Липсата на топла вода и топлина отдавна е дамоклев меч за много апартаменти в Санкт Петербург. Изключването се случва всяка година и то в най-неподходящите моменти. В същото време нашият европейски град остава един от най-консервативните мегаполиси, използващ основно централизирана система за топлоснабдяване, която е потенциално опасна за живота и здравето на гражданите. Докато най-близките съседи отдавна използват иновативни разработки в тази област, казва „Кой строи в Санкт Петербург“.

Децентрализираното топлоснабдяване (БГВ) и топлоснабдяването досега се използва само при липса на топлофикация или когато възможностите за централизирано горещо водоснабдяване са ограничени. Иновативните съвременни технологии позволяват използването на децентрализирани системи за приготвяне на топла вода при строителството и реконструкцията на многоетажни сгради.

Локалното отопление има много предимства. На първо място, качеството на живот на жителите на Санкт Петербург се подобрява: отоплението може да се включи през всеки сезон, независимо от средната дневна температура извън прозореца, хигиенично чистата вода тече от крана, възможността за измиване и изгаряния и авариите на системата са намалени. В допълнение, системата осигурява оптимално разпределение на топлината, елиминира топлинните загуби колкото е възможно повече, а също така ви позволява рационално да вземете предвид потреблението на ресурси.

Източник за локално приготвяне на топла вода в жилищни и обществени сгради са газови и електрически бойлери или бойлери на твърдо или газово гориво.

„Има няколко схеми за организиране на децентрализирано отопление и топла вода в жилищни сгради: газова котелна за къща и PTS във всеки апартамент, газов котел и PTS във всеки апартамент, отоплителни мрежи и PTS във всеки апартамент, ” казва Алексей, технически консултант за апартаментни отоплителни точки Леплявкин.

Газът не е за всеки

Газовите бойлери се използват в газифицирани жилищни сгради с височина не повече от пет етажа. В отделни помещения на обществени сгради (в санитарните възли на хотели, почивни домове и санаториуми; в училища, с изключение на столови и жилищни помещения; в душове и котелни), където достъпът е неограничен за лица, които не са обучени в правилата за при използване на газови уреди не се допуска инсталирането на индивидуални газови бойлери.

Газовите бойлери са проточни и капацитивни. В кухните на жилищни апартаменти са инсталирани проточни високоскоростни бойлери. Предназначени са за двуточков прием на вода. По-мощни, например, капацитивни автоматични газови бойлери от типа AGV се използват за комбинирано локално отопление и топла вода на жилищни помещения. Инсталирането им е разрешено и в кухните за общо ползване на хостели и хотели.

Отопление на апартаменти

Едно от прогресивните технически решения в областта на енергийната ефективност и безопасност е използването на PTS с индивидуално вътрешно подготвяне на топла вода.

Автономното оборудване в такива схеми не предвижда използването на мрежова вода за топла вода, чието качество оставя много да се желае. Избягването на лошото качество на водата се осигурява чрез преминаване към затворена система, която използва градска вода от системата за студена вода, загрята на мястото на потребление. Според Борис Булин, главен специалист на Междурегионална неправителствена експертиза LLC, ключовият момент в въпроса за енергийната ефективност на системите за топлоснабдяване са системите за потребление на топлина в сградите. „Максималният ефект от енергоспестяването на топлинна енергия в отопляеми сгради се постига само при използване на децентрализирана вътрешна схема за топлоснабдяване на сгради, тоест с автономно регулиране на системите за потребление на топлина (отопление и топла вода) във всеки апартамент в съчетание със задължителното отчитане на потреблението на топлинна енергия в тях. За да приложите този принцип на топлоснабдяване за жилищно-комунални услуги, е необходимо да инсталирате PTS в пълен комплект с топломер във всеки апартамент “, казва експертът.

Използването на апартаментни топлостанции (в комплект с топломери) в схемата за топлоснабдяване на многоквартирни сгради има много предимства в сравнение с традиционната схема за топлоснабдяване. Основното от тези предимства е възможността собствениците на апартаменти самостоятелно да задават необходимия икономичен топлинен режим и да определят приемливо плащане за консумираната топлинна енергия.

Тръбата ще минава от PTS до точките на прием на вода, така че практически няма топлинни загуби в сградата от тръбопроводите на системата за БГВ.

Системите за децентрализирано приготвяне на топла вода и топлина могат да се използват в строящи се многоквартирни жилищни сгради, многоквартирни сгради в ремонт, вилни селища или самостоятелни вили.

Концепцията на такава система има модулен принцип на конструкция, поради което отваря широки възможности за по-нататъшно разширяване на опциите: свързване на кръг за подово отопление, възможност за автоматично контролиране на температурата на охлаждащата течност с помощта на стаен термостат или автоматизация, компенсирана за времето със сензор за външна температура.

Отоплителните тела за апартаменти вече се използват от строители в други региони. Редица градове, включително Москва, започнаха мащабно внедряване на тези технически иновации. В Санкт Петербург ноу-хауто ще бъде използвано за първи път при изграждането на елитния жилищен комплекс "Леонтиевски нос".

Иван Евдокимов, директор бизнес развитие, Portal Group:

Типичното за Санкт Петербург централно топла вода има както своите предимства, така и недостатъци. Тъй като в града е изградено централизирано топла вода, на този етап ще бъде по-евтино и по-лесно за крайния потребител. В същото време в дългосрочен план ремонтът и развитието на инженерните мрежи изискват много повече капиталови инвестиции, отколкото ако системите за топла вода са разположени по-близо до потребителя.

Но ако има авария или планиран ремонт на централната гара, тогава целият квартал губи топлина и топла вода наведнъж. Освен това топлоснабдяването започва в предвиденото време, така че ако в града настъпи рязко замръзване през септември или май, когато централното отопление вече е изключено, е необходимо помещението да се затопли с допълнителни източници. Въпреки това правителството на Санкт Петербург се фокусира върху централизираното водоснабдяване поради геоложките и климатични особености на града. Освен това децентрализираните системи за БГВ ще бъдат обща собственост на жителите на жилищни сгради, което ще им наложи допълнителна отговорност.

