Самостоятельное получение энергии для экодома

Многие слышали о таком понятии, как геотермальная энергетика, о том, что энергию можно получать на вулканах или гейзерах. Для жителей России – это все по большей части экзотика. Что делать, если рядом с жилищем нет гейзера и под ногами одна только глина? Данное обстоятельство не проблема. Из глины, обычной воды, и что самое интересное из канализационных источников можно сейчас добыть самое необходимое для жизни человека и при этом все возрастающее в стоимости – энергию. Для этого не так давно были разработаны специальные технологии.

Для того чтобы хоть немного понять, как описываемый ниже источник получения энергии будет действовать, необходимо понять принцип действия обычного холодильника, который есть в каждом доме. Это не просто источник холода, это приспособление для переноса из одного места в другое тепла. Внутри любого холодильника расположен испаритель или другими словами камера расширения. В данной емкости жидкость, имеющая низкую температуру кипения, переходит в состояние газа, при этом происходит процесс забора окружающего тепла. После этого, при помощи компрессора, газ перекачивается в установленный конденсатор,  там происходит его сжатие. В процессе сжатия газ снова принимает жидкое состояние, одновременно выбрасывая тепло наружу, которое было забрано у холодильника. После этого начинается повторение цикла.

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что действуя по принципу работы холодильной установки можно  создать такое устройство, которое будет забирать тепло в тех местах, где в нем нет необходимости, а потом перемещать его туда, где оно нужно. Данная установка называется «тепловой насос». В данный момент такое изобретение рассматривается, как высокоэкологичный и при этом неисчерпаемый источник или поставщик энергии.

Главная особенность такого насоса состоит в том, что он обладает способностью играть роль «увеличителя тепла», то есть он может забирать энергию оттуда, где нет и не может быть высокой температуры, например, из грунта, озера, реки, даже той, которая покрыта льдом, а также из воздуха.

Принцип действия теплового насоса можно понять на примере более простого его типа и потому самого распространенного – забор энергии из грунта. Основное правило для осуществления данного процесса – масса, откуда забирается низкопотенциальное тепло, должна быть намного больше, чем объем, который впоследствии будет обогрет.  По этой  причине при использовании грунта, как источник, придется осуществлять объемные землеройные работы. В грунт необходимо зарыть первый контур теплового насоса, представляющий собой замкнутую систему труб из полиэтилена. По трубам должен циркулировать «рассол», который представляет собой смесь антифриза и воды. Наличие антифриза очень важно, так как точка замерзания любого теплоносителя должна быть ниже нулевой отметки. Данный контур, как правило, имеет вид коллектора или грунтового зонда. Если это вид коллектора, то он закапывается в землю примерно на 1,5 метра, но тогда ему понадобится большая площадь до нескольких сотен квадратных метров. Если используется зонд, то он погружается в землю по специально выбуренной скважине на глубину до 120 метров. И тот и другой вид насоса соединяется  с установкой, находящейся внутри помещения, которое будет обогреваться. Данная установка и есть тот самый «холодильник-наоборот».

Рассол, перегоняемый за счет насоса внутри зонда или коллектора, перегоняется и нагревается на несколько градусов, после этого перемещается в теплообменник —  часть внутреннего контура или испаритель. В данном внутреннем контуре циркулирует жидкость, имеющая низкую температуру кипения. У теплоносителя температура достаточна для того, чтобы жидкость закипела и перейдя в состояние газа забрала тепло у рассола, сделав его снова холодным. После этого теплоноситель снова уходит в глубину земли  и снова подогревается от грунта. В это время во внутреннем контуре  специальный компрессор качает образовавшийся газ в конденсатор, и тот в процессе сжатия начинает отдавать тепло. Посредством системы отопления энергия  передается в отопительный контур и расходуется уже на отопление или образование горячей воды.

Коэффициент преобразования энергии можно определить, вычислив соотношение отдаваемой энергии и потребляемой электрическим насосом мощности. Получение тепла таким методом не бесплатно, так как вся установка потребляет энергию для обеспечения работы двух насосов и компрессора. Но суть выгоды состоит в том, что энергия, которая была потрачена на работу насоса, намного меньше той энергии, которая доставляется при помощи насоса в отопительный контур, как тепло. В данном процессе нет никакого нарушения термодинамических законов. Насос не только отдает тепло, он перемещает его с места на место. Это что-то вроде вечного двигателя, так как источник такой энергии можно смело назвать неиссякаемым.

Для того чтобы обеспечить помещению качественное отопление, необходимо полностью переоборудовать отопительную систему, при этом взяв во внимание самые современные энергосберегающие технологии.

В помещении должна быть отличная теплоизоляция, не допускающая никаких утечек. Даже воды с температурой 35 градусов выше нуля будет достаточно для того отопления, если в процессе применяется инфракрасное отопление. К данной системе можно отнести систему «теплый пол» и стены с потолком, имеющие свойство излучать тепло.

