Тепловые насосы для городского хозяйства

О тепловых насосах лично я узнал десять лет назад, общаясь с руководителем одной канадской строительной компании. Мне было неловко перед моим собеседником из-за своей технической отсталости. В Канаде, как выяснилось, почти половина домов снабжалась таким оборудованием, на установку которого выделялись правительственные гранты. У нас же в ту пору даже среди строителей не все знали, что это за штука такая – тепловой насос.

Что изменилось за десять лет? В принципе, прогресс заметен. В том смысле, что о тепловых насосах народ наш уже хорошо осведомлен. Но в основном пока – только в теории. На практике мы продолжаем наблюдать ту же техническую отсталость, когда инженерная «начинка» новых домов мало отличается от того, что было у нас полвека назад. Несмотря на то, что тепловые насосы стали собирать на отечественных предприятиях, дороговизна такого оборудования не прибавляет ему популярности. И самое печальное, наверное, заключается в том, что в отличие от зарубежных стран, наше государство не прилагает адекватных усилий для повышения спроса на подобные вещи (за счет тех же грантов, как в Канаде). Причем, проблема затрагивает не только жилые здания, но и общественные. На балансе у муниципалитетов немалое количество таких зданий, оборудованных на уровне середины прошлого века. Поэтому вхождение в новый технологический уклад, по идее, должно начаться с ликвидации этого вопиющего отставания от развитых стран.

Эта проблема была затронута на прошедшем Форуме «Городские технологии», где было уделено внимание и тепловым насосам. В самом деле, почему в таком внушительном сибирском мегаполисе, как Новосибирск, уделяется так мало внимания установке энергосберегающего оборудования? Мы не можем претендовать на современность и соревноваться с другими городами, игнорируя столь важные по нынешним меркам вещи. Как заметил по этому поводу заведующий кафедрой «ТЭС» НГТУ Сергей Елистратов, на Западе такие технологии получили широкое развитие и активно применяются в крупных городах. Например, четверть Стокгольма отапливается за счет тепла Балтийского моря. На этом фоне мы реально выглядим как технически отсталая страна.

В настоящее время большинство тепловых насосов, выпускаемых на наших предприятиях, являются зарубежными разработками. Здесь они собираются «отверточным» способом из заграничных комплектующих.

«Задача сводится к тому, - считает Сергей Елистратов, - чтобы как-то преломить эту ситуацию, развить в стране собственное производство комплектующих и тем самым обеспечить независимость от поставок из других стран. Мало того, необходимо добиться того, чтобы эта продукция стала экспортным товаром нашего машиностроения».

Соответственно, избавившись от необходимости закупок импортных комплектующих, мы удешевляем производство у себя тепловых насосов и создаем условия для их массового применения.

Напомним, что тепловые насосы позволяют использовать (в отличие от традиционного топлива) источники низко потенциального тепла, которых в природе достаточно много. Массовое использование такой техники дает возможность серьезно «экологизировать» всю систему городского теплоснабжения. Сергей Елистратов обратил внимание на то, что если наша энергетика получит дополнительную «подпитку» от указанных источников, то при утилизации всех тепловых потоков (в том числе и тех, которые связаны с производством электроэнергии) мы как минимум в два раза повысим эффективность нашей системы отопления домов. Скажем, у нас есть тепло от тепловых электростанций, вырабатывающих электричество. Полученную электроэнергию можно дополнительно использовать для работы тепловых насосов. Складывая все вместе, мы как раз и получаем нужный эффект. Отапливать здания с помощью одного электричества, конечно же, - неоправданная роскошь. Но все меняется, если к этому делу подключаются низкопотенциальные источники тепла. Примерно так должна выглядеть современная система энергоснабжения (сюда же включаются и объекты малой энергетики).

Сергей Елистратов настаивает на том, что при выработке тепловой энергии мы обязаны ориентироваться на эти технологии, которые сегодня активно развиваются за рубежом. Иными словами, когда речь идет об отоплении домов, мы не можем ограничиваться газом, углем, мазутом или дровами. Нужно всегда учитывать, что в природе полно практически дарового тепла (тепло сухого грунта, подземные воды, воздух). Есть, наконец, техника, с помощью которой мы можем «подключиться» к этим источникам. И их игнорирование в нынешних условиях выглядит как вопиющая техническая отсталость.

По мнению Сергея Елистратова, в системе городского хозяйства Новосибирска вполне по силам использовать тепло сухих грунтов. Кроме того, есть еще тепло сбросных вод, коих образуется достаточно много для того, чтобы рассматривать их как дополнительный источник энергии. Например, на новосибирские очистные сооружения поступают тонны воды с температурой не ниже двадцати градусов Цельсия. Если «снимать» с этой воды тепло, то мы получим дополнительные десятки гигакалорий для городской системы теплоснабжения (или хотя бы для близлежащих поселков). Такие технологии давно уже опробованы (в том числе и в Новосибирске). Сухой грунт в этом отношении не менее привлекателен.

Правда, полагает Сергей Елистратов, для наших условий не подходит популярная в Европе установка горизонтальных труб. То есть придется делать глубокие скважины. Тем не менее, здесь нет ничего сверхъестественного. С не меньшим успехом на территории Новосибирской области можно использовать и тепло подземных вод.

Наконец, тепло можно извлекать прямо из окружающего воздуха! Такие технологии также отработаны. Современные воздушные тепловые насосы, объяснил Сергей Елистратов, способны работать при температуре «минус» двадцать пять градусов! В общем, источников низкопотенциального тепла есть немало и в наших сибирских краях.

В свете сказанного затянувшийся спор по поводу того: «уголь или газ?» (в плане основного топлива для тепловых электростанций и котельных) - отражает вчерашний день. В современных условиях такая постановка вопроса утрачивает свою остроту. Традиционная дилемма: «или – или» - уступает место другому принципу: «и то, и другое, и третье». Технический прогресс подвел нас к тому, что энергию начинают извлекать из чего угодно, включая и то, что есть у вас под рукой – даже из органических отходов человеческой жизнедеятельности (в буквальном смысле слова). Такова логика грядущего Шестого технологического уклада.

Олег Носков