Использование теплоты окружающей среды

Все вещества при температуре выше абсолютного нуля имеют определённый запас теплоты, что теоретически даёт возможность использовать её.

Содержание

• Особенности тепловой энергии окружающей среды
• Источники низкопотенциального тепла
• Выбор источника тепла
  • Воздух
  • Вода
  • Грунт
• Заключение

Особенности тепловой энергии окружающей среды

Запасы теплоты окружающей среды весьма велики, однако низкий потенциал этой теплоты не позволяет применить её в энергоустановках для получения работы, так как окружающая среда в тепловой схеме энергоустановки является холодным источником теплоты.

Особенности теплоты окружающей среды предопределяют направления её использования. Это отопление жилых помещений, получение горячей воды для хозяйственных и бытовых потребностей. С этой целью потенциал теплоты окружающей среды повышают в теплонасосных установках (тепловых насосах) благодаря работе, которая подводится извне.

Источники низкопотенциального тепла

Источниками низкопотенциального тепла, обеспечивающими энергетически эффективную и экономически целесообразную работу теплонасосных установок являются:

• грунтовая вода, сохраняющая в течение всего года постоянную температуру;
• подземный грунт на глубине от 2-х до 50 м;
• солнечная энергия;
• наружный воздух с температурой в зимний период до –8°C.
• низкотемпературные вторичные ресурсы:
  • сбросные промышленные низкотемпературные стоки и воздушные выбросы предприятий;
  • сточные воды очистных сооружений;
  • источники сельхозпроизводства.

Выбор источника тепла

Воздух

Общедоступным источником низкопотенциальной теплоты является воздух, широко применяемый в малых теплонасосных установках (квартирных, домовых).

Если в качестве источника тепла выбран атмосферный или вентиляционный воздух, применяются тепловые насосы, работающие по схеме «воздух-вода» или «воздух-воздух». Насос может быть расположен внутри или снаружи помещения. Воздух подаётся в его теплообменник с помощью вентилятора.

Вода

Согласно имеющимся данным, артезианские воды имеют в течение всего года примерно одинаковую температуру +7–12°C. При использовании в качестве источника тепла грунтовой воды, она подаётся из скважины в теплообменник теплового насоса, работающего по схеме «вода-вода» и, либо закачивается в другую скважину, либо сбрасывается в водоём.

Если источник — водоём, на его дно укладывается петля из металлопластиковой или пластиковой трубы. По трубопроводу циркулирует раствор гликоля (антифриз), который через теплообменник теплового насоса передаёт тепло фреону.

Грунт

Получение низкопотенциального тепла из грунта возможно двумя способами:

• укладка металлопластиковых труб в траншеи глубиной 1,2–1,5 м;
• вертикальные скважины глубиной 20–100 м.

Иногда трубы укладывают в виде спиралей в траншеи глубиной 2–4 м. Это значительно уменьшает общую длину траншей. Максимальная теплоотдача поверхностного грунта составляет 50–70 кВт*ч/м<² в год.

Заключение

Использование энергии окружающей среды в настоящее время экономически наиболее приемлемо для мелких потребителей в районах, где есть электроэнергия, но значителен дефицит топлива.