|
|
Главная страница -> Технология утилизации
Гелиоустановки горячего водоснабжения. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов.новые решения проблем теплоснабжения и энергосбережения Александр Абашеев СВЕП Интернешнл АБ, Швеция СВЕП Интернэшнл АБ является крупнейшим производителем разборных и неразборных пластинчатых теплообменников (ПТО) – тепловой мощностью от десятка кВт до 100 МВт. Использование ПТО, благодаря их высокой эффективности, позволяет уменьшить затраты на приобретение оборудования, в 2-3 раза сократить строительные объемы или высвободить площади при реконструкции тепловых пунктов, в 4-5 раз уменьшить трудоемкость монтажа, значительно снизить затраты на обслуживание. Компактность и небольшие габариты позволяют отказаться от ЦТП и четырехтрубной системы и перейти к ИТП и двухтрубной системе, обеспечивающего индивидуальный подход к теплоснабжению здания в соответствии с его особенностями и при этом существенно сократить протяженность внутриквартальных тепловых сетей. В настоящее время одним из основных элементов системы теплоснабжения зданий и сооружений является тепловой пункт (ИТП, ЦТП, РТП), который обеспечивает развязку по температурам и давлениям между сетевой водой (1-ый контур) от источника тепла и теплоносителем, циркулирующим во втором контуре в здании. Теплообменники – базисное оборудование теплового пункта, на котором основываются проектные решения и от характеристик которого в немалой степени зависит тепловой режим здания и возможность энергосбережения. До недавнего времени основным типом теплообменников используемых в тепловых пунктах были кожухотрубные теплообменники. Такое оборудование имеет ряд существенных недостатков: значительные габариты и вес, большая трудоемкость монтажа и обслуживания, возможность внутренних перетечек, невысокий КПД, невозможность точного подбора под индивидуальные особенности теплового пункта. Вот почему современные проектные решения в теплоснабжении базируются на пластинчатых теплообменниках. СВЕП Интернэшнл АБ является крупнейшим мировым производителем разборных и неразборных пластинчатых теплообменников (ПТО) с тепловой мощностью от десятка кВт до 100 МВт и производительностью до 2000 м3 теплоносителя в час. В разборных теплообменниках герметизация производится с помощью прокладок из специальных материалов. Эти прокладки могут крепиться, как механически – клипсами, так и клеем (“заневоленные” прокладки). Для теплоснабжения, где прокладки должны служить в течении длительного срока, мы используем только клеевое соединение прокладок, так как при механическом крепление прокладок через некоторое время под воздействием температуры происходит их удлинение и после разборки теплообменника приходится заменять прокладки в следствии невозможности размещения их в фиксирующих канавках и как результат не обеспечение герметичности при рабочих давлениях. Материалы для изготовления пластин: нержавеющие стали, титан, никелевые сплавы. По сравнению с традиционными кожухотрубными водоподогревателями ПТО фирмы СВЕП значительно более компактны, обладают высокими коэффициентами теплопередачи и к.п. д. свыше 99%. Особо следует отметить такое свойство ПТО, как способность к “самоочищению”, обеспечиваемая за счет высокой чистоты поверхности пластин, изготавливаемых из коррозионно-стойких материалов, а также повышенной турбулентности теплоносителя. Использование ПТО благодаря их высокой эффективности позволяет уменьшить затраты на приобретение оборудования, в 2-3 раза сократить строительные объемы или высвободить площади при реконструкции тепловых пунктов, в 4-5 раз уменьшить трудоемкость монтажа, значительно снизить затраты на обслуживание. Компактность и небольшие габариты позволяют отказаться в ряде случаев от зданий для теплового пункта или значительно уменьшить их габариты, отказаться от ЦТП и четырехтрубной системы и перейти к ИТП и двухтрубной системе, обеспечивающего индивидуальный подход к теплоснабжению здания в соответствии с его особенностями и при этом существенно сократить протяженность внутриквартальных тепловых сетей и в результате снизить затраты на сооружение и ремонт трубопроводов. В результате удается существенно сократить стоимость и повысить надежность тепловых пунктов Мы производим поставку как собственно теплообменников, так и полного комплекта оборудования и приборов для сооружения теплового пункта в целом. Параметры технологического процесса теплового пункта, необходимые для подбора оборудования и приборов из соответствующих баз данных, определяются посредством комплексного теплового и гидравлического расчета технологической схемы и теплообменников теплового пункта с учетом возможных вариаций режимов работы тепловой сети и задействованных от теплового пункта систем отопления, горячего водоснабжения и вентиляции