Николай Кузнецов, ръководител на крайградските недвижими имоти (вторичен пазар) на Академията на науките "BEKAR":

Децентрализираното приготвяне на топла вода е допълнителна полза за потребителите по отношение на спестяване на енергия. Въпреки това, инсталирането на индивидуални котли в къщи води до намаляване на използваемата площ на самото съоръжение. За инсталиране на котела е необходимо да се разпредели помещение с площ от ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ 4 4 метра (4 метра), което в противен случай може да се използва като съблекалня или складово помещение. Разбира се, всеки метър в къщата има стойност, така че някои клиенти може да надплащат за услугите за централизирано отопление, но запазват скъпоценни метри от дома си. Всичко зависи от нуждите и възможностите на всеки купувач, както и от предназначението на селска къща. Ако обектът се използва за временно пребиваване, тогава децентрализираното отопление се счита за по-изгоден вариант, при който плащането ще се извършва само за изразходваните енергийни ресурси.

За разработчиците децентрализираното приготвяне на топла вода е по-изгоден вариант, тъй като най-често компаниите не инсталират бойлери в къщи, а предлагат на клиентите сами да избират, плащат и инсталират. Към днешна дата тази технология вече се използва активно във вилни селища, разположени както в града, така и в региона. Изключение са елитните проекти, в които разработчикът най-често все още инсталира обща котелна стая.

Рационалното използване на ресурсите е един от най-важните стабилизатори на икономиката и поддържането на живота на обществото като цяло. Запазването на действащите норми за потребление на енергийни ресурси неизбежно ще постави задачата за решаване на проблема с недостига на енергийни ресурси.

Най-големият им потребител е жилищно-комуналният сектор. Топлоснабдяването е най-специфичната и най-скъпата от всички системи за поддържане на живота. Сегашната социална ситуация не позволява да се възстановят напълно всички разходи чрез таксуване на доставената топлинна енергия. Държавните разходи за поддържане на жилищните и комуналните разходи са много голям дял - около 17% от федералния бюджет. Тази ситуация може да бъде променена само чрез преминаване към 100% плащане за жилищно-комунални услуги, предвидено в концепцията за реформа на индустрията.

Според статистиката специфичното потребление на вода и топлина на жител на Русия надвишава европейските норми с 2-3 пъти. Ето защо спестяването на енергия в сегашните икономически условия е ключов елемент от реформата на жилищно-комуналните услуги.

Проектирането и изграждането на апартаменти, оборудвани с индивидуални отоплителни системи, газомери, водомери и топломери трябва да се превърнат в ежедневна практика. Понастоящем газификацията на жилищата е разработена с инсталиране на отоплителни котли само при строителството на жилищни сгради. Вече има опит в внедряването на автономни системи за отопление и топла вода в многоквартирни жилищни сгради, т.е. изграждане на пристроени, покривни котелни. Те ви позволяват да се откажете от външните отоплителни мрежи, а в бъдеще? - от техния ремонт и повторно полагане. В същото време спестяването на разходи в сравнение с централизираното отопление е около 35%. В същото време се изключват топлинните загуби във външните мрежи (от 15 до 30%) в зависимост от техническото състояние на мрежите и степента на тяхното наводняване с подпочвени води.

Съществуващият опит в експлоатацията на прикачени котелни в жилищни сгради разкри някои недостатъци на тяхното използване. Това е преди всичко снабдяването на потребителите, без да се отчита необходимата температура на въздуха в апартаментите, необходимостта от субсидии за използвани топлоносители и проблемите със събирането на пари от жителите.

В същото време котелните не решават основния проблем? - икономичното отношение на жителите към топлината. Това се дължи на липсата на поквартално отчитане на потреблението на топлина и топла вода. Следователно, все пак 60 70% от разходите се плащат от бюджета. Инсталирането на измервателни устройства във всеки апартамент, като правило, е скъпо удоволствие, а понякога дори е трудно да си представим периода на изплащане.

Опитът показва, че най-ефективното използване на прикачените котелни за отопление и топла вода на административни сгради, здравни заведения и култура.

Индивидуални системи за отопление

През последните години много региони на Русия започнаха да въвеждат нова технология? - система за отопление на апартаменти и топла вода в многоквартирни, високи сгради. Къщи с апартаментни отоплителни системи вече са построени в Смоленск, Серпухов, Брянск, Санкт Петербург, Самара, Саратов, Уляновск.

Двуконтурните стенни котли осигуряват наред с отоплението и приготвянето на топла вода за битови нужди. Поради малките си размери, малко по-големи от размера на конвенционален гейзер, не е трудно за котела да намери място във всяка стая, дори и не е специално пригодена за котелно помещение: в кухнята, в коридора, коридора, и т.н. Индивидуалните отоплителни системи ви позволяват напълно да решите проблема с пестенето на газово гориво, докато всеки жител, използвайки възможностите на инсталираното оборудване, създава комфортни условия за живот за себе си. Въвеждането на система за отопление на апартаменти незабавно премахва проблема с отчитането на топлината: не се взема предвид топлината, а само консумацията на газ. Цената на газа отразява компонентите на топлината и горещата вода.

Отоплението на апартамента намалява разходите многократно. Според резултатите от работата на индивидуалните отоплителни системи в Смоленск (над хиляда апартамента в къщи с различни височини), разходите за комунални услуги за топлоснабдяване и топла вода за четиричленно семейство намаляха с 6 пъти и като се вземат предвид субсидиите ? - 15 пъти в сравнение с централизираната система. Така потребителят получава възможност да постигне максимален комфорт и определя нивото на използване на топлина и топла вода. Същевременно се отстранява проблемът с прекъсванията в подаването на топла вода и топлоенергия по технически, организационни и сезонни причини.

