Практическое использование тепловых насосов на объектах

Практическое использование тепловых
насосов на объектах жилищнокоммунального хозяйства Украины
Литвинюк Юрий Николаевич
технический директор
ООО «Прогресс-XXI»
Украина, г. Киев
г. Алушта
2013 г.
Основные источники тепла для тепловых насосов при
использовании на объектах ЖКХ Украины
Источник тепла
Характеристика
источника тепла
Стоимость
установки
Использование и
требования
Примечания
Наружный воздух
Большие изменения
температуры (-20~+30°С)
Низкая
Повсеместное
использование
Необходим дополнительный
источник тепла и размораживание
испарителя в холодный период
года
Вентиляционный
воздух
Умеренные изменения
температуры (+15~+26°С)
Низкая
Повсеместное
использование
Позволяет рекуперировать тепло.
Хорошо подходит для больших
зданий
Водоемы
Низкие изменения
температуры (+1~+11°С)
Изменяется
с удалением
от воды
Нужна близость до
водоема адекватной
глубины и площадь
поверхности зеркала воды
Возможно засорение или
загрязнение. Необходимо
разделение контуров источника
тепла и потребителя
Подземные воды
Очень низкие изменения
температуры (+8~+16°С)
От средней
до высокой
Нужны подземны воды
надлежащего качества.
Соответствующие службы
могут запретить забор и
обратный сброс воды
Существующие скважины
позволяют снизить капитальные
затраты. Необходимо разделение
контуров источника тепла и
потребителя
Грунт
(вертикальное и
горизонтальное
использование)
Низкие изменения
температуры для
вертикального и высокие
для горизонтального
исполнения (+ 2~+11°С)
От средней
до высокой
Нужна большая площадь
земли для обустройства
грунтовых
теплообменников
Необходимо иметь участок земли
или фундамент зданий для
размещения грунтовых
теплообменников
Канализационные
сточные воды
Очень низкие изменения
температуры (+12~+18°С)
Средняя
Нужна близость канализационных коллекторов
или станции очистки
стоков
Позволяет утилизировать тепло от
сточных вод используя его на
теплоснабжение близко стоящих
зданий или на собственные нужды
Типы тепловых насосов которые можно использовать на объектах
ЖКХ Украины
Тип теплового
насоса
Источник тепла
Тепловой насос
передает энергию для/в
Преимущества и недостатки
Воздух-воздух
Воздух
Воздух
Прямое кондиционирование воздуха.
Воздуховоды могут быть очень
большими
Воздух-вода
Воздух
Вода
Косвенное кондиционирование
воздуха приводит к тепловым потерям.
Позволяет аккумулировать тепло
(холод). Водяные системы
распределения более компактны.
Позволяет проводить санитарную
обработку горячей воды
Вода-воздух
Вода или рассол
(внутренние инженерные
сети, грунтовый коллектор,
вода со скважины, вода из
водоемов, пр.)
Воздух
Прямое кондиционирование воздуха.
Пространство может быть сохранено
используя прокладку труб источника
воды в здании, уменьшая при этом
прокладку воздуховодов
Вода-вода
Вода или рассол
(внутренние инженерные
сети, грунтовый коллектор,
вода со скважины, вода из
водоемов, пр.)
Вода
Косвенное кондиционирование
воздуха приводит к тепловым потерям.
Позволяет аккумулировать тепло
(холод). Водяные системы
распределения более компактны.
Позволяет проводить санитарную
обработку горячей воды
Преимущества использования тепловых насосов на объектах
ЖКХ Украины
• ВЫСОКАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ (тепловые насосы значительно эффективней
от традиционных систем отопления – на 1 кВт использованной электроэнергии тепловой насос
производит 3-7 кВт тепловой энергии);
• ВЫСОКАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ (эксплуатационные расходы для получения тепловой энергии с
использованием тепловых насосов в 2-5 раза ниже чем, в сравнении с традиционными
теплоэнергетическими системами, которые работают на различных видах органического топлива);
• ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (отсутствуют какие-либо вредные выбросы продуктов
сжигания в атмосферу);
• НАДЁЖНОСТЬ (маленькое количество деталей, которые вращаются – компрессор, циркуляционные
насосы, компактность, автоматическое управление);
• УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ (возможность комбинированной работы на отопление, горячее
водоснабжение и охлаждение в одной установке);
• СТАБИЛЬНОСТЬ (работа ТН характеризуется низким уровнем шума высоким комфортом
благодаря погодозависимому регулированию и незначительных колебаний температуры и влажности);
• ШИРОКАЯ
ВОЗМОЖНОСТЬ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
(возможность
использования
низкопотенциального тепла любого типа);
• ПОЛНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОТЫ УСТАНОВКИ;
• НИЗКИЕ РАСХОДЫ НА СЕРВИСНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ (стоимость годового обслуживания ТН
значительно ниже от традиционных генераторов тепла и холода);
• СОВМЕСТИМОСТЬ (ТН объединяется практически с любой системой тепло-, хладоснабжения с
принудительной циркуляцией теплоносителя);
• ОГНЕБЕЗОПАСНОСТЬ (отсутствует какое-либо сжигание топлива).