зданий. Этот расчет реализуется с помощью компьютерной программы “ISAC”, основанной на системном подходе к тепловому пункту, как к единому устройству – комплексному элементу системы теплоснабжения.. Фирма “СВЕП” использует программу “ISAC” в своей повседневной работе для проведения оперативных расчетов оборудования на основе предоставляемых заказчиком данных, при разработке и изготовлении модульных тепловых пунктов полной заводской готовности. По сравнению с традиционным подходом - монтажом теплового пункта на месте из оборудования, поставленного “россыпью”, использование комплектных модульных пунктов имеет ряд неоспоримых преимуществ: реализация наиболее совершенных проектных решений, выверенных опытом производителя; применение комплектующих от ведущих мировых производителей; компактность, обеспечивающая экономию площадей и строительных объемов; сокращение времени ввода в эксплуатацию теплового пункта, так как изготовление отдельных блоков оборудования теплового пункта в заводских условиях может осуществляться параллельно со строительными работами на объекте, а монтажные и наладочные работы при установке модульных блоков оборудования на месте занимают гораздо меньше времени. Разработка модульных тепловых пунктов в полной мере иллюстрирует подход фирмы “СВЕП” к рациональному подбору оборудования и оптимизации эксплуатационных режимов таких объектов. Этот подход отвергает использование устаревших правил и норм проектирования, зачастую основанных на предположительных оценках тепловых нагрузок – в условиях неопределенности такие оценки делаются “с запасом на всякий случай”, что неизбежно приводит к неоправданным дополнительным издержкам. В чем он заключается? Далее мы постараемся кратко изложить основные тезисы нашего подхода к проектированию теплового пункта. Настает время повернуться к реальности лицом. Давайте посмотрим… Дом, в котором проживает 500 семей. Сколько это человек? 2300? Сколько из них одновременно принимают душ? Кто знает? Традиционный ответ на все эти вопросы прост: предположения. Как результат, все тепловые узлы, рассчитанные таким образом намного больше, чем они должны были быть, потому, что: практически не принимаются во внимание реальные условия; “на всякий случай” все делается “с запасом”; зачастую используются устаревшие правила и нормы проектирования, что, в конечном счете, ведет к потерям тепла. Рассчитанные, чтобы работать. Так как подход фирмы СВЕП основан на реальных условиях, существующих у потребителя, Вам обеспечен комфорт в любое время года при минимальных эксплуатационных затратах за счет точного подбора всех компонентов. В их числе: регулирующие клапаны, полностью использующие свою производительность (вместо традиционных, с избыточной производительностью, вынужденных большую часть времени работать в режиме “открыт - полностью закрыт”, и из-за этого быстро изнашивающихся); компактные теплообменники, рассчитанные в соответствие с действительными расходами воды через них - вместо “усредненных”; система регулирования, полностью согласованная со всеми другими компонентами системы; параллельная схема ГВС вместо неоправданно усложненной 2-х ступенчатой смешанной схемы. Надежность и экономичность Можно видеть, что тепловые узлы прошлого были очень большими, громоздкими и, к тому же, неэффективными. Фирма SWEP предлагает совершенно новый подход. Наши тепловые пункты в любое время обеспечат Вам столько горячей воды, сколько Вам необходимо, потому, что их расчет начинается с точного выяснения реального потребления горячей воды на том объекте, на котором тепловой пункт будет установлен. В наших тепловых пунктах используется принцип “малого расхода”, который в наибольшей степени позволяет использовать тепловую энергию. Это позволяет экономить тепловую энергию, и тем самым заботиться о сохранении окружающей среды. Это принцип позволяет обеспечить постоянный комфорт за счет стабильного регулирования. Оборудование занимает меньше места и практически не простаивает. Иными словами: эффективная работа в течение многих лет. Всему свой размер Всем ли подойдет костюм 60 размера? Хороший портной не действует не с помощью предположений, не жалеет времени на тщательные измерения. Мало того, он еще учитывает то, что люди в его одежде будут двигаться. Однако в теплоснабжении ситуация совершенно иная: практически любой работающий тепловой узел рассчитан на много большую производительность, чем требуется на самом деле. Почему? Потому, что расчет традиционными методами не многим лучше, чем предположения. Система, спроектированная в результате таких расчетов, получается намного больше, чем необходимо. Расчет в режиме “реального времени” Программа ISAC – это база данных, которая оперирует тепловым пунктом не как набором различного оборудования, а как единым устройством, учитывая все