За газоснабдителните организации отоплението на апартамент позволява спестяване на газ с 30-40% и придобиване на надеждни платци на газ и услуги в лицето на крайните потребители.

Отоплението на апартаментите значително намалява разходите за жилищно строителство, няма нужда от скъпи отоплителни мрежи, топлинни точки, измервателни уреди; изплащането на цената на оборудването се извършва в момента на закупуване на жилище; намаляват се разходите на бюджети от различни нива за енергийно снабдяване.

Конвекторно отопление

Поради недостига на енергийни ресурси и нарастващите цени на енергията, проблемът с осигуряването на топлина е актуален и за промишлените предприятия.

Едно от обещаващите енергийно ефективни направления за децентрализация на системите за топлоснабдяване на промишлени предприятия е въвеждането на въздушни нагреватели с различна мощност, конвектори и високоефективни лъчисти газови нагреватели в съоръжения. Тези системи не се нуждаят от материална охлаждаща течност.

Газов конвектор? - фино средство за отопление на малки имения, дачи, апартаменти, магазини, кабини и офиси. Важно предимство на конвекторното отопление е ефективността и елиминирането на заплахата от замръзване на отоплителната система (липса на охлаждаща течност в случай на прекъсване на захранването, спиране на помпата).

Основните разлики между конвекторите от преден тип и повечето отоплителни и отоплителни уреди с газ са следните: въздухът, необходим за процеса на горене, влиза извън отопляемото помещение, продуктите от горенето също се отстраняват навън, следователно кислородът в въздухът в стаята не изгаря; конвекторът автоматично поддържа зададената температура в диапазона от 10 до 30 o C.

Използването на газови отоплителни конвектори вместо електрически със същата мощност ви позволява да намалите разходите за отопление няколко пъти. Изолационната форма на декоративния панел и боята, изработени по съвременна технология, лесно се вписват във всеки интериор. Отоплителните конвектори имат руски сертификат за съответствие и са одобрени за използване от Госгортехнадзор на Руската федерация.

Газово лъчисто отопление

Използването на газови отоплителни системи (GHS) ви позволява да промените физическата основа на пренос на топлина към работната зона.

При инсталиране на инфрачервено лъчисто отопление:

• няма нужда от изграждане на помещение, както е в случая с котелно помещение;
• загубата на топлина е сведена до минимум;
• възможно е отопление на отделни зони или работни места и с поддържане на различни температури за различните зони (например в залата - 20 o C, на сцената - 17 o C);
• няма движение на въздух и прах, като по този начин се повишава комфорта на стаята;
• няма постоянен обслужващ персонал;
• бърз монтаж (или демонтаж), както и прехвърляне на устройства на правилното място;
• замръзване на системата е изключено (поради липса на вода);
• инерцията на системите е намалена (отопление на помещенията за 15-30 минути), през нощта помещенията не могат да се отопляват;
• намаляват оперативните разходи (паричните разходи за отопление за сезона се намаляват 6 пъти);
• периодът на изплащане на отоплителната система се намалява (до една година).

Всъщност в момента само SHLO са в състояние да осигурят нормално отопление за помещения с голяма височина (до 35 метра) и неограничена площ.

За организиране на лъчисто отопление в горната част на помещението (под тавана) се поставят инфрачервени излъчватели, нагрявани отвътре от продукти на горене на газ. При използване на SHLO топлината се предава от излъчвателите директно към работната зона чрез топлинно инфрачервено лъчение. Подобно на слънчевите лъчи, той почти напълно достига до работната зона, нагрявайки персонала, повърхността на работните места, подовете, стените. И вече от тези топли повърхности въздухът в стаята се нагрява.

Основният резултат от лъчистото инфрачервено отопление е възможността за значително намаляване на средната температура на въздуха в помещението без влошаване на условията на работа. Средната стайна температура може да бъде намалена с до 7°C, като по този начин се осигуряват спестявания от до 45% в сравнение с традиционните конвекционни системи.

Допълнителни спестявания се осигуряват от рационалното разпределение на температурата в помещението, удобството при контрол на температурата и по-ниските експлоатационни разходи.

Като цяло спестяванията могат да достигнат 80% в сравнение с конвективните отоплителни системи от централизирана котелна къща.

В същото време през отоплителния сезон SGLS работи в автоматичен режим, без да изисква никакви разходи за работата му.

По този начин въвеждането на нови системи за децентрализирано топлоснабдяване позволява поне частично решаване на проблема с пестенето на ресурси. Още веднъж трябва да се отбележи, че ефективността на тези системи вече е потвърдена от практиката на тяхното използване.

Сергей КОЧЕРГИН

ЕНЕРГИЙНА СТРАТЕГИЯ НА РУСИЯ

Необходимо е прилагане на цялостна система от правни, административни и икономически мерки, които стимулират ефективността на енергийното използване. Тази система осигурява:

• провеждане на редовни енергийни обследвания на предприятия (задължителни за предприятията от публичния сектор);
• създаване на допълнителни икономически стимули за енергоспестяване, превръщайки я в ефективна бизнес сфера.

бифиларна топлофикационна мрежа

Тръбопроводите на топлинните мрежи се полагат в подземен проход и непроходими канали - 84%, безканално подземно полагане - 6% и надземно (на надлези) - 10%. Средно над 12% от отоплителните мрежи в страната периодично или постоянно се наводняват с подпочвени или повърхностни води, в някои градове тази цифра може да достигне 70% от топлопроводите. Незадоволителното състояние на топло- и хидравличната изолация на тръбопроводите, износването и ниското качество на монтажа и експлоатацията на оборудването на отоплителната мрежа се отразява в статистическите данни за аварии. По този начин 90% от аварийните повреди възникват в захранващите и 10% в връщащите тръбопроводи, от които 65% от авариите възникват поради външна корозия и 15% поради дефекти в инсталацията (главно разкъсвания в заваръчни шевове).