Что касается стоимости, то установить такое оборудование на данный момент будет стоить примерно 100 тысяч рублей, что не очень дешево. Но затраты стоят того, так как по прогнозам производителей, стоимость эксплуатации у такой системы намного ниже. Чем у содержания дизельного или газового котла. Кроме того, есть вероятность снижения стоимости оборудования за счет роста популярности тепловых насосов, также есть надежда на то, что государство предложит какие-то льготы тем, кто перешел на более экологичный вид приобретения энергии.



Похожие статьи

Отзывы

  1. Мне вот интересно, если на такую систему поставить термоэлемент Пелтье который вырабатывает ток на разнице температур, его энергии хватит или нет для поддержания работы насосов? Особенно для Сибири и Северных регионов где полгода и больше на улице минусовые температуры

  2. КПД термоэлемента Пельтье низок во всех смыслах, так что овчинка никогда не будет стоит выделки. Часть теплоты рассеется в воздухе, а разница температур будет недостаточна для того, чтобы обеспечить необходимую мощность для питания оборудования.
    А касаемо статьи, технология описана подробно и в своеобразном авторском стиле=)
    Считаю геотермальные источники одними из наиболее перспективных, среди альтернативных, но главным недостатком их является необходимость использования насосов и компрессоров, которые питаются от электрической сети, а значит делают установку не автономной.
    Автор затронул интересный способ добычи энергии и, надеюсь, найдутся желающие подискутировать на эту тему.

  3. Я пробовал на даче ставил на печку элемент Пельтье, сверху на него куллер от компа, на выход лампочку от фонаря в принципе работало, пока топилась печь лампочка горела и куллер работал. Чтобы система с геотермальным отоплением была автономна надо как то отнимать от нее честь тепловой энергии и переводить ее в электрическую для поддержания работы насосов. Может просто бурить надо поглубже чтоб температура была побольше ?

    1. Начнем с того, что различают 4 вида исполнения геотермальной системы: горизонтальная, вертикальная и водоемная системы с закрытым контуром и система с открытым контуром труб. Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки, однако наиболее распространенными являются первые два типа. От них и будем плясать.
      Если говорить о геотермальном тепловом насосе с горизонтальным теплообменником, то его конструкция позволяет применять данный тип геотермальной системы на небольшой площади. При этом теплообменники укладываются горизонтально один над одним или на одном уровне на расстоянии, не менее 0,5 метра между собой, на глубине 1,6-2,5 метра, глубже не нужно, ведь температура на малых глубинах практически не меняется, а поднимать теплоноситель с большей глубины затратнее с точки зрения расхода электроэнергии.
      Геотермальный тепловой насос с вертикальным теплообменником позволяет устанавливать теплообменники на глубине до 200 метров на расстоянии 5-10 метров между собой. Преимуществом является более высокая температура, передаваемая теплоносителю, однако это преимущество практически нивелируется дороговизной установки таких систем, потому что их стоимость включает и стоимость работ по бурению, которые стоят недешево.
      Работа насосов не должна зависеть от тепловой энергии, которую они качают. Поэтому для обеспечения работы насосов необходимо применять другой источник электроэнергии. Чаще всего применяют генератор для приведения насосов в работу, а затем отбирают часть тепла, которое они передают, для преобразования в электроэнергию для питания самих же насосов. Но схемы, которая позволяла бы обойтись полностью без стороннего источника питания, не существует.

  4. PS. Я так понимаю что принцип теплового насоса такой же как у геотермальной электростанции разница в том что там глубина бурения больше и температура теплоносителя выше+ стоит генератор электричества . То есть есть возможность при скажем так некоторой модернизации установки получать от нее и электроэнергию для автономной работы ?

    1. Да, такая возможность существует, но она обойдется в копеечку, потому что необходимо задействовать дополнительное оборудование для преобразования тепловой энергии в электрическую и адаптацию ее параметров к привычным параметрам сети (220/380 В, 50 Гц и т.д.). К тому же необходимо предусмотреть коммутационную аппаратуру на случай выхода насоса из строя или выполнения профилактических работ.

  5. А есть где посмотреть готовые решения ? то есть не только тепло но и электричество что бы получать.

  6. В общем виде готовые решения представлены здесь: http://www.planetseed.com/ru/node/15654 в виде иллюстраций и краткого описания.
    Конкретные готовые решения в свободном доступе отсутствуют, потому как только недавно начали внедряться в жизнь очень узким числом западных компаний. В СНГ никто не занимается такими работами, по крайней мере в коммерческих масштабах.

  7. А что, хорошая идея самому вырабатывать энергию для своего дома. Никому платить не надо, раз потратился на установку насоса и все. Эти затраты сразу же окупятся.

Ваш отзыв

Вход там