Автоматизированная система экономии тепла.

Тип статьи:
Авторская
Автоматизированная система экономии тепла.

Описана инновационная энергосберегающая технология теплоснабжения предприятий и ЖКХ, разработанная Украинскими учеными и внедренная на ряде предприятий и объектов Украины в Киеве и Киевской области. Инновационная технология позволяет в несколько раз снизить затраты потребителей на теплоснабжение.

1.Автоматизированная система экономии тепла.

Простая, дешёвая и надёжна система регулирования подачи теплоносителя в отапливаемые помещения, позволяющая снижать температуру в них в не рабочее время до 12 С, а в рабочее время — поддерживать комфортную температуру- {21-22 С}.

Разработанная и серийно выпускаемая отечественным производителем автоматизированная система была внедрена на трёх объектах бюджетной сферы:

— школа номер 30,

— административное здание «Станция юных техников», и эксплуатировалась по три сезона отопления;

— военная часть номер 3059 — два сезона отопления.

Эксплуатация этой системы позволяет экономить в среднем за отопительный сезон 25-35% тепла и окупается за один месяц эксплуатации. Например, при установке автоматизированной системы в школе с площадью отапливаемых помещений-10000кв.м. -общие затраты(с монтажом) составили — 20 тыс грн, а экономия средств за один отопительный сезон составила — 110тыс грн., при общих средних затратах на отопление за один сезон- 500 тыс грн(2010-2013г).

2.Новейшая разработка отечественных учёных.

«Електротеплоаккумуляционная установка» для отопления жилых помещений. Использование теплоаккумуляторов позволяет работать такой комплексной установке только ночью (с 23 до 6 часов утра) и использовать дешёвую «избыточную ночную» электроэнергию — по ночному тарифу (~0,35-04 грн/квтч).

Разработанные в содружестве с учёными академии наук Украины, новейшие теплоаккумуляторы — («ноу-хау»1) позволяют «закачать» (аккмулировать) 80-90 квтч тепла на м. куб. его объёма, что в 2 раза больше, чем у стандартных водяных теплоаккумуляторов.

Разрабатываемые, в настоящее время, в содружестве с немецкими учёными, адсорбционные теплоаккумуляторы нового поколения, на основе отечественных Ноу-Хау, позволяют увеличить удельную тепловую ёмкость таких теплоаккумуляторов до 200-250 квтч на м. куб., а следовательно в 5-6 раз уменьшить габариты и стоимость таких теплоаккумуляторов.

Новые комплексные электротеплоаккумулирующие установки (даже со стандартными водяными теплоаккумуляторами) позволяют снизить расходы на отопление по сравнению с газовым отоплением в 1,8-2раза, перейти на электроотопление по ночному тарифу и значительно сократить или полностью отказаться от природного газа для отопления и горячего водопотребления.

Например, удельные затраты на отопление одного кв. м в сутки при минус 10 С, при газовом отоплении составляют приблизительно 0.5 грн (2011-2013 г), а при электротеплоаккумкляционном отоплении по ночному тарифу- в два раза

меньше -0,25 грн. ,

Эксплуатация такой установки в школе номер 3, г. Ирпень, Киевской обл.(2010-2013гг) показала, что при общей площади отапливаемых помещений 9700 кв. м. и установленной тепловой мощности 640 квт, экономия денежных средств составила, в среднем за сезон (три сезона) отопления, — 380 тыс грн. Общие (капитальные, с монтажом оборудования и запуском) затраты за первый сезон (2010-2011г.) составили 760 тыс грн., а последующие эксплуатационные затраты, за один сезон отопления, в среднем составляют 42-45 тыс грн.

Таким образом, срок окупаемости такой установки-2 года, а последующая экономия средств-330 тыс грн в год.( 2010-2013г.).

Аналогичная установка (мощностю1500квт) была внедрена на объекте «Межегирье» осенью 2011года, но уже с ноу-хау1. Успешно прошла испытания и позволила в два раза снизить затраты на отопление, по сравнению с газовой котельной (2011-2014гг).

Главное преимущество таких установок — это полный отказ от использования природного газа для отопления. Немаловажным их достоинством, при массовом внедрении, является и то, что при этом решается (в какой то степени) общегосударственная проблема Объединённой энергосистемы Украины – проблема «ночного провала» — использования «лишней», в ночное время, электроэнергии.

При массовом выпуске таких установок стоимость 1квт установленной тепловой мощности может уменьшится со $160-200 за квт (старые цены) до $120- 150 за квт.

Как показала практика 3х сезонов, например, отопление 100 кв.м., (50вт/м.кв.*100м.кв*24ч=120 квтч в сутки) с использованием электроотопления по ночному тарифу (0.35-0,4грн за 1квтч) с теплоаккумуляторами (ноу-хау1) будет обходиться (при температуре наружного воздуха минус10 С) ~25грн в сутки. А газовое отопление~50грн в сутки. Для этого понадобиться электрокотёл, который будет работать только в ночное время (23-6 утра).

