Утилизация избыточного тепла давно стала первостепенной задачей энергетиков и проектировщиков систем отопления. Если в промышленности этот процесс представляется более ясным, то в городском хозяйстве эта перспектива выглядела менее привлекательной.

Все дело в том, что на заводе, где, например, происходит обработка металла, как правило есть один-два источника тепла, которые никто не использует – горячая вода, которая охлаждает металл, или та же вода на водосточных или канализационных станциях. Это тепло можно без проблем направить в близ лежащий офисный центр или гостиницу. Но если таких источников тепла много, то система утилизации тепла будет выглядеть более сложно.

В частных домах или квартирах обязательно найдется источник тепла, который никто не использует – это бытовая техника, тепло от газовой плиты и т.д. Если в доме есть кондиционер, он это тепло просто извлекает на улицу. На западе, например, проходя возле больших зданий, можно почувствовать поток сильно нагретого воздуха – это означает, что в помещении работает система кондиционирования, а тепло выбрасывается на улицу в виде горячего воздуха. Но если в домах такого тепла не много, его нет смысла утилизировать с финансовой точки зрения. А вот в гостиницах, офисных центрах – другое дело.

Для утилизации тепла инженерами была придумана кольцевая система отопления и кондиционирования, все чаще упоминающаяся в тандеме с тепловыми насосами. Смысл системы прост: в одних помещениях есть избыточное тепло, и они нуждаются в кондиционировании, а другие помещения нуждаются в тепле, потому что там холодно. С помощью тепловых насосов происходит обмен холодом и телом. Вы представляете, какую экономию может обеспечить такая система?

Рассмотрим более подробно кольцевую систему на тепловых насосах.

Основа такой системы – водяной контур, по которому циркулирует теплая вода. Известно, что для обеспечения максимального КПТ тепловому насосу нужно греть теплоноситель не более чем на 30 градусов. То есть для воздушного отопления, где температура подачи воздуха около 40 °С, вода в водяном контуре должна быть 10 °С, если используется радиаторное отопление – 25 °С. Что может обеспечить необходимую температуру воды? В переходные периоды (весна, осень) большинство помещений нуждаются в отоплении и кондиционировании одновременно (южная и северная стороны), поэтому утилизированное тепловыми насосами тепло из одних помещений греет воду в водяном контуре, а тепло этой воды используют другие тепловые насосы для отопления. Летом с этим проблем нет – лишнего тепла всегда хватает, а направить его можно на подготовку горячей воды для бытовых нужд или для бассейна.

Зимой источником тепла для утилизации могут служить большие холодильные установки, технические помещения и кухня. Конечно, зимой в основном все тепловые насосы работают на отопление, но тем ни менее нагреть воду до 4-5 °С всегда можно, а с этой температурой можно получить КПТ 3, то есть тратить 1 кВт/час электроэнергии для получения 3 кВт тепловой энергии.