Основные факторы, которые необходимо учитывать при
установке тепловых насосов для обеспечения нужд в тепле и
холоде объектов ЖКХ Украины
• ФАКТОР ЭКОНОМИЧЕСКИЙ: учитывает уровень цен на электрическую энергию и
альтернативные энергоносители, цены на оборудование, которое используется, его монтаж и
пусконаладочные работы, возможность использования ТН для производства тепла и холода,
цен на систему автоматизации и сервисного обслуживания;
• ФАКТОР ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ: учитывает цикл работы ТН, источник
низкопотенциального тепла и его температуру, температуру теплоносителя потребителя
тепла, свойств рабочего тела;
• ФАКТОР КОНСТРУКТИВНЫЙ: тип компрессора, тип теплообменников, их технические
характеристики, использование оборудования с частотными приводами, уровень
автоматизации;
• ФАКТОР ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ: ориентировочный срок эксплуатации оборудования,
гарантийный срок завода-изготовителя оборудования, срок эксплуатации источника тепла ТН;
• ФАКТОР ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ: отсутствие процесса сжигания топлива в цикле ТН,
уменьшение выбросов CO2 та NOx за счѐт вытеснения части нужного топлива при высокой
энергетической эффективности установки;
• ФАКТОР СОЦИАЛЬНЫЙ: улучшение условий работы и жизни населения;
• ФАКТОР ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ: высокая возможность использования в
условиях ограничения альтернативных энергоносителей и трудностей подключения к
инженерным сетям в густонаселенных городах.
Перспективы внедрения теплонасосных установок (ТНУ) на
объектах ЖКХ Украины
• ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ИМЕЮЩИХСЯ
МЕСТНЫХ
ИСТОЧНИКОВ
НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОГО ТЕПЛА (канализационные сточные воды, реки, море, пр.) для
теплоснабжения с использованием мощных ТНУ, с единичной мощностью от несколько МВт и
температурой теплоносителя 90°C;
• ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМБИНИРОВАНЫХ (РЕВЕРСИВНЫХ) ТНУ для производства
тепла в холодный период года и холода – в летний;
• ШИРОКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТНУ ТИПА «ВОЗДУХ-ВОЗДУХ» И «ВОЗДУХ-ВОДА» для
тепло-, холодоснабжения зданий с использованием вентиляционного воздуха, в качестве
источника тепла, особенно с наружной установкой в южных регионах Украины;
• ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТНУ «ВОДА-ВОДА» на станциях водозабора и скважинах центрального
водоснабжения для обеспечения теплом и холодом хозяйственно-бытовых помещений
коммунальных водоснабжающих предприятий и зданий, которые находятся рядом;
• ШИРОКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТНУ для создания оптимального микроклимата в
гражданских зданиях, спортивных и киноконцертных комплексах, крытых бассейнах, где есть
нужда как в тепловой энергии, так и в утилизации тепла выбрасываемого воздуха и водяных
потоков;
• ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОЩНЫХ ТНУ (единичной мощностью от 10 МВт и выше) в схемах
энергетических, химических и нефтеперерабатывающих предприятий – охлаждение
циркуляционной воды технологических процессов, понижение температуры “обратки”
системы центрального теплоснабжения и пр., для обеспечения нужд в тепловой энергии
различных потребителей.
