Біля поверхні Землі температура ґрунту та гірських порід визначається балансом теплової енергії, що надходить від Сонця та тепловим випромінюванням земної поверхні. Роль термостабілізатора відіграє атмосфера Землі. Глибина проникнення добових коливань температури ґрунту становить від 35 до 100 см, залежно від його властивостей та географічних умов. В середніх широтах глибина проникнення річних коливань температури складає 8-24 м. Вікові зміни температури поширюються до глибин більше 50 м і можуть зберігатися тисячі років.
Річний технічно-досяжний енергетичний потенціал енергії довкілля в Україні є еквівалентним 18 млн. т у.п., його використання дозволяє заощадити біля 15,6 млрд. м3 природного газу.
Для освоєння енергетичних ресурсів довкілля України, що включають в себе енергію ґрунту та ґрунтових вод, а також низькопотенціальну теплову енергію стічних вод ефективним є використання теплових помп (насосів). Теплова енергія ґрунту та ґрунтових вод може використовуватися для обігріву та вентилювання приміщень. Відбір теплової енергії від ґрунту можна здійснювати за допомогою ґрунтових теплообмінників різних типів. Температура теплоносія в ґрунтовому теплообміннику становить від мінус 5-7 до плюс 10-12оС. За допомогою теплових помп ця енергія може використовуватися для виробництва теплоносія з температурою до 40-70оС. Досвід провідних країн свідчить, що енергію грунту найчастіше використовують в теплопомпових установках потужністю до 70 – 100 кВт, які обслуговують окремі невеликі будинки, головним чином садибні житлові будинки. В умовах України це можуть бути індивідуальні садибні будинки міст та сіл. В поселеннях для влаштування ґрунтових теплообмінників можуть використовуватись земельні ділянки, не зайняті дорогами та забудовою.
Основними джерелами низькопотенціальної скидної теплоти техногенного походження є вентиляційні викиди та охолоджуюча вода технологічного та енергетичного обладнання підприємств, промислові та комунально-побутові стоки. Досвід провідних країн свідчить, що найбільш ефективним є використання теплової енергії стічних вод за допомогою теплових помп. Однак утилізація за допомогою теплових помп можлива лише у випадках, коли джерело концентрованого скиду низькопотенціальної енергії знаходиться поряд із споживачем теплової енергії невисокої температури (35-95 оС).
В Україні каналізаційні системи централізованого відведення комунально-побутових стоків функціонують в 427 містах, 515 селищах міського типу, 856 селах. Питомий обсяг комунально-побутових стоків становить від 0,15 до 0,4 куб. м на одного жителя за добу. Цей показник значною мірою залежить від доступності води та соціально-економічних умов в окремих регіонах. Завдяки масовому встановленню лічильників та впровадженню заходів щодо раціоналізації споживання гарячої і холодної води відбувається поступове скорочення обсягів комунально-побутових стоків. В Україні загальний річний об’єм комунально-побутових стоків становить близько 3740 млн. м3. Температура стоків становить 12 - 20 оС залежно від сезону.
Потужні теплопомпові станції теплопостачання можуть розміщатися біля відвідних каналів очищених комунально-побутових вод. Крім того можливе створення окремих теплопомпових установок для утилізації теплоти умовно чистих стоків басейнів, спортивних комплексів, пральних комбінатів.
Завдяки роботі теплопомпових станцій можна було б зменшити споживання високоякісного палива в комунальних системах теплопостачання міст. При використанні теплових помп із приводом від двигунів внутрішнього згоряння, паро- або газотурбінних установок значно збільшуються можливі обсяги виробництва товарної теплової енергії, а ефективність теплопомпових станцій зростає майже у два рази.
Loading ...