динамические изменения, происходящие в процессе его работы. Другими словами, мы рассчитываем не только оборудование – мы используем нашу программу, чтобы измерить все параметры от особенностей тепловой станции до особенностей каждого потребителя. Основываясь на полученной информации о Вашей системе, ISAC обеспечивает расчет полностью сбалансированного теплового пункта, все элементы которого соответствуют Вашим реальным потребностям – исключая кратковременные пиковые нагрузки. Трубы становятся меньше. Клапаны становятся меньше. И конечно, используются чрезвычайно компактные и высокоэффективные теплообменники фирмы СВЕП. Таким образом, СВЕП – и ISAC уменьшает Ваши расходы на приобретение оборудования и на его эксплуатацию до реальных размеров. Забудьте о двухступенчатой схеме Различные варианты 2-х ступенчатой схемы широко используется при расчете тепловых узлов, потому, что они помогают более полно использовать тепло, в том случае, когда температура обратной воды из системы отопления высока и в то время когда потребляется горячая вода. Иными словами – хорошая идея, не так ли? Нет! Взгляд на систему в динамике позволяет выявить, что система работает в таких условиях не более 8% времени! Единственное, что дает Вам 2-х ступенчатая схема – это излишне большие потери напора. Параллельная схема проще, причем без потери эффективности – потому, что она основана на понимании действительного положения вещей. Вместе с потоком Что произойдет, если Вы установите тепловой пункт фирмы СВЕП в уже существующем здании с обычной системой отопления, рассчитанной на большее теплопотребление? Ничего страшного. Так как мы работаем с реальными данными, мы рассчитываем тепловые пункты по принципу “малого расхода”, при котором большая площадь радиаторов является одним из основных условий. Результат? Очень маленькие гидравлические потери – потери напора в радиаторах. Клапаны имеют оптимальную рабочую площадь, и жильцы получают желаемую температуру в помещении без нарушения баланса системы. Вложения в автоматизацию как способ экономии Компактный, динамичный пункт, выполненный на основе ISAC, легче и с меньшими затратами автоматизируется. Современные средства автоматизации позволяют сэкономить ваши деньги, благодаря точной и своевременной подстройки параметров теплового пункта к вашим текущим потребностям. Зачем, например, ночью в жилом здании такая же температура, как и днем? Также в административном здании ночью и в выходные дни температура может быть значительно ниже. Что означает возможность 20-40% экономии тепла. Автоматика решит эти проблему. Понизить ночную температуру в помещениях или температуру в выходные дни и к утру или к началу рабочего дня плавно поднимет ее до комфортной температуры. Пофасадное регулирование, регулирование циркуляционного расхода по времени суток, работа насосов в соответствии с текущим реальной нагрузкой и расходом и многое другое решает современная автоматика. Достоинства комплексных решений Используя ISAC как инструмент для расчета тепловых пунктов и, таким образом, изготавливая тепловые пункты, основываясь на реальных данных, SWEP устанавливает новые стандарты в использовании тепловой энергии. Это дает следующие неоспоримые выгоды для всей тепловой сети: пониженные тепловые потери; улучшенные гидравлические параметры (“малые расходы” означают снижение гидравлических потерь), решение проблемы недостаточности располагаемого напора; увеличивается использование тепла (к существующей тепловой сети может быть подключено больше потребителей); уменьшается вред, приносимый окружающей среде (энергия используется, а не теряется); повышается комфорт потребителей (поломки оборудования практически исключены; температура воды стабильна независимо от величины ее потребления). Сертифицированные компоненты – гарантия успешной работы С тепловыми узлами, сделанными по традиционной технологии, Вам постоянно надо быть готовыми, что что-нибудь выйдет из строя. Почему? Для примера давайте посмотрим на клапаны. Они, как и все другое оборудование, рассчитаны на гораздо более высокую производительность. Регулирование в режиме “ открыт – полностью закрыт” с постоянным “дерганьем” и быстрый механический износ. Поломки часты, стоимость обслуживания и ремонта высока. Комфорт зависит от погоды. Снабжение горячей водой зависит от соседей. С тепловыми пунктами СВЕП все по-другому. Все компоненты рассчитаны с помощью программы ISAC и только на основе реальных данных. Все компоненты подобраны таким образом, чтобы обеспечить наилучшую совместимость между ними. Мало того, мы сертифицируем всех поставщиков оборудования и монтажные фирмы, которые работают с нами. Вот почему, когда вы получаете тепловой пункт фирмы СВЕП, Вы получаете гарантию безупречной работы, как отдельных элементов, так и всей системы в целом. Те