На този фон позицията на децентрализираното топлоснабдяване става все по-уверена, която трябва да включва както системи за отопление на апартаменти и системи за топла вода, така и къщи, включително многоетажни сгради с покрив или прикачено автономно котелно помещение. Използването на децентрализация дава възможност за по-добро адаптиране на системата за топлоснабдяване към условията на потребление на топлина на конкретен обект, обслужван от нея, а липсата на външни разпределителни мрежи практически елиминира непродуктивните топлинни загуби по време на транспортирането на охлаждащата течност. Повишеният интерес към автономните топлоизточници (и системи) през последните години до голяма степен се дължи на финансовото състояние и инвестиционно-кредитната политика в страната, тъй като изграждането на централизирана система за топлоснабдяване изисква от инвеститора да направи значителни еднократни капиталови инвестиции в източника, топлинните мрежи и вътрешните сградни системи и с неопределен срок на изплащане или практически безвъзвратно. С децентрализацията е възможно да се постигне не само намаляване на капиталовите инвестиции поради липсата на отоплителни мрежи, но и да се прехвърлят разходите към цената на жилищата (т.е. към потребителя). Именно този фактор напоследък доведе до засилен интерес към децентрализирани системи за топлоснабдяване за ново жилищно строителство. Организацията на автономно топлоснабдяване позволява реконструкция на обекти в градски райони на стари и плътни сгради при липса на свободни мощности в централизирани системи. Децентрализацията на съвременно ниво, базирана на високоефективни топлогенератори от най-ново поколение (включително кондензни котли), използващи енергоспестяващи системи за автоматично управление, ни позволява напълно да задоволим нуждите на най-взискателния потребител.

Изброените фактори в полза на децентрализацията на топлоснабдяването доведоха до факта, че често то вече е започнало да се разглежда като безспорно техническо решение без недостатъци.

Важно предимство на децентрализираните системи е възможността за локално регулиране в жилищните системи за отопление и топла вода. Въпреки това, работата на източника на топлина и целия комплекс от спомагателно оборудване на апартаментната отоплителна система от непрофесионален персонал (жители) не винаги позволява пълното използване на това предимство. Трябва също така да се има предвид, че във всеки случай е необходимо да се създаде или да се включи организация за ремонт и поддръжка, която да обслужва източниците на топлоснабдяване.

Рационалната децентрализация може да бъде призната само на базата на газообразни (природен газ) или леки дестилатни течни горива (дизелово гориво, гориво за битови печки). Други енергийни носители:

Твърдо гориво в многоетажни сгради. По редица очевидни причини неизпълнима задача. В нискоетажни сгради, както показват много проучвания, използвайки нискокачествено обикновено твърдо гориво (а сега практически няма друго в страната), е икономически изгодно да се построи групова котелна;

Втечнен газ (пропан-бутан смеси) за райони с висока консумация на топлина за отопление, дори в комбинация с енергоспестяващи мерки, ще изисква изграждането на газови хранилища с голям капацитет (със задължителна инсталация на поне два подземни резервоара) , което в комплекса от въпроси с централизирано снабдяване с втечнен газ е съществено усложнява проблема

Електричеството не може и не трябва да се използва за отоплителни цели (независимо от цената и тарифите) поради ефективността на производството му по отношение на първичната енергия за крайния потребител (КПД 30%), с изключение на временно, аварийно, локално отопление системи (локални) и в райони на нейния излишък, в някои случаи, използването на алтернативни източници на енергия (термопомпи). В същата връзка е необходимо да се разграничим от безотговорните изказвания в пресата на редица разработчици и производители на така наречените вихрови топлинни генератори, деклариращи топлинната ефективност на устройства, работещи на вискозно разсейване на механична енергия (от електрически двигател ) 1,25 пъти по-голяма от инсталираната мощност на електрическото оборудване.

Инсталираната мощност на топлоизточниците за топлоснабдяване на апартаменти в многоетажна сграда се изчислява според максималната (пикова) консумация на топлина, т.е. върху натоварването на захранването с топла вода. Лесно е да се види, че в този случай за жилищна сграда с 200 апартамента инсталираната мощност на топлогенераторите ще бъде 4,8 MW, което е повече от два пъти необходимия общ капацитет на топлоснабдяване при свързване към централни отоплителни мрежи или към автономна , например котелно на покрива. Монтирането на акумулаторни бойлери в системата за топла вода на апартамент (капацитет 100-150 литра) позволява да се намали инсталираният капацитет на апартаментните топлогенератори, но значително усложнява системата за отопление на апартаменти, значително увеличава нейната цена и практически не е използвани в многоетажни сгради.

Автономните източници на топлоснабдяване (включително апартамент по апартамент) имат разпръснати емисии на продукти от горенето в жилищен район при относително ниска височина на комините, което оказва значително влияние върху екологичната ситуация, замърсявайки въздуха директно в жилищната зона .

Значително по-малко проблеми възникват при разработването на децентрализирани системи за топлоснабдяване от автономни (покривни), вградени и прикрепени котелни на отделни жилищни, битови и промишлени съоръжения, включително стандартни конструкции. Достатъчно ясна регулаторна документация позволява технически да се обоснове ефективно решение на въпросите за поставяне на оборудване, доставка на гориво, отстраняване на дим, захранване и автоматизация на автономен източник на топлина. Развитието на строителни инженерни системи, включително стандартни, не среща особени трудности при проектирането му.

Следователно автономното топлоснабдяване не трябва да се разглежда като безусловна алтернатива на топлофикацията или като отстъпление от завоюваните позиции. Техническото ниво на съвременното енергоспестяващо оборудване за генериране, транспортиране и разпределение на топлинна технология ви позволява да създавате ефективни и рационални инженерни системи, нивото на централизация на които трябва да има подходяща обосновка.

