Нетрадиционная энергетика и энергоресурсосбережение в России

С.В. Алексеенко, журнал «Энергосбережение» №1 2008

Несомненно, наиболее важным устройством нетрадиционной энергетики и энергоресурсосбережения является тепловой насос.

Особенность теплового насоса состоит в том, что произведенное тепло всегда больше подведенной энергии от энергоисточника высокого потенциала. Суть заключается в том, что тепло производится не только за счет энергии энергоисточника (газа, угля, электрической энергии или пара), но и за счет дополнительной тепловой энергии, отбираемой от низкопотенциального источника, т.е. источника с более низкой температурой (геотермального источника, жидких промышленных или бытовых стоков, воздуха, грунта, реки). В дополнительно выпускаемых установках экономия топлива составляет 20-70 %. Возможный диапазон температур низкопотенциального источника очень широкий – от 80 до -17С.

Технический потенциал энергосбережения при использовании низкопотенциального тепла по самой скромной оценке составляет в России – 115 млн. т у.т.

Во многих развитых странах тепловые насосы являются основой энергосберегающей политики. Так, в Швеции 22 % домов (350 тыс.) обогреваются тепловыми насосами. В мире насчитывается около 40 млн. тепловых насосов, в то время как в России всего 140. Планируется, что к 2020 году вклад тепловых насосов в теплоснабжение в развитых странах составит 75 %. В России тепловым насосам не уделяется никакого внимания. Основные разработчики и производители отечественного оборудования располагаются в г. Новосибирске. Научное сопровождение выполняет Институт теплофизики СО РАН. ООО «Теплосибмаш» производит абсорбционные машины. На сегодня выпущено 6 тепловых насосов и 7 холодильных машин общей мощностью 23 МВт. ЗАО «Энергия» и СКБ «ИПИ» выпускают парокомпрессионные тепловые насосы и холодильные машины мощностью до 5 МВт, именно они обеспечили упомянутый выше выпуск тепловых насосов в России.

Разработки Института теплофизики СО РАН в сфере использования тепловых насосов

Тепловые насосы компрессионного типа, или термотрансформаторы, - это экологически чистые компактные фреоновые установки, позволяющие получать тепло для отопления и горячего водоснабжения за счет использования тепла низкопотенциального источника.

В качестве источника низкопотенциального тепла могут быть использованы: промышленные и очищенные бытовые стоки; вода технологических циклов и естественных водоемов; тепло термальных вод; тепло, получаемое при очистке дымовых газов и т.п. Cтоимость тепла, выработанного тепловыми насосами (в зависимости от эффективности работы), в 1,6-3,7 раза ниже стоимости тепла централизованного теплоснабжения.

Разработчики

Созданы опытно-промышленные парокомпрес-сионные тепловые насосы нового поколения для получения горячей воды для систем отопления и горячего водоснабжения (+55 - +80°С ) с одновременной выработкой умеренного холода (+2-+10°С) для систем кондиционирования и охлаждения различных технологических сред. При необходимости эти машины могут применяться в качестве холодильных машин. Разработка удостоена Большой золотой медали Сибирской Ярмарки в номинации “Энерго- и ресурсосбережение”.

Начато производство тепловых насосов теплопроизводительностью от 30 до 1000 кВт. Проектирование теплонасосных станций, изготовление, поставку, монтажные, пусконаладочные работы и сервисное обслуживание осуществляет ООО “СКБ ИПИ” на коммерческой основе по индивидуальным заказам.

Разработчики

Созданы промышленные абсорбционные бромистолитиевые тепловые насосы (АБТН) и холодильные машины нового поколения для нагрева, охлаждения воды и других сред.

В машинах существенно снижены металлоемкость, габаритные размеры и увеличен срок службы (не менее 20 лет).

Начато промышленное производство машин различных типо-размеров:

- холодильных машин для охлаждения воды от 6°С и выше, на различных видах греющих источников (пар, горячая вода, топливо), холодопроизводительностью от 250 до 5000 кВт;

- тепловых насосов для нагрева воды до 55-80 °С, с использованием сбросной низкопотенциальной теплоты (20-40 °С) и различных видов греющих источников, теплопроизводительностью от 500 до 5000 кВт.

Поставку машин и инженерное обеспечение осуществляет "Теплосибмаш" на коммерческой основе по индивидуальным заказам.

Источник информации: www.itp.nsc.ru

Применение тепловых насосов в кольцевом контуре

Тепловые насосы в основном ассоциируются в России с геотермальным теплом. Многие еще не знают, что на западе уже два десятка лет тепловые насосы активно применяются в так называемом кольцевом контуре. Такая система отлично зарекомендовала себя, как эффективное конкурентоспособное решение для зданий от средней и большой площади. Среди наиболее выгодного применения систем кольцевого контура: больницы, гостиницы, торговые площади и офисные здания. Кроме того, кольцевая система часто применяется в жилых многоэтажных зданиях.

Принцип работы

В кольцевую систему тепловых насосов входят сами насосы, количество которых не ограничено и определяется только оптимизацией зон климатического регулирования. Кроме того, в систему входит источник низкопотенциального тепла, которым может служить газовый или электро-котел или теплоцентраль. Также входит градирня для сброса излишков тепла в атмосферу. Теплоносителем является вода температурой 25С. Все тепловые насосы объединены в одну систему (контур). Через все тепловые насосы циркулирует вода за счет работы циркуляционного насоса.

При работе теплового насоса в режиме охлаждения, избыточное тепло из зоны передается в водяной контур, а в режиме отопления тепло забирается из контура для обогрева помещения.

Все тепловые насосы работают как на тепло, так и на холод в любое время года, обеспечивая оптимальный комфорт климатических зон.