Теплоаккумулятор будет аккумулировать тепло для дневного обогрева [17ч*(50вт/кв.м.*100кв.м.)=85квтч. Его объём, с использованием ноу — хау составляет~1м.куб. Работающий только в ночное время электрокотёл должен за-7 часов зарядить теплоаккумулятор (85/7=12,2квт) и одновремённо отапливать помещение(120-85=35квтч, 35/7=5квт).

Следовательно мощность электрокотла составит, таким образом, 12,2+5=17,2 квт., а тепловая установленная мощность теплоаккумулятора будет составлять 12,2 квт, с полной тепловой ёмкостью 85 квтч. Капитальные затраты на электротеплоаккумуляционную установку (переход с газового на электроототеплоаккумуляционное отопление, «под ключ», обойдётся в 150 $/квт*12,2=1830 долларов США. Срок окупаемости такой установки, при экономии средств на 1 кв.м при средней температуре минус 5 С (~(0,25-0,3 грн., (рис. 2) в сутки – 0,3)*100*180=5400грн) составит приблизительно 3,7года, при длительности сезона отопления 180 суток.

Естественно, чем больше единичная мощность оборудования, тем меньше его стоимость и срок окупаемости. Внедрение такой системы в школе окупилось за два отопительных сезона. Магазин, площадью 1000 кв.м. (потери тепла 1200квтч в сутки) с теплоаккумулятором, (с тепловой установленной мощностью -122квт, полной тепловой ёмкостью -850квтч и объёмом- 10 м.куб., и электрокотлом, мощностью -172 квт, при капитальных затратах (150*122=18300) долларов США при переходе с газового, на электротеплоаккумуляционное отопление (2013-2014) получил за один сезон отопления фактическую экономию в размере 80 тыс. грн. Срок окупаемости такой установки в этом случае составляет 2,6 года .

3.Тепловые насосы нового поколения «воздух- воздух».

В настоящее время отечественными учёными в содружестве со Шведскими специалистами ( совместное Шведско- Украинское предприятие разработаны принципиально новые тепловые насосы «воздух- воздух», использующие тепло окружающей атмосферы с коэффициентом преобразования энергии 3, 2-3,4, с перспективой увеличения этого показателя до 8-10. По стоимости разработанные тепловые насосы в 2,5-3 раза ниже существующих на мировом рынке. В них не используются экологически опасные хладогенты (фреоны, растворы аммиака и т.д.)

Удельные капитальные затраты на 1квт установленной тепловой мощности составляют для них составляют $250-300, в отличие от имеющихся в настоящее время на рынке, дорогих-$ 800- 1400 (с утановкой и запуском).

Тепловым насосам нового поколения не нужны дорогостоящие скважины, либо подземные теплообменники, либо водоёмы — источником тепла является атмосферный воздух. Разница температур между засасываемым и выбрасываемым воздухом составляет 30-45 С, в зависимости от температуры окружающего воздуха.

В настоящее время планируется серийный выпуск таких агрегатов на одном из заводов Оборонпрома Украины.

На 1 квт затрачиваемой электроэнергии такой насос отбирает (и подаёт в отапливаемые помещения) у атмосферного воздуха 3,2-3.5 квт тепла. В настоящее время проходят испытания экспериментальные образцы тепловых насосов с ноу-хау2 «GreenNET», позволяющих на 1квт затрачиваемой электрической энергии отбирать из атмосферы до 6-ти, а в будущем до 10-ти квт тепла.

Стоимость 1квт установленной тепловой мощности таких тепловых насосов нового поколения не будет превышать 80 долларов США, т.е. дешевле более, чем 10 раз выпускаемых сегодня.

Если такие агрегаты будут работать только ночью, в сочетании с перспективными адсорбционными теплоаккумкляторами на отечественных Ноу-Хау, со стоимостью и габаритами в 2-3 раза меньшими, чем у лучших водяных ($50-60 за квт установленной мощности, с удельной тепловой ёмкостью-200-250 квтч/м.куб.), то Киев в течении 3-4 лет может полностью отказаться от использования газа для отопления и горячего водоснабжения.

