Каждый год расходы на энергоресурсы увеличиваются, а способы их потребления ведут не только к росту тарифов ЖКХ, но и к истощению источников энергии. Изменить ситуацию можно с помощью инновационных энергоэффективных и энергосберегающих технологий, использующих возобновляемые ресурсы. Именно такую разработку предложил доцент кафедры энергетического факультета Забайкальского государственного университета Михаил Кобылкин. Он провел комплексное исследование эффективности использования тепловых насосных установок в системах «ТЭЦ-потребитель» и совместно с коллегами с кафедры энергетики разработал новый способ использования приборов, который поможет существенно снизить энергозатраты.
Технология тепловых насосов эксплуатируется повсеместно: от бытовых кондиционеров и холодильников до водоохлаждающих машин. Отдельной ветвью развития этой технологии являются установки обратного действия для получения теплоты путем доохлаждения различных слабо нагретых источников, например, из сточных или грунтовых вод для отопления зданий.
По словам Михаила Кобылкина, эти технологии активно развиваются за рубежом и обеспечивают существенное сбережение энергии, однако в России практически не встречаются. Связано это с особенностями наших систем отопления и горячего водоснабжения: использованием в качестве источника теплоты ТЭЦ, которые в одном цикле вырабатывают тепло и электроэнергию.
Особенности работы тепловых электростанций приводят к тому, что неосторожное внедрение тепловых насосов в теплофикационные системы может привести к увеличению расхода топлива на ТЭЦ, что полностью исключает энергосберегающий эффект. Ученые Забайкальского госуниверситета решили адаптировать технологию использования тепловых насосов в теплофикационных системах под российские особенности.
Первые публикации исследователей ЗабГУ в этом направлении появились в 2008-2009 годах. За прошедшее время ученые провели всестороннее изучение работы тепловых насосов в различных системах теплоснабжения, наиболее трудоемкой частью стало исследование эффективности установок в системах «ТЭЦ-потребитель».
В 2015 году авторским коллективом ученых ЗабГУ был запатентован способ летнего горячего водоснабжения здания с тепловым насосом. На основе этой разработки была спроектирована система, принцип работы которой позволяет использовать ее в централизованном теплоснабжении, исключая перерасход топлива на ТЭЦ и обеспечивая существенную экономию для пользователя.
«Главной особенностью нашей разработки стало использование в качестве источника теплоты для теплового насоса отопительных систем здания в летнее время. Если говорить упрощенно, то система отопления летом начинает охлаждать помещения здания, а тепловой насос преобразует собранное низкотемпературное тепло помещений в высокотемпературное и отправляет его на подогрев воды для горячего водоснабжения. При эксплуатации нашей разработки потребитель получает горячую воду частично из возобновляемого источника и снижает нагрузку на кондиционирование, экономя в итоге до 40% затрат на коммунальные нужды, а ТЭЦ при этом получает прирост основных показателей эффективности из-за перераспределения энергии в системе», – рассказал автор исследования.
По мнению ученого, наибольшую эффективность разработка может показать при внедрении на объектах административного назначения, для которых характерно незначительное водопотребление и развитые системы отопления. Технология экологична и позволит сократить коммунальные расходы и затраты энергии. В настоящее время работы по направлению продолжаются, исследуются возможности всесезонного использования тепловых насосов, рассматриваются идеи дополнительной рекуперации теплоты.