Анализ систем теплоснабжения
Номер журнала:
Рубрика:
Данилов В. А., технический директор ООО «Акойл-сервис»
Энергосберегающая система теплоснабжения – это система, которая производит и передает тепло с наиболее высоким коэффициентом полезного действия. Самый простой способ сделать систему отопления энергосберегающей – приблизить производство тепла к потребителю этого тепла. Это и есть принцип децентрализации. Любая децентрализованная система при анализе вышеперечисленных параметров будет иметь преимущества перед централизованной и может считаться энергосберегающей системой.
В настоящее время основными типами оборудования для децентрализованных систем являются достаточно традиционные нагревательные устройства, основанные на прямом нагреве теплоносителя. Как отмечают многие специалисты, такие устройства обладают целым рядом недостатков, снижающих их конкурентоспособность по сравнению с централизованными системами теплоснабжения. Среди них: более высокий удельный расход топлива и потенциально более высокая опасность в эксплуатации. Кроме этого, при эксплуатации твердотопливных котлов необходимо доставлять, разгружать и хранить топливо, утилизировать шлаки, устанавливать и эксплуатировать очистные системы. Кочегары должны работать в три смены, что значительно увеличивает эксплуатационные расходы. Использование котлов на жидком топливе снимает часть проблем, однако стоимость жидкого топлива значительно выше, чем твердого. Поэтому реально выбор стоит между газом и электричеством.
Теперь перейдем к рассмотрению вопроса отопления с помощью электроэнергии. Из электрических тепловых установок мы рассмотрим только наиболее современные, высокоэффективные, автономные, энергосберегающие системы отопления: тепловые насосы и вихревой теплогенератор «ВТГ».
| Рис.1. Схема теплового насоса |
 |
Схема теплового насоса показана на рис.1. В тепловом насосе источником тепла может быть скалистая порода, земля, вода или, например, воздух. Охлажденный теплоноситель, проходя по трубопроводу 1, уложенному в землю (озеро), нагревается на несколько градусов. Внутри теплового насоса теплоноситель, проходя через теплообменник 2, называемый испарителем, отдает собранное из окружающей среды тепло во внутренний контур теплового насоса.
Внутренний контур теплового насоса заполнен хладогеном. Хладоген подбирается такой, чтобы мог закипать даже при минусовой температуре. Поэтому, даже когда совсем холодную воду прогоняют насосом через каналы испарителя 2, жидкий хладоген все равно испаряется. Далее пар втягивается в компрессор 3, где сжимается. При этом его температура сильно увеличивается (до 90-100°С). Затем горячий и сжатый хладоген направляется в теплообменник конденсатора 4, охлаждаемый водой или воздухом. На холодных поверхностях пар конденсируется, превращаясь в жидкость, а его тепло передается охлаждающей среде. Воду используют в системе отопления или горячего водоснабжения 5, а хладоген, теперь снова жидкий, направляется на дросселирующий вентиль, проходя через который он теряет давление и температуру, а затем опять возвращается в испаритель. Цикл завершился и будет автоматически повторяться, пока работает компрессор.
Тепловые насосы могут использовать в качестве источника тепла энергию грунта земельного участка. Трубопровод, в котором циркулирует жидкий теплоноситель, зарывается в землю. Не обязательно укладывать контур ниже уровня промерзания почвы – глубина в 1 м является оптимальной. Минимальное расстояние между соседними трубопроводами – 0,8 – 1,0 м. Специальной подготовки почвы, засыпок и т.п. не требуется. Желательно использовать участок с влажным грунтом, идеально с близкими грунтовыми водами, однако сухой грунт не является помехой – это приводит лишь к увеличению длины контура.
Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 метр трубопровода, 20-30 Вт. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходим земляной контур длиной 350-450 метров. Для укладки такого контура потребуется участок земли площадью около 400 м2 (20х20 м). Тепловые насосы целесообразно использовать в основном на небольших отдельно стоящих объектах с земельными участками. Применение тепловых насосов требует значительных капитальных затрат. Выбор тепловых насосов в качестве источника теплоснабжения целесообразно проводить еще на этапе проектирования объекта.
Серийно выпускаемый вихревой теплогенератор «ВТГ» представляет собой стандартный асинхронный электродвигатель 3000 об/мин, напряжением питания 380 В, смонтированный на одной раме с рабочим органом, преобразовывающим механическую энергию в тепловую. При монтаже и подключении «ВТГ» не требуется согласований с органами энергонадзора, так как электрическая энергия используется для вращения электродвигателя, а не для прямого нагрева теплоносителя. Они полностью подготовлены для подключения к новой или существующей системе отопления, а конструкция и габариты тепловой установки упрощают ее размещение и монтаж в тепловом узле.
Высокая эффективность вихревых теплогенераторов позволяет при укрупненном подборе мощности применять норматив 1 кВт установленной мощности электродвигателя на 15-20 м2 площади (на объем 45-50 м3), в то время как для других видов тепловых установок применяется норматив 1 кВт тепловой энергии на 10 м2 площади. Исходя из укрупненного норматива, тепловые установки должны обогревать условные типовые жилые, бытовые, культурно-развлекательные помещения, помещения производственно-хозяйственного назначения и т.д. следующим объемом: ВТГ-55 – не менее 2500 м3, ВТГ-75 – не менее 3400 м3, ВТГ-90 – не менее 4100 м3, ВТГ-110 – не менее 5000 м3 (в маркировке установки после дефиса указывается мощность электродвигателя).
В обогреваемых помещениях может поддерживаться любой температурный режим. Например, для жилых помещений – 20-22°С, производственных – 15-18°С, складских – 8-12°С. Регулирование температурного режима производится заданием температурного диапазона теплоносителя. При нагреве теплоносителя до заданной максимальной температуры тепловая установка отключается, при охлаждении теплоносителя до минимальной заданной температуры – включается. Тепловая установка вырабатывает ровно столько тепловой энергии, сколько составляют теплопотери обогреваемого объекта. При соответствии мощности установки обогреваемому объему и СНиПовским теплопотерям в среднем за отопительный сезон тепловая установка работает 25-30% времени. Поэтому при укрупненных расчетах финансовых затрат на отопление нами применяется коэффициент Краб.= 0,3.
| Рис.2. Схема испытательного стенда |
 |
На заводе-изготовителе каждый вихревой теплогенератор перед отгрузкой потребителю проходит проверочные испытания по схеме, показанной на рис. 2.
На стенде проведены испытания всех вихревых теплогенераторов, изготовленных на производстве с установленной мощностью электродвигателя от 5,5 кВт до 315 кВт.
Выработанная тепловая мощность составила 100-110% от затраченной электрической мощности электродвигателя.
При анализе результатов испытаний необходимо обратить внимание на факт снижения номинального тока электродвигателей на 30% при нагреве воды с 30°С до 80°С. То есть вихревые теплогенераторы «ВТГ» более эффективно работают при более высоких температурах теплоносителя.
Как показала практика применения вихревых теплогенераторов, КПЭ, получаемый при эксплуатации, выше, чем полученный при испытаниях. После нескольких дней эксплуатации агрегаты тепловой установки «притираются», номинальные токи электродвигателя снижаются без снижения вырабатываемой тепловой мощности.
Около трех сотен вихревых теплогенераторов «ВТГ» эксплуатируются во многих регионах Российской Федерации, ближнем и дальнем зарубежье: в Москве и Московской области, Архангельске, Владимире, Екатеринбурге, Калининграде, Нижнем Новгороде, Омске, Оренбурге, Самаре и других городах, в Якутии, Ставропольском крае, на Дальнем Востоке, в Белоруссии, Казахстане, Узбекистане, на Украине, в Канаде, Болгарии и Южной Корее.
Более подробная информация о вихревых теплогенераторах, в том числе фотографии некоторых объектов и тепловых узлов, на которых установлены наши «ВТГ», а также отзывы потребителей, размещена на сайте www.ooo-vtg.ru.
Вихревые теплогенераторы
Отопление - ГВС - Приточная вентиляция
Замена существующим котлам отопления
- Дополнительная экономия до 30 %
- Напряжение 380 вольт
- Средннее потребление эл/энергии
- 20-25% от ном. мощности
- Экологически чистый
- Отсутствуют нагревательные элементы
- Пожаро-взрывобезопасные
- Отсутствие необходимости поставновки на учет в органах Гостехнадзора
офис: 426010, УР, г.Ижевск, ул.Азина, д.1, оф.415
тел. (3412) 71-44-57, факс (3412) 658-751
производство: 426010, УР, г.Ижевск, ул.Азина, д.2
тел. (3412) 910-254, факс (3412) 910-830