Например, для отопления 1000м. кв. помещений ( при нормативных потерях тепла 50 вт./м. кв.*1000м.кв.=50квт в час, 1200 квтч в сутки). тепловой насос, работающий только в ночное время(т… е.7 часов) в комплексе с теплоккумулятором, который должен сохранять для дневного времени ( 17 часов*50квт=850квтч) тепловой энергии. Объём водяного ( с «ноу-хау» 1) теплоаккумулятора, с тепловой ёмкостью 850квтч, будет равен приблизительно 10м.куб. Его стоимость ( без электрокотла) с автоматикой составит приблизительно 10 м.куб*$1000=10000долларов США. Стоимость адсорбционного теплоаккумулятора с Ноу-Хау, такой же тепловой ёмкостью (850квтч), но объёмом 3 м.куб, будет не выше 5000 долларов США. Стоимость теплового насоса (вместо электрокотла), с установленной тепловой мощностью 170квт, составит 50$/квт*170=8500 долларов США.

Общая стоимость оборудования такой комплексной установки (с теплоаккумулятором с использованием Ноу-Хау) составит $13500.

Потребляемая электрическая мощность (при К=3,2)составит 170/3,2=53квт. А при дальнейшем внедрении ноу-хау2-GrenNET-она составит

170/8=21,3квт. (Коэффициент преобразования «GreenNET» равен 8). Оплата за потреблённую комплексной установкой (тепловой насос+ водяной теплоаккумулятор с ноу-хау1) электроэнергию по ночному тарифу составят: -53квт*7часов*0,4 грн/квтч=148грн в сутки; — то же, но при внедрении ноу-хау2-«GreenNET» -21,3*7*0,4=59,6 грн в сутки.

Приблизительно 60 грн в сутки!!!

При обычном электроотоплени (без теплоаккумулятора и теплового насоса) эти затраты при температуре минус -10 С составили бы 1400грн в сутки, (см.Рис2); -при газовом отоплении- 500 грн в сутки. При внедрении ночного (23-6 утра) электроотопления с теплоаккумулятором (ноу-хау1) с удельной тепловой ёмкостью -85 квтч/м.куб, с использованием ночного тарифа, затраты составят-250 грн в сутки.

То же, но с установкой дополнительно теплового насоса «воздух-воздух» (без ноу-хау «GreenNET»,-с коэффициентом преобразования энергии 3,2-3,5) затраты составят- 148 грн. По сравнению с газовым отоплением: -электротеплоаккумуляционное отопление по ночному тарифу снижает затраты на отопление в 500/250=2раз: -с использованием тепловых насосов (с К=3.2-3.5) в 500/148=3,3 раза; -с использованием тепловых насосов нового поколения «GreenNET» (с К=8-10) в 500/60=8,3раза.

Соответственно капитальные затраты на один квт установленной тепловой мощности составят: по электротеплоаккумуляционному отоплению (с ноу-хау1, ) в среднем-~150 долларов США (срок окупаемости от 2х до2,6 года);

-то же самое, но с теплоаккумуляторами нового поколения с использованием Ноу-Хау ~ 50-60 долларов США (срок окупаемости от 0,8 до 1го года);

-электротеплоаккумуляционное (водяное с ноу-хау1) отопление по ночному тарифу с тепловыми насосами ( вместо электрокотлов) с К=3.2-3.5 -~350-400 долларов США. (срок окупаемости один сезон отопления),

-то же самое, но с адсорбционными теплоаккумуляторами нового поколения-~180-200 долларов США; (срок окупаемости 0,8 сезона отопления)

-комплексные электротеплоаккумуляционное отопление по ночному тарифу с теплоаккумуляторами с использованием Ноу-Хау и тепловыми насосами нового поколения «GrennNET» (К=8-10) -~180-200 долларов США (срок окупаемости 0,5 сезона отопления).

Планируется запустить в г.Киеве для предприятий бюджетной и не бюджетной сферы несколько пилотных проектов, позволяющих уточнить экономический эффект от внедрения:

1. Автоматизированная система экономии тепла для отапливаемых помещений площадью- 50,100, 500, 1000, 5000 и 10000кв.м..

2.Електротеплоаккумуляционные установки, работающие ночью с 23 ло 6 утра.

-электрокотлы+ водяные ( с ноу-хау 1) теплоаккумуляторы для помещений 50,100, 500, 1000 и10000кв.м. -электрокотлы+ адсорбционные теплоаккумуляторы для таких же помещени;

3.Тепловые насосы, работающие ночью с 23 до 7 -тепловые насосы «воздух-воздух» с водяными теплоаккумуляторами для отопления помещений 100, 200, 500,1000 и10000 кв.м. -тепловые насосы «воздух-воздух» с адсорбционными аккумуляторами для таких же помещений; -тепловые насосы «GrenNET» нового поколения с адсорбционными теплоаккумуляторами для таких же помещений.

На втором этапе, наиболее эффективные установки, запустить в серийное производство для оснащения ими прежде всего предприятий бюджетной сферы.

По всем вопросам пишите в форму обратной связи сайта или по внутренней почте автору статьи.

Источник:
Написать:
3226
AVK
Нет комментариев. Ваш будет первым!