Изпратете вашата добра работа в базата от знания е лесно. Използвайте формуляра по-долу

Студенти, специализанти, млади учени, които използват базата от знания в своето обучение и работа, ще Ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

Децентрализирани системи за топлоснабдяване

Децентрализираните консуматори, които поради големите разстояния от ТЕЦ не могат да бъдат обхванати от топлофикация, трябва да имат рационално (ефективно) топлоснабдяване, отговарящо на съвременното техническо ниво и комфорт.

Мащабът на разхода на гориво за топлоснабдяване е много голям. Понастоящем топлоснабдяването на промишлени, обществени и жилищни сгради се извършва от приблизително 40 + 50% от котелните, което не е ефективно поради ниската им ефективност (в котелните, температурата на изгаряне на горивото е приблизително 1500 °C, а топлината се предоставя на потребителя при значително по-ниски температури (60+100 ОС)).

Така нерационалното използване на горивото, когато част от топлината изтича в комина, води до изчерпване на горивно-енергийните ресурси (ПЕР).

Постепенното изчерпване на горивно-енергийните ресурси в европейската част на страната ни навремето наложи развитието на горивно-енергийния комплекс в източните й райони, което рязко увеличи разходите за добив и транспорт на гориво. В тази ситуация е необходимо да се реши най-важната задача за спестяване и рационално използване на горивни и енергийни ресурси, т.к резервите им са ограничени и с намаляването им цената на горивото постоянно ще нараства.

В тази връзка ефективна енергоспестяваща мярка е разработването и внедряването на децентрализирани системи за топлоснабдяване с разпръснати автономни топлинни източници.

В момента най-подходящи са децентрализираните системи за топлоснабдяване, базирани на нетрадиционни източници на топлина като слънце, вятър, вода.

По-долу разглеждаме само два аспекта на участието на нетрадиционната енергия:

* топлоснабдяване на база термопомпи;

* топлоснабдяване на базата на автономни водни топлогенератори.

Топлоснабдяване на базата на термопомпи. Основното предназначение на термопомпите (ТП) е отопление и топла вода с помощта на естествени нискокачествени топлинни източници (LPHS) и отпадна топлина от промишления и битови сектори.

Предимствата на децентрализираните топлинни системи включват повишена надеждност на топлоснабдяването, т.к. не са свързани с топлинни мрежи, които у нас надхвърлят 20 хил. км, а голяма част от тръбопроводите са в експлоатация извън стандартния експлоатационен живот (25 години), което води до аварии. Освен това изграждането на дълги топлопроводи е свързано със значителни капиталови разходи и големи топлинни загуби. Според принципа на действие термопомпите принадлежат към топлинните трансформатори, при които промяна в топлинния потенциал (температура) възниква в резултат на работа, подадена отвън.

Енергийната ефективност на термопомпите се оценява чрез коефициенти на трансформация, които отчитат получения "ефект", свързан с изразходваната работа и ефективността.

Полученият ефект е количеството топлина Qv, което HP произвежда. Количеството топлина Qv, свързано с изразходваната мощност Nel на HP устройството, показва колко единици топлина се получават на единица консумирана електрическа мощност. Това съотношение е m=0V/Nel

се нарича коефициент на топлинно преобразуване или трансформация, който за HP винаги е по-голям от 1. Някои автори наричат ​​този коефициент на ефективност, но ефективността не може да бъде повече от 100%. Грешката тук е, че топлината Qv (като неорганизирана форма на енергия) се дели на Nel (електрическа, т.е. организирана енергия).

Ефективността трябва да отчита не само количеството енергия, но и производителността на дадено количество енергия. Следователно ефективността е съотношението на работните способности (или усилия) на всякакъв вид енергия:

h=Eq / EN

където: Eq - ефективност (ексергия) на топлина Qv; EN - производителност (ексергия) на електрическа енергия Нел.

Тъй като топлината винаги е свързана с температурата, при която се получава тази топлина, следователно производителността (ексергията) на топлината зависи от температурното ниво T и се определя от:

Eq=QBxq,

където f е коефициентът на топлинна ефективност (или "коефициент на Карно"):

q=(T-Tos)/T=1-Tos/

където Toc е температурата на околната среда.

За всяка термопомпа тези цифри са равни:

1. Коефициент на топлинна трансформация:

m \u003d qv / l \u003d Qv / Nel¦

2. ефективност:

W=NE(ft)B//=J*(ft)B>

За реални HP коефициентът на трансформация е m=3-!-4, докато s=30-40%. Това означава, че за всеки kWh консумирана електрическа енергия се получава QB=3-i-4 kWh топлина. Това е основното предимство на HP пред други методи за генериране на топлина (електрическо отопление, котелно и др.).

През последните няколко десетилетия производството на термопомпи рязко се е увеличило в цял свят, но у нас HP все още не са намерили широко приложение.

Има няколко причини.

1. Традиционен фокус върху централното отопление.

2. Неблагоприятно съотношение между разходите за електроенергия и гориво.

3. Производството на HP се извършва по правило на базата на най-близките по параметри хладилни машини, което не винаги води до оптимални характеристики на HP. Проектирането на серийни HP за специфични характеристики, приети в чужбина, значително повишава както експлоатационните, така и енергийните характеристики на HP.

Производството на термопомпено оборудване в САЩ, Япония, Германия, Франция, Англия и други страни се основава на производствените мощности на хладилната техника. ВЕЦ в тези страни се използват главно за отопление и топла вода в жилищни, търговски и промишлени сектори.

В САЩ, например, повече от 4 милиона единици термопомпи работят с малък, до 20 kW, топлинен капацитет, базиран на бутални или ротационни компресори. Топлоснабдяването на училища, търговски центрове, басейни се осъществява от HP с топлинна мощност 40 kW, извършена на базата на бутални и винтови компресори. Топлоснабдяване на квартали, градове - големи НР на базата на центробежни компресори с Qv над 400 kW топлина. В Швеция повече от 100 от 130 хиляди работещи HP имат топлинна мощност от 10 MW или повече. В Стокхолм 50% от топлоснабдяването идва от термопомпи.

