Введение. Влияние внешних издержек на экономическую привлекательность теплового насоса

ГБОУ ИЗМАЙЛОВСКАЯ ГИМНАЗИЯ №1508

Саченко

Вера Алексеевна

10 класс «Б»

Влияние внешних издержек на экономическую привлекательность теплового насоса

исследовательская работа по физике

Научный руководитель:

Ильичева Ирина Александровна

Учитель физики

Москва 2014

Содержание

Введение. 3

1. Методологические характеристики исследования. 5

2. Современные системы отопления. 6

2.1. Газовые котлы.. 6

2.2. Электрические котлы.. 8

2.3. Тепловой насос. 10

3. Экономическая оценка негативного воздействия на окружающую среду различных выбросов и загрязняющих веществ вследствие работы различных систем отопления. 13

3.1. Газовый котел. 13

3.2. Электрическая система отопления. 15

3.3. Тепловой насос. 18

4. Сравнительная оценка экономической привлекательности различных систем отопления при учете негативного воздействия на окружающую среду различных выбросов и загрязняющих веществ 19

4.1. Сравнительные характеристики различных типов отопительных установок мощностью 10,8 кВт/час при современном уровне цен на природные ресурсы.. 19

4.2. Сравнительный анализ экономической привлекательности различных систем отопления с учетом влияния на окружающую среду и с учетом фактора роста стоимости топлива. 20

5. Выводы.. 22

6. Заключение. 23

7. Библиография. 25

8. Приложения. 26

Введение

С необходимостью обогрева жилища человек столкнулся еще в древние времена. Самый первый способ получения тепла – отрытый огонь, который добывался трением или путем высекания искр. Процесс получения огня был весьма трудоемким, поэтому проще оказалось поддерживать огонь в очаге круглосуточно. Безусловно, открытый огонь крайне небезопасен и поэтому пожар считался стихийным бедствием, уносящим огромное количество жизней. На Руси основным источником тепла всегда была печь. Изначально печи топились «по-черному», то есть дым выходил прямо в помещение вместе с сажей и прочими продуктами горения, но уже с 16 века в избах зажиточных крестьян и городских домах стали возводиться «белые» печи, получившие позже название «русские».

Скачок в развитии промышленности в конце восемнадцатого – начале девятнадцатого века привел к появлению сначала центральных систем парового отопления, а затем и водяного отопления. Заметим, что изначально паровое отопление использовалось лишь в производственных цехах, а водяное в большей степени было присуще общественным зданиям. Тем не менее, вплоть до начала двадцатого века доминирующие позиции, как в частных домовладениях, так и в общественных занимали печи.

После Октябрьской революции в период массового возведения зданий повсеместно стало применяться водяное отопление. Подавляющее большинство гражданских и промышленных объектов оборудовались системами водяного отопления, изначально подключавшимися к котельным в подвалах домов, впоследствии к теплоэлектроцентралям.

Сегодня лидирующие позиции в отоплении квартир и зданий по-прежнему занимает водяное. Горячая вода, проходя по трубам и батареям, несет тепло в помещения. Основное преимущество водяной системы отопления заключается в отсутствии электроприборов, заставляющих воду циркулировать принудительно. Минусом же можно считать необходимость прокладки труб большого диаметра. Кроме того, считается, что теплоотдача водяной системы отопления снижена.

Многие владельцы дач и коттеджей предпочитают оснащать свои дома системой водяного отопления с принудительной циркуляцией, требующей установки насоса, в задачи которого входит подача воды к теплогенератору. Большим минусом такой системы, особенно в условиях загородной жизни, является её зависимость от электросети. В качестве достоинств можно назвать возможность регулировать температуру в каждом помещении, а также быстрый прогрев самих помещений.

Чуть меньшей популярностью пользуются системы воздушного и газового отопления. Так, воздушное отопление дает возможность за короткий срок прогреть помещение и поддерживать заданную температуру. С другой стороны, существует опасность распространения вредных веществ вместе с прогретым воздухом. Говоря о газовых системах отопления, в первую очередь вспоминают об относительной дешевизне топлива – природного газа. Кроме того, газовые печи и водонагреватели отличаются повышенным коэффициентом полезного действия.

Альтернативным способом обеспечения объекта теплом может стать использование теплового насоса. Это достаточно дорогое оборудование, но экономичное и экологически чистое. Принцип его работы основывается на передаче энергии от среды с более низкой температурой (атмосфера, земля) к теплоносителю с более высокой температурой. Какие же преимущества даёт использование теплового насоса? Прежде всего, это повышение уровня комфорта. Выбрав тепловой насос вместо системы, вы уменьшите пожароопасность своего дома, избавитесь от дымовой трубы, запаха дизельного топлива.

Кроме того, повышение значимости экологических характеристик различного оборудования может привести к смене приоритетов по использованию систем отопления. По оценкам специалистов, в настоящее время недооценено негативное влияние промышленности на окружающую среду, что приводит к постепенному ухудшению природных условий обитания. То есть фактически мы заимствуем качество природных условий у своих потомков. Для выравнивания ситуации необходимо будет повысить платежи за загрязнение окружающей среды. Я предположила, что в таких условиях тепловой насос при всей его дороговизне будет выглядеть экономически привлекательнее, чем при сегодняшнем уровне платежей и решила оценить, насколько экологические платежи могут влиять на экономические характеристики систем отопления.

Эта тема будет актуальна как для моей семьи, так и для других владельцев частных домов. Поэтому я сравню тепловой насос и современные системы отопления по интересующим меня показателям.