Сплошная экономия. Челябинские ученые придумали обогревать дома теплом земли и солнца
20 Декабря 2018
Фото: Вячеслав Шишкоедов
Инновационная разработка челябинских ученых вызвала огромный интерес на прошедшей в Южно-Уральском агроуниверситете Всероссийской научно-практической конференции «Развитие энергосистем АПК».
— Принципиальная новизна нашей системы в том, что удалось «запрячь» энергию солнца и подземных вод для отопления жилых помещений, — говорит один из авторов проекта, профессор кафедры «Энергообеспечение и автоматизация технологических процессов» энергетического факультета ЮУрГАУ Сакен Шерьязов. — По исследованиям Национальной академии наук США и Оксфордского университета, использование солнечной энергии с аккумулированной водой — одно из перспективных направлений малой энергетики, особенно в удаленных от центрального теплоснабжения сельскохозяйственных районах. Для извлечения подземной тепловой энергии мы планируем применить теплонасосную установку собственной конструкции.
По словам ученого, прообразом будущей системы стала разработка его ученика Рината Низамутдинова, который защитил кандидатскую диссертацию на эту тему. Молодой ученый собрал из обычных кондиционеров уникальный тепловой насос для обогрева предприятия, где он теперь работает. На этот насос тоже поступает вода из скважины, но в отличие от традиционных систем он нагревает не воду, а воздух, который, проходя через вентилятор, отапливает здание.
— Мы пошли дальше: кроме тепла земли, сумели найти применение и энергии солнца, — говорит Сакен Шерьязов. — Обычно для подземного обогрева бурят глубокую скважину до 70 метров и несут большие затраты. А у нас достаточно пробурить землю лишь «до первого горизонта». Холодная вода (всего 5-7 градусов), пройдя через тепловой насос, нагреется до 30 градусов, поступит в бак, где ее температуру в два с лишним раза поднимет энергия светила, поступающая от расположенного на крыше солнечного коллектора. Причем это экологически чистая, безотходная технология. Не нужно никаких дизелей, мазутных топок, природное тепло, не говоря о весомой экономии, согревает жилище без ущерба окружающей среде.
Экспериментальную установку уже обкатывают в одном из домов поселка Вавиловец. Для обогрева установили солнечный коллектор (своего рода аналог солнечных батарей, но из стеклянных вакуумных трубок, что снижает потери тепла), который тоже ставят на крыше. Осталось пробурить скважину и поставить тепловой насос. По словам Сакена Шерьязова, агрегат работает по принципу так называемого обратного холодильника, или цикла Карно: инертный газ фреон закипает даже при низкой температуре. Он сжимается, повышает давление, и насос выступает в роли нагревательного прибора для подземной воды.
— Из возобновляемых источников энергии тепло земли и солнца, пожалуй, самые доступные, — считает соавтор разработки, доцент ЮУрГАУ Ольга Пташкина. — Возможность преобразования солнечной энергии в тепловую с минимальными затратами позволит повысить эффективность теплоснабжения. Подземные воды на Южном Урале, где нет высокотемпературных геотермальных источников, обладают обычно никак не применяемой низкопотенциальной энергией, имеют относительно низкую температуру. Наша же система позволяет и ее поставить на службу самообеспечения дома водой и теплом. В будущем, возможно, и электричеством, для этого ее можно дополнить солнечными батареями.
По словам ученого, прообразом будущей системы стала разработка его ученика Рината Низамутдинова, который защитил кандидатскую диссертацию на эту тему. Молодой ученый собрал из обычных кондиционеров уникальный тепловой насос для обогрева предприятия, где он теперь работает. На этот насос тоже поступает вода из скважины, но в отличие от традиционных систем он нагревает не воду, а воздух, который, проходя через вентилятор, отапливает здание.
— Мы пошли дальше: кроме тепла земли, сумели найти применение и энергии солнца, — говорит Сакен Шерьязов. — Обычно для подземного обогрева бурят глубокую скважину до 70 метров и несут большие затраты. А у нас достаточно пробурить землю лишь «до первого горизонта». Холодная вода (всего 5-7 градусов), пройдя через тепловой насос, нагреется до 30 градусов, поступит в бак, где ее температуру в два с лишним раза поднимет энергия светила, поступающая от расположенного на крыше солнечного коллектора. Причем это экологически чистая, безотходная технология. Не нужно никаких дизелей, мазутных топок, природное тепло, не говоря о весомой экономии, согревает жилище без ущерба окружающей среде.
Экспериментальную установку уже обкатывают в одном из домов поселка Вавиловец. Для обогрева установили солнечный коллектор (своего рода аналог солнечных батарей, но из стеклянных вакуумных трубок, что снижает потери тепла), который тоже ставят на крыше. Осталось пробурить скважину и поставить тепловой насос. По словам Сакена Шерьязова, агрегат работает по принципу так называемого обратного холодильника, или цикла Карно: инертный газ фреон закипает даже при низкой температуре. Он сжимается, повышает давление, и насос выступает в роли нагревательного прибора для подземной воды.
— Из возобновляемых источников энергии тепло земли и солнца, пожалуй, самые доступные, — считает соавтор разработки, доцент ЮУрГАУ Ольга Пташкина. — Возможность преобразования солнечной энергии в тепловую с минимальными затратами позволит повысить эффективность теплоснабжения. Подземные воды на Южном Урале, где нет высокотемпературных геотермальных источников, обладают обычно никак не применяемой низкопотенциальной энергией, имеют относительно низкую температуру. Наша же система позволяет и ее поставить на службу самообеспечения дома водой и теплом. В будущем, возможно, и электричеством, для этого ее можно дополнить солнечными батареями.
Поделиться