В промишлеността термопомпите използват нискокачествена топлина от производствените процеси. Анализ на възможностите за използване на HP в индустрията, проведен в предприятия на 100 шведски компании, показа, че най-подходящата област за използване на HP са предприятията от химическата, хранителната и текстилната промишленост.

У нас приложението на HP започва да се занимава през 1926г. От 1976 г. TN работят в индустрията в чаена фабрика (Самтредиа, Грузия), в Подолския химико-металургичен завод (PCMZ) от 1987 г. в млечния комбинат Сагареджо, Грузия, в млечната ферма Горки-2 близо до Москва "от 1963 г. В допълнение към индустрията, HP по това време започва да се използва в търговски център (Сухуми) за топлоснабдяване и студ, в жилищна сграда (село Букурия, Молдова), в пансион "Дружба" (Ялта), климатологична болница (Гагра), курортната зала на Пицунда.

В Русия в момента HP се произвеждат по индивидуални поръчки от различни компании в Нижни Новгород, Новосибирск и Москва. Така, например, компанията "Тритон" в Нижни Новгород произвежда HP с топлинна мощност от 10 до 2000 kW с мощност на компресора Nel от 3 до 620 kW.

Като нискокачествени топлинни източници (LPHS) за HP, водата и въздухът са най-широко използвани. Следователно, най-често използваните схеми на HP са "вода-въздух" и "въздух-въздух". Според такива схеми HP се произвеждат от компании: Carrig, Lennox, Westinghous, General Electric (САЩ), Nitachi, Daikin (Япония), Sulzer (Швеция), CKD (Чехия), "Klimatechnik" (Германия). Напоследък отпадъците от промишлеността и отпадъчните води се използват като NPIT.

В страни с по-тежки климатични условия е препоръчително да се използва HP заедно с традиционни източници на топлина. В същото време през отоплителния период топлоснабдяването на сградите се осъществява основно от термопомпа (80-90% от годишното потребление), а пиковите натоварвания (при ниски температури) се покриват от електрически котли или котли на изкопаеми горива.

Използването на термопомпи води до спестяване на изкопаеми горива. Това е особено вярно за отдалечени региони, като северните райони на Сибир, Приморие, където има водноелектрически централи и транспортирането на гориво е затруднено. При среден годишен коефициент на трансформация m=3-4, икономията на гориво от използването на HP в сравнение с котелна е 30-5-40%, т.е. средно 6-5-8 kgce/GJ. Когато m се увеличи до 5, икономията на гориво се увеличава до около 20+25 kgce/GJ в сравнение с котлите на изкопаеми горива и до 45+65 kgce/GJ в сравнение с електрическите котли.

По този начин HP е 1,5-5-2,5 пъти по-рентабилен от котелните. Цената на топлината от термопомпи е приблизително 1,5 пъти по-ниска от цената на топлинната енергия от топлофикация и 2-5-3 пъти по-ниска от котлите на въглища и мазут.

Една от най-важните задачи е оползотворяването на топлината на отпадъчните води от ТЕЦ. Най-важната предпоставка за въвеждането на HP са големите обеми топлина, отделяна в охладителните кули. Така, например, общото количество отпадна топлина в градските и съседните на Москва ТЕЦ в периода от ноември до март на отоплителния сезон е 1600-5-2000 Gcal / h. С помощта на HP е възможно да се прехвърли по-голямата част от тази отпадна топлина (около 50-5-60%) към отоплителната мрежа. при което:

* не е необходимо да се харчи допълнително гориво за производството на тази топлина;

* би подобрило екологичната ситуация;

* чрез понижаване на температурата на циркулиращата вода в турбинните кондензатори, вакуумът ще се подобри значително и производството на електроенергия ще се увеличи.

Мащабът на въвеждането на HP само в OAO Mosenergo може да бъде много значителен и използването им върху "отпадната" топлина на градиента

ren може да достигне 1600-5-2000 Gcal/h. По този начин използването на HP в ТЕЦ е полезно не само технологично (подобрение на вакуума), но и екологично (реални икономии на гориво или увеличаване на топлинната мощност на ТЕЦ без допълнителни разходи за гориво и капиталови разходи). Всичко това ще позволи да се увеличи свързаното натоварване в топлинните мрежи.

Фиг. 1. Схематична диаграма на топлоснабдителната система WTG:

1 - центробежна помпа; 2 - вихрова тръба; 3 - разходомер; 4 - термометър; 5 - трипътен клапан; 6 - клапан; 7 - батерия; 8 - нагревател.

Топлоснабдяване на базата на автономни водни топлогенератори. Автономните водни топлогенератори (ATG) са предназначени за производство на нагрята вода, която се използва за захранване с топлина на различни промишлени и граждански съоръжения.

ATG включва центробежна помпа и специално устройство, което създава хидравлично съпротивление. Специално устройство може да има различен дизайн, чиято ефективност зависи от оптимизирането на режимните фактори, определени от разработките на ноу-хау.

Една опция за специално хидравлично устройство е вихрова тръба, включена в децентрализирана отоплителна система с водно захранване.

Използването на децентрализирана система за топлоснабдяване е много обещаващо, т.к. водата, като работно вещество, се използва директно за отопление и топла вода

повторно захранване, като по този начин прави тези системи екологични и надеждни при работа. Такава децентрализирана система за топлоснабдяване е инсталирана и изпитана в лабораторията на Основи на топлинната трансформация (ОТТ) на катедра „Индустриални топлоенергийни системи (PTS)“ на МПИ.

Системата за топлоснабдяване се състои от центробежна помпа, вихрова тръба и стандартни елементи: батерия и нагревател. Тези стандартни елементи са неразделна част от всяка система за топлоснабдяване и поради това тяхното присъствие и успешна работа дават основание да се твърди надеждната работа на всяка система за топлоснабдяване, която включва тези елементи.

На фиг. 1 е показана схематична схема на топлоснабдителна система. Системата се пълни с вода, която при нагряване влиза в батерията и нагревателя. Системата е оборудвана с превключващи фитинги (трипътни кранове и вентили), което позволява последователно и паралелно превключване на акумулатора и нагревателя.

Работата на системата се извършва по следния начин. Чрез разширителния резервоар системата се пълни с вода по такъв начин, че въздухът се отстранява от системата, който след това се контролира от манометър. След това се подава напрежение към шкафа на управляващия блок, температурата на водата, подадена към системата (50-5-90 °C), се задава от селектора на температурата и центробежната помпа се включва. Времето за влизане в режима зависи от зададената температура. При дадена tv=60 OS времето за влизане в режима е t=40 min. Температурната графика на работата на системата е показана на фиг. 2.

Началният период на системата е 40+45 минути. Скоростта на повишаване на температурата е Q=1.5°/min.

За измерване на температурата на водата на входа и изхода на системата са монтирани термометри 4, а за определяне на потока се използва разходомер 3.

Центробежната помпа е монтирана на лека подвижна стойка, която може да се изработи във всеки цех. Останалото оборудване (батерия и нагревател) е стандартно, закупено в специализирани търговски фирми (магазини).

В магазините се закупуват и фитинги (трипътни кранове, клапани, ъгли, адаптери и др.). Системата е сглобена от пластмасови тръби, чието заваряване е извършено от специален заваръчен апарат, който се предлага в лабораторията OTT.

Разликата в температурите на водата в предната и връщащата линия е приблизително 2 OS (Dt=tnp-to6=1,6). Времето на работа на центробежната помпа VTG е 98 s във всеки цикъл, паузите продължават 82 s, времето на един цикъл е 3 минути.

Системата за топлоснабдяване, както показаха тестовете, работи стабилно и в автоматичен режим (без участието на обслужващ персонал) поддържа първоначално зададената температура в интервала t=60-61 °C.

Системата за топлоснабдяване работеше, когато батерията и нагревателят бяха включени последователно с водата.

Ефективността на системата се оценява:

1. Коефициент на топлинна трансформация

m=(P6+Pk)/nn=UP/nn;

От енергийния баланс на системата се вижда, че допълнителното количество генерирана от системата топлина е 2096,8 kcal. Към днешна дата има различни хипотези, които се опитват да обяснят как се появява допълнително количество топлина, но няма еднозначно общоприето решение.

констатации

децентрализирано топлоснабдяване нетрадиционна енергия

1. Децентрализираните системи за топлоснабдяване не изискват дълги топлопроводи и следователно - големи капиталови разходи.

2. Използването на децентрализирани системи за топлоснабдяване може значително да намали вредните емисии от изгарянето на гориво в атмосферата, което подобрява екологичната ситуация.

3. Използването на термопомпи в децентрализирани системи за топлоснабдяване на промишлени и граждански сектори позволява спестяване на гориво в размер на 6 + 8 кг горивен еквивалент в сравнение с котелните. на 1 Gcal генерирана топлина, което е приблизително 30-5-40%.

4. Децентрализираните системи, базирани на HP, се използват успешно в много чужди страни (САЩ, Япония, Норвегия, Швеция и др.). Повече от 30 компании се занимават с производството на HP.

5. В лабораторията на ОТТ на катедра ПТС на МПИ е инсталирана автономна (децентрализирана) система за топлоснабдяване на базата на центробежен воден топлогенератор.

Системата работи в автоматичен режим, като поддържа температурата на водата в захранващия тръбопровод във всеки даден диапазон от 60 до 90 °C.

Коефициентът на топлинна трансформация на системата е m=1,5-5-2, а ефективността е около 25%.

6. По-нататъшното подобряване на енергийната ефективност на децентрализираните системи за топлоснабдяване изисква научни и технически изследвания за определяне на оптималните режими на работа.

литература

1. Соколов Е. Я. и др. Прохладно отношение към топлината. Новини от 17.06.1987г.

2. Михелсон В. А. Относно динамичното нагряване. Приложна физика. Т.III, бр. Z-4, 1926 г.

3. Янтовски Е.И., Пустовалов Ю.В. Парна компресия на термопомпени инсталации. - М.: Енергоиздат, 1982.

4. Vezirishvili O.Sh., Meladze N.V. Енергоспестяващи термопомпени системи за топлоснабдяване и студ. - М.: Издателство MPEI, 1994.

5. Мартинов А. В., Петраков Г. Н. Термопомпа с двойно предназначение. Индустриална енергетика No12, 1994г.

6. Мартинов А. В., Яворовски Ю. В. Използването на VER в предприятията на химическата промишленост, базирани на ВЕЦ. Химическа индустрия

7. Бродянски В.М. и др. Ексергетичен метод и неговите приложения. - М.: Енергоиздат, 1986.

8. Соколов Е.Я., Бродянски В.М. Енергийни основи на процесите на преобразуване на топлина и охлаждане - М.: Енергоиздат, 1981.

9. Мартинов A.V. Инсталации за преобразуване на топлина и охлаждане. - М.: Енергоатомиздат, 1989.

10. Девянин Д.Н., Пищиков С.И., Соколов Ю.Н. Термопомпи - разработка и тестване в ТЕЦ-28. // „Новини на топлоснабдяването”, бр.1,2000г.

11. Мартинов А.В., Бродянски В.М. "Какво е вихрова тръба?". Москва: Енергетика, 1976.

12. Калиниченко A.B., Kurtik F.A. Топлогенератор с най-висока ефективност. // „Икономика и производство“, бр.12,1998г.

13. Мартинов А.В., Янов А.В., Головко В.М. Децентрализирана система за топлоснабдяване на базата на автономен топлогенератор. // „Строителни материали, оборудване, технологии на 21 век”, бр.11,2003г.

Хоствано на Allbest.ru

Подобни документи

Изследване на методите за топлорегулиране в топлофикационните системи върху математически модели. Влияние на проектните параметри и работните условия върху естеството на температурните графики и дебита на охлаждащата течност при регулиране на подаването на топлина.