короткие тезисы нашего подхода, которые мы перечислили выше, отражают на наш взгляд современные тенденции в развитии систем теплоснабжения зданий, сооружений. Мы считаем будущее за таким подходом. В этом году наша продукция стала ближе к Вам. В 2000 г. начато производство теплообменников в России с торговой маркой РоСВЕП. Продукция СВЕП Интернешнл АБ – РоСВЕП сертифицирована Госстандартом РФ. Имеется санитарно – гигиеническое заключение. Используя дополнительно возможности производства в России, мы сократили сроки поставки теплообменников. Имеется сервисный центр. Цены на наши теплообменники делают их доступными для всех категорий потребителей. Они установлены и успешно работает на многих тепловых пунктах в городах и поселках России. Теплообменниками СВЕП оснащены тепловые пункты: Большого театра, Кремля, комплекса сооружений на Манежной площади, Гостиного двора, здания Совета Федерации РФ и Правительства Москвы (СЭВ), резиденции Президента РФ в Сочи, обьекты МИДа, ЦБ РФ, Сбербанка РФ, стадионов ЦСКА и Динамо, Белорусского вокзала, отелей Мэриотт, Балчуг, Националь и др. Наши модульные тепловые пункты установлены в Кремле, на обьектах Управления делами Президента РФ, ОАО “Царицыно” и т.д. Сотрудники представительства СВЕП квалифицированно и оперативно производят расчеты оборудования на основе данных, предоставляемых заказчиками. Поставка на условиях склад г. Москва, возможна доставка до заказчика.
расчеты, конструкции солнечных коллекторов, экономическая и энергетическая целесообразность В. А. Бутузов, канд. техн. наук, ЗАО Южно-русская энергетическая компания (г. Краснодар); А. А. Лычагин, инж., Ковровский механический завод (г. Ковров) Краснодарский край - типичный южный регион России, в котором в значительных объемах используются нетрадиционные возобновляемые источники эксплуатируется 36 гелиоустановок горячего водоснабжения общей о 2700 м2, ежегодно из 55 геотермальных скважин 12 млн. м3 с температурой 70-90 °С, установлено 36 ветродвигателей общей мощностью 130 кВт, Анализ опыта разработки и эксплуатации гелиоустановок в Краснодарском выполнен в [1]. В данном регионе проектирование и монтаж гелиоустановок выполняет ЗАО Южно-русская энергетическая компания , которым смонтировано 25 гелиоустановок централизованного горячего водоснабжения. Целесообразность сооружения гелиоустановок определяется в основном уровнем солнечной радиации. В работе [2] представлена классификация и анализ известных методов представления климатологической информации в гелиотехнических расчетах: По средним суткам, представляющим месяц, т. е. метеоданные усредняются за каждый час месяца, и так составляются средние сутки. В течении месяца все сутки одинаковы, а в течении суток величины параметров изменяются от часа к часу. По среднемесячным значениям, т.е. вычисляется одна среднемесячная величина параметра, и она используется для суток месяца. Среднесуточным значениям, т.е. для каждых суток месяца вычисляется значение, которое используется для данных суток. Этот метод достаточно трудоемок и при использовании на ЭВМ требует практически столько же машинного времени, что и типичный год . По типичному году , т. е. расчет выполняется по реальным данным каждого часа дней месяца, имеющего статистические характеристики, совпадающие со средним и многолетним. На основании анализа отечественных и зарубежных работ по методам расчета интенсивности солнечной радиации можно сделать вывод, что представленные методики носят в большинстве случаев частный характер, т.е. применимы для конкретных условий в данной географической точке и требуют большого объема подготовленной климатологической информации. Это затрудняет разработку и оптимизацию систем солнечного теплоснабжения. В [З] было показано, что для достижения заданной точности определения приведенных затрат в системах солнечного теплоснабжения допустимо использовать усредненную за определенный период интенсивность солнечной радиации. Эффективность гелиоустановок не зависит от распределения радиации в течение дня, ее сумма. В практике проектирования гелиоустановок, как правило, применяется второй метод, т. е. среднемесячные значения интенсивности солнечной радиации. Для расчетов годовых характеристик гелиосистем, требующих точности меньше 10% следует использовать метеоданные типичного года . Для проектирования гелиоустановок необходимы значения суммарной, прямой и рассеянной радиации. В самом общем случае их принимают согласно Справочника по климату Солнечная радиация, радиационный баланс и солнечной сияние [4]. Однако они представлены таи не для населенных пунктов. Так, в указанном Справочнике 1966 г. издания [5] для территории Краснодарского края общей площадью 83,3 тыс. км2 данные по солнечной радиации были приведены только для г. Сочи, условия которого не характерны для