованием нетрадиционных технологий и энергоресурсов.

Централизованное теплоснабжение становится убыточным уже при цене газа  350 долл за тысячу кубометров. Переход к электроотоплению проблематичен хотя бы из-за изношенности систем электропередачи как магистральных, так и распределительных сетей. КПД производства электроэнергии на угольных ТЭС и АЭС порядка 30 — 35 %, не говоря уже о проблемах выбросов в атмосферу продуктов сгорания и утилизации отработанного ядерного топлива. Другого пути, кроме использования безотходных энерготехнологий, нет, и вполне можно выработать такие решения, которые, при желании руководства страны, по силам реализовать в Украине, несмотря на известные экономические трудности.

Если говорить о тепловой форме солнечной энергии, то возможны два варианта ее использования: 1) посредством специальных устройств (солнечных коллекторов); 2) путем извлечения непосредственно из верхних слоев грунта. В первом случае происходит прямое действие излучения на приемник, а во втором — опосредованное действие радиации в форме аккумулированной в грунте энергии. Ясно, что тепловой потенциал в первом случае будет существенно выше. Если приводить конкретные цифры, то в средних широтах Земного шара (где располагается Украина) применение ординарных солнечных коллекторов позволяет получить температуру до 60°С, а при непосредственном извлечении из грунта в холодное время года — в среднем не больше 0°С. Повысить потенциал энергии можно тепловыми насосами. Однако и здесь нельзя рассчитывать на конечные температуры, превышающие 60 — 65°С. Теплоноситель с такими низкопотенциальными параметрами наиболее рационально использовать в коммунальной сфере — для отопления помещений (например, по наиболее гигиеничной схеме “теплый пол”) и для горячего водоснабжения. Учитывая значительную долю коммунального теплопотребления в общем энергетическом балансе, переориентировка ЖКХ на использование нетрадиционных источников энергии фактически снимет основные проблемы энергетического кризиса в Украине.

Исследования, проведенные в Институте технической теплофизики НАН Украины, показали, что для аккумулирования теплоты наиболее подходящим является неограниченный грунтовый массив, что обеспечивает последующее полное извлечение энергии. Аккумулирование-разрядка осуществляется системой грунтовых теплообменников, размещенных в буровых скважинах. При извлечении теплоты ее температура повышается до требуемого уровня тепловыми насосами.

Есть принципиальная схема теплоавтономного самодостаточного пятиэтажного трехсекционного жилого дома, рассчитанного на северные районы Украины (г. Киев). Кровля заменяется солнечными коллекторами. Они устанавливаются и на поэтажных козырьках (возможен вариант монтажа их в стены). Под средней секцией дома размещается система грунтовых теплообменников, создающих теплоаккумулирующий массив. Для уменьшения глубины бурения скважин под теплообменники возможно устройство теплоизоляционного щита. В подвальном помещении средней секции дома монтируется распределительная система куста грунтовых теплообменников и необходимое насосное и теплонасосное оборудование, а также суточно-регулирующая емкость горячего водоснабжения. Такой дом теплоавтономен, поскольку не нуждается во внешних тепловых сетях и самодостаточен в смысле размещения на нем (и в нем) необходимого теплообеспечивающего оборудования. Расход электроэнергии на работу тепловых насосов составит 10% от требуемых теплозатрат на отопление и 26% от требуемых для горячего водоснабжения, что предопределяет шестикратное снижение годовой теплопотребности дома.

Жилой дом, по сути, превращается в экологически чистый безотходный энергогенерирующий объект, и ежегодная прыбыль от одного трехсекционного пятиэтажного дома спустя 4 года составит 880 тысяч гривен. Спрашивается, что еще надо для массовых инвестиций?

Для успешной реализации этих проектов, помимо декларативных высказываний сильных мира сего, необходимо организовать массовое производство солнечных коллекторов и тепловых насосов, что вполне по силам Украине, если провести благоприятную тарифную политику, а не покупать их втридорога за рубежом.

Альфред НАКОРЧЕВСКИЙ

Борис БАСОК