лабораторна работа, добавена на 18.04.2010г


Анализ на принципа на действие и технологичните схеми на ТЕЦ. Изчисляване на топлинни натоварвания и дебит на охлаждащата течност. Избор и описание на метода на регулиране. Хидравлично изчисление на топлоснабдителната система. Определяне на разходите за експлоатация на топлоснабдителната система.

дисертация, добавена на 13.10.2017г


Изчисляване на хидравличния режим на отоплителната мрежа, диаметри на дроселни диафрагми, асансьорни дюзи. Информация за програмно-изчислителния комплекс за системите за топлоснабдяване. Технико-икономически препоръки за подобряване на енергийната ефективност на топлоснабдителната система.

дисертация, добавена на 20.03.2017г


Проект за топлоснабдяване на промишлена сграда в Мурманск. Определяне на топлинни потоци; изчисляване на топлоснабдяването и потреблението на вода в мрежата. Хидравлично изчисляване на топлинни мрежи, избор на помпи. Топлинно изчисление на тръбопроводи; техническо оборудване на котелното помещение.

курсова работа, добавена на 11/06/2012


Изчисляване на топлинните натоварвания на градския квартал. Графика на регулиране на топлоснабдяването чрез топлинен товар в затворени системи за топлоснабдяване. Определяне на изчислените дебити на охлаждащата течност в отоплителните мрежи, консумацията на вода за топла вода и отопление.

курсова работа, добавена на 30.11.2015


Развитие на децентрализирани (автономни) системи за топлоснабдяване в Русия. Икономическа осъществимост на изграждането на покривни котли. Техните хранителни източници. Свързване с външни и вътрешни инженерни мрежи. Основно и спомагателно оборудване.

резюме, добавено на 12.07.2010 г


Изборът на вида топлоносители и техните параметри, обосновката на топлоснабдителната система и нейния състав. Построяване на графики на потреблението на вода в мрежата по съоръжения. Топлинни и хидравлични изчисления на паропровода. Технико-икономически показатели на топлоснабдителната система.

курсова работа, добавена на 07.04.2009


Описание на съществуващата система за топлоснабдяване на сгради в село Шуйское. Схеми на топлинни мрежи. Пиезометрична графика на топлинната мрежа. Изчисляване на консуматорите по потребление на топлина. Технико-икономическа оценка на настройката на хидравличния режим на отоплителната мрежа.

дисертация, добавена на 10.04.2017г


Видове централни отоплителни системи и принципи на тяхната работа. Сравнение на съвременни системи за топлоснабдяване на термохидродинамична помпа тип TS1 и класическа термопомпа. Модерни системи за отопление и топла вода в Русия.

резюме, добавено на 30.03.2011


Характеристики на работата на системите за топлоснабдяване на предприятията, които осигуряват производството и непрекъснатото подаване на топлоносители с определени параметри към цеховете. Определяне на параметрите на топлоносителите в референтни точки. Баланс на потреблението на топлина и пара.

слайд 2

Топлофикация

слайд 3

Топлофикацията се характеризира с наличието на разклонена абонатна топлофикационна мрежа с електрозахранване на множество топлоприемници (фабрики, предприятия, сгради, апартаменти, жилищни помещения и др.)

Основните източници за централно отопление са: комбинирани топлоенергийни централи (CHP), които също генерират електроенергия по пътя; котелни (подгряване на вода и пара).

слайд 4

Топлофикационна структура

Централната отоплителна система включва няколко елемента: Източник на топлоносител. Това е топлоелектрическа централа, която произвежда топлинна и електрическа енергия. Източникът на пренос на топлина са отоплителните мрежи. Източник на потребление на топлина. Това са отоплителни уреди, поставени в къщи, офиси, складове и други помещения от различен тип.

слайд 5

Схеми на топлоснабдителната система

Зависима схема на отоплителната система - централната отоплителна система е проектирана да работи на прегрята вода. Цената му е по-ниска от цената на независима схема, поради изключване на такива елементи като топлообменници, разширителен резервоар и помпа за подхранване, чиито функции се изпълняват централно в топлоцентралата. Прегрята вода от основната външна отоплителна система се смесва с връщащата вода (t = 70-750С) на отоплителната система на къщата и в резултат на това към отоплителните устройства се подава вода с необходимата температура. При такава връзка вътрешните отоплителни точки обикновено са оборудвани със смесителни инсталации (асансьори). Недостатъкът на зависимата схема на свързване със смесване е несигурността на системата от повишаване на хидростатичното налягане в нея, което се предава директно през връщащата топлинна тръба, до стойност, която е опасна за целостта на отоплителните уреди и фитинги.

слайд 6

Слайд 7

Независима схема на отоплителната система (топлообменник) - прегрята вода от котела се подава към топлообменника. Топлообменник (бойлер) е устройство, в което студената вода се загрява до необходимата температура и е предназначена за отопление на сградата поради прегрята вода на котелното помещение.Използва се независима схема на свързване, когато не се увеличава хидростатичното налягане разрешено в системата. Предимството на независимата схема, в допълнение към осигуряването на топлохидравличен режим, индивидуален за всяка сграда, е възможността за поддържане на циркулация, като се използва топлинното съдържание на водата за известно време, обикновено достатъчно за отстраняване на аварийни повреди на външни топлинни тръби. Отоплителната система с независима схема издържа по-дълго от система с локална котелна, поради намаляването на корозивността на водата.

Слайд 8

Слайд 9

Видове връзки:

Еднотръбните отоплителни системи за жилищни сгради, поради своята икономичност, имат много недостатъци, а основният е голяма загуба на топлина по трасето. Тоест водата в такава верига се подава отдолу нагоре, влизайки в радиаторите във всеки апартамент и отделяйки топлина, тъй като водата, охладена в устройството, се връща към същата тръба. Охлаждащата течност достига крайната цел, вече доста охладена.

Слайд 10

слайд 11

Схема за свързване на радиатори на еднотръбна отоплителна система