Системы теплоснабжения с применением тепловых насосов
Системы теплоснабжения с применением тепловых насосов
Абуев И. М. ОАО «Инсолар-Инвест»
Энергосберегающие системы теплоснабжения с применением тепловых насосов получают всё большее распространение во всём мире, в том числе, особенно в последнее время, в России.
Теплонасосная система теплоснабжения (ТСТ), в отличие от традиционных систем теплоснабжения, не является, по сути, теплогенерирующей системой. Тепловой насос – основное оборудование таких систем - по аналогии ближе к обычным водяным насосам, чем к традиционному теплогенерирующему оборудованию, использующему обычные энергоносители.
Подобно водяному насосу, перекачивающему воду с уровня источника воды на потребительский уровень, потребляя при этом энергию, тепловой насос перекачивает теплоту с низкого температурного уровня на потребительский температурный уровень.
Естественно, для этого нужно подобрать эти источники низкопотенциальной теплоты.
Источники бывают двух основных видов:
- вторичные энергетические ресурсы, т. е. сбросная низкотемпературная теплота, образующаяся в здании сточные воды, вентиляционные выбросы и т. п.;
- нетрадиционные возобновляемые источники энергии – теплота окружающего воздуха, грунтового массива, солнечная энергия и т. п.
При разработке системы необходимо анализировать объект как единое целое, учитывая особенность архитектурных и инженерных решений. Кроме того, необходимо учитывать ситуационную картину площадки застройки – её энергообеспеченность, технические условия на подключение к местным источникам энергоснабжения и местные тарифы, а также климатические особенности.
Как правило, в объекте должны быть применены все возможные традиционные методы энергосбережения – энергосберегающая архитектура, высокоэффективные ограждения и т. п.
На проектной стадии целесообразно разрабатывать раздел «Энергосбережение», учитывая все энергосберегающие мероприятия, включая теплонасосную систему теплоснабжения. И конечно, решение о применении такой системы должно быть подтверждено технико-экономическим расчётом в сравнении с традиционными системами теплоснабжения.
Внедрению энергосберегающих теплонасосных систем теплоснабжения на данном этапе способствует целый ряд факторов. Основные из них:
- неуклонный рост тарифов на энергоносители;
- отсутствие резерва централизованных систем энергоснабжения;
- возрастающая плата за подключение и выполнение технических условий;
- освоение строительством новых площадок, удалённых от централизованного энергоснабжения;
- стремление индивидуальных застройщиков к «энергетической независимости».
Позвольте ознакомить Вас с рядом объектов, в которых использованы теплонасосные системы теплоснабжения, созданные нашим предприятием в течение последних 15 лет.
Первый объект – два здания в составе экопарка «Фили», г. Москва (см. слайд 1). Отапливаемая площадь каждого здания 300 м2. Первое здание построено в 1992 г. Отопление осуществляется от 2-х тепловых насосов тепловой мощностью по 10 кВт производства завода «Экомаш», г. Саратов, и электрического догревателя мощностью 12 кВт. Электрическая мощность тепловых насосов 6 кВт. Теплота грунта утилизируется с помощью 2-х вертикальных грунтовых теплообменников конструкции «труба в трубе» глубиной 30 м. Второе здание с улучшенной тепловой изоляцией построено в 1997 г. Теплонасосная система отопления такая же, только мощность электрического догревателя 6 кВт.
Второй объект – школа в д. Филиппово Ярославской области, 1998 г. Площадь 2000 м2, нагрузка отопления и горячего водоснабжения 139 кВт. Тепловая мощность тепловых насосов – 8 шт. завода «Экомаш» - 80 кВт. Система сбора теплоты грунта – 8 вертикальных теплообменников глубиной по 35 м.
Третий объект – жилой дом в микрорайоне Никулино, г. Москва, 2002 г. Теплонасосная система горячего водоснабжения, тепловая нагрузка 321 кВт. Четыре тепловых насоса фирмы «Climaveneta» тепловой мощностью по 30 кВт. Электрическая мощность теплового узла с учётом электрического догревателя 90 кВт, из них 40 кВт на ночном тарифе за счёт применения баков-аккумуляторов общим объёмом 8 м3. Источник низкопотенциальной теплоты - теплота вентиляционных выбросов механической вытяжной вентиляции и 8 вертикальных грунтовых теплообменников глубиной 35 м.
Четвёртый объект – склад таможенного терминала в Московской области, 2004 г. Объём помещения 6000 м3. В помещении круглогодично поддерживается температура +5 +10ОС. Нагрузка отопления 91 кВт, кондиционирования – 55 кВт. Применён один тепловой насос «Climaveneta» тепловой мощностью 76 кВт, 5 вертикальных грунтовых теплообменника глубиной по 50 м.
Пятый объект – экспериментальная теплонасосная установка на РТС-3 г. Зеленограда, предназначенная для подогрева исходной воды перед котлами за счёт использования теплоты неочищенных сточных вод расположенной поблизости канализационно-насосной станции. Введена в строй в 2004 г. Тепловая мощность установки 2000 кВт. Основная цель – отработать технологию утилизации теплоты неочищенных сточных вод в промышленных масштабах.
Следует отметить, что теплонасосные системы обеспечивают также и хладоснабжение и могут быть использованы в системах кондиционирования воздуха. Привлекательным является использование теплонасосных систем вместе с когенерационными установками энергоснабжения. В этом случае затраты на эксплуатацию теплонасосных систем существенно снижаются, а коэффициент и график загрузки когенерационных установок существенно улучшаются.
В заключение хочется отметить, что применение теплонасосных систем теплоснабжения не самоцель, а средство для решения возникающих проблем застройщика, поэтому рассмотрение применения таких систем целесообразно производить на концептуальной стадии при решении вопроса комплексного инженерного обеспечения объекта.
Посмотреть другие доклады: http://www.rosteplo.ru/semenar.php?idd=8
Информационная система по теплоснабжению, РосТепло.ру, http://www.rosteplo.ru
