02.06.2022 09:42
Общество

Тюменцы выяснили, выгодно ли отапливать школы с помощью энергии земли

Текст:  Инна Горбунова (Тюменская область)
Российская газета - Экономика УРФО: №118 (8766)
Эксперимент, проведенный 9 лет назад в Тюменской области в школе деревни Юрмы Вагайского района, в этом году решили продублировать. Еще в одной сельской школе установят альтернативную систему энергоснабжения - с использованием тепловой энергии земли. Гейзеры или горячие термальные источники для этого не нужны. Достаточно тепла, которое накапливает земля под лучами солнца.
Читать на сайте RG.RU

Для продолжения эксперимента выбрали объект, расположенный почти в 300 километрах от первого - в селе Крашенинино Упоровского района. Старое деревянное здание школы снесут и на его месте построят каменное. Это будет одна из 10 школ, к возведению которых приступят в 2022 году по региональной программе (до 2024 года планируется заменить более 30 старых зданий).

Школы, отапливаемые по традиционной технологии, потратили на уголь более двух миллионов рублей в год, на газ - 1,8. А вот в юрминской школе на отопление ушло только 865 тысяч

Оба населенных пункта пока не газифицированы, поэтому вопрос, чем топить, стоит остро. Дровами или углем - хлопотно и неэкологично. С помощью электричества - слишком дорого. Подрядчик, который в 2013 году построил школу в Юрмах, обратился к проектировщикам. Они изучили опыт стран, активно использующих альтернативные источники энергии в теплоснабжении, и предложили задействовать то, что находится прямо под ногами.

Принцип работы такой системы отопления сравнивают с холодильником, который, по сути, тоже является тепловым насосом: охлаждая морозильную камеру, забирает оттуда теплый воздух и передает излишнюю энергию на трубки радиатора. Только в данном случае, наоборот, идет передача тепла, накопленного грунтом. Оно извлекается из-под земли с помощью скважин, в которые закачивают смесь воды и антифриза. В скважинах водный раствор пропиленгликоля нагревается и по трубам поступает вначале в испаритель, а затем в компрессор. Далее все происходит по законам физики, которые гласят, что любая жидкость при испарении охлаждается, а при сжатии (например, в компрессоре) нагревается.

- Даже если забирать тепло из почвы температурой около +2 градусов, можно нагреть теплоноситель до +40 и выше, - рассказывает Мария Михайлова, главный специалист компании "Проект-2021". - Общий объем ресурса зависит от количества пробуренных скважин, их глубины, диаметра труб и характеристик почвы. Глинистая, например, способна удерживать больше тепла, чем песчаная. Поэтому перед проектированием и сооружением земляных тепловых насосов выполняются изыскания, тщательно изучается состояние и состав грунта. Затем проводится пробное бурение, уточняется, сколько скважин необходимо, чтобы обеспечить общую тепловую нагрузку на здание и распределить ее в пересчете на скважину. В проекте школы в Крашенинино одна скважина рассчитана примерно на 3,6 киловатта.

В Заполярье перестанут летом платить за отопление

У данного способа теплоснабжения есть технические преимущества. Прежде всего низкий расход электроэнергии - на один потраченный на извлечение тепла из земли киловатт получают три, а то и семь киловатт тепловой мощности. Предусмотрена и реверсивность - летом систему можно использовать для охлаждения. Затраты на обслуживание минимальные, оборудование работает в автоматическом, погодорегулируемом режиме и контролируется дистанционно. В случае с Вагайской школой центр управления находится за 200 километров - в Тюмени. Считается, что и экологический вред минимален - вредных выбросов в атмосферу нет, разве что опасность локальной гибели почвенных микроорганизмов из-за эффекта охлаждения грунта.

Теоретически возможность установки таких систем отопления есть в любой местности, но в реальности примеры единичны из-за высокой стоимости. Так, для новой школы в поселке Крашенинино заключен госконтракт с компанией-подрядчиком стоимостью 334 миллиона рублей.

- Период окупаемости при нынешних ценах на энергоносители составит 15-20 лет, - говорит начальник отдела инфраструктурного развития департамента образования и науки Тюменской области Эдуард Алыков. - Но мы провели мониторинг сельских школ, отапливаемых по классическому варианту, сравнили затраты. Так вот, в 2019 году им за уголь приходилось платить чуть более двух миллионов рублей в год, за газ - 1,8. А в юрминской школе на отопление ушло только 865 тысяч. Годовая экономия - более чем в два раза.

- При отсутствии газа или угля, конечно, можно выбрать электрическую систему отопления, но это безумно дорого, - объясняет начальник отдела образования Вагайского района Петр Гонсул. - Простой пример: согреть чайник на газу в восемь раз дешевле, чем на электричестве, поэтому для отдаленных негазифицированных районов вариант с использованием тепловой энергии земли для отопления - почти идеальный. Если нет перебоев со светом и интернетом, который необходим для передачи данных оборудования.

Санкции не скажутся на подготовке уральского ЖКХ к зиме

Еще один спорный момент - как долго и бесперебойно ли прослужит такая система? Алексей Белкин, заведующий кафедрой промышленной теплоэнергетики Тюменского индустриального университета, читает курс по нетрадиционным источникам энергии и знает плюсы и минусы каждой технологии.

- У всех альтернативных источников есть слабые места - они зависимы от наличия достаточного количества ресурсов: ветра, солнца, морских приливов, а также требуют для строительства больших земельных участков, - рассказывает Белкин. - Для бурения 72 скважин глубиной 70 метров, установки тепловых земляных насосов и размещения комплекса передающих трубопроводов он должен быть значительно больше обычного. Часто не берут в расчет еще один момент: изменение со временем эффективности работы системы. Что будет с трубопроводами через десять лет, как изменится их коэффициент теплопроводности? В физике известен так называемый коэффициент затухания: со временем падает яркость светодиодов, а аккумуляторы в сотовых телефонах не держат заряд. В методичках информации по данному источнику энергии нет, можно рассчитывать только на получение экспериментальных данных, а их пока немного. Поэтому, прежде чем рекомендовать технологию для повсеместного внедрения, необходимы промышленные испытания, чтобы не получилось как с посевами кукурузы при Хрущеве. В Тюменской области первыми пошли на такой эксперимент. Он необходим, чтобы двигаться дальше. Не только нам, но и всем, кто в этой технологии может быть заинтересован.

В Южно-Сахалинске продлили отопительный сезон
Тюменская область Урал и Западная Сибирь Образование