Примеры использования тепловых
насосов ООО «Прогресс-XXI»
Тепловой насос мощностью 70 кВт для отопления и горячего
водоснабжения насосной станции «Оболонь-1» и
хлораторной ПАТ «Киевводоканал»
Техническое описание объекта:
• водопроводная насосная станция «Оболонь-1» находится возле станции метро
Оболонь в г. Киеве;
• общая отопительная площадь станции составляет 1800 кв. м.;
• тепловой пункт насосной станции состоит с теплового насоса AiK MAXI 70
тепловой мощностью 70 кВт. В роли резервного источника тепла смонтирован
электрический котел тепловой мощностью 60 кВт;
• объем бака-аккумулятора для системы отопления станции составляет
1000
литров;
источник тепла для теплового насоса станции – артезианские скважины
длиной 230 м каждая, температура артезианской воды составляет 16°С и
постоянна на протяжении года;
• объем бака-аккумулятора для горячего водоснабжения станции составляет 400
литров;
• система отопления насосной станции была полностью реконструирована на
низкотемпературную с использованием стальных панельных радиаторов,
температурный график 55-45°С.
Изображение теплового пункта насосной станции
Изображение теплового пункта в машинном зале
насосной станции «Оболонь-1»
Изображение насосной станции «Оболонь-1»
Теплонасосная система мощностью 140 кВт для
отопления, горячего водоснабжения и охлаждения
административного здания «Укрзалізниці»
Техническое описание объекта:
• административное здание находится в г. Харькове;
• общая отопительная площадь здания составляет 3000 кв. м.;
• тепловой пункт административного здания состоит с двух тепловых
насосов AiK MAXI 70 тепловой мощностью 70 кВт каждый. В роли пикового
догревателя смонтирован электрический котел тепловой мощностью
42 кВт;
• объем бака-аккумулятора для горячего водоснабжения здания составляет
1000 литров;
• источник тепла для тепловых насосов административного здания –
система центрального водоснабжения города, температура воды составляет
12°С и постоянна на протяжении года;
• система отопления административного здания была полностью
реконструирована на низкотемпературную, температурный график 55-45°С;
• хладоснабжение осуществляется с помощью фанкойлов.
Изображение теплового пункта административного
здания в Харькове
Тепловой насос мощностью 45 кВт для отопления,
горячего водоснабжения и охлаждения
развлекательного комплекса «Людовик-XXI»
Техническое описание объекта:
• развлекательный комплекс «Людовик-XXI» размещен в г. Ровно по ул.
Струтинской, 20;
• общая отопительная площадь здания составляет 1200 кв. м.;
• тепловой пункт комплекса состоит с теплового насоса AiK MIDI 45 тепловой
мощностью 45 кВт с функцией «PASSIVE AND ACTIVE COOLING» мощность
по холоду 40 кВт;
• объем бака-аккумулятора для системы охлаждения здания составляет
600
литров;
• объем бака-аккумулятора для горячего водоснабжения здания составляет
400 литров;
• источник тепла для теплового насоса комплекса – грунтовые воды,
температура которых составляет 11°С;
• система отопления комплекса – комбинированная с использованием теплого
пола (общая площадь 800 кв. м.), фанкойлов и стальных панельных радиаторов,
температурный график 45-35°С;
• хладоснабжение осуществляется с помощью фанкойлов.
Изображение теплового пункта комплекса
«Людовик-XXI»
Теплонасосная система мощностью 126 кВт для
отопления, горячего водоснабжения и охлаждения
административного здания в Киеве
Техническое описание объекта:
• административное здание находится в г. Киеве;
• общая отопительная площадь здания составляет 2700 кв. м.;
• тепловой пункт административного здания состоит с трех тепловых
насосов Thermia Robust 42 (Швеция) тепловой мощностью 42 кВт каждый. В
роли пикового догревателя на контур высокой температуры (внутрипольные
конвекторы) смонтирован электрический котел тепловой мощностью
24 кВт;
• объем бака-аккумулятора для отопления и охлаждения здания составляет
2000 литров;
объем баков-аккумуляторов для горячего водоснабжения здания составляет
3000 литров;
• источник тепла для тепловых насосов административного здания –
вертикальные грунтовые скважины длиной 100 м в количестве 24 шт.;
• система отопления здания – комбинированная с использованием теплых
полов, фанкойлов и внутрипольных конвекторов;
• хладоснабжение осуществляется с помощью канальных фанкойлов.
Изображение теплового пункта административного
здания в Киеве
Спасибо за внимание!
КОНТАКТЫ ДЛЯ СВЯЗИ
ООО «ПРОГРЕСС-XXI»
ул. Щорса, 36-Б, оф. 2
Украина, г. Киев
01133
Тел./факс (044) 545-80-08
Сайт: www.progress21.com.ua
Адрес электронной почты:
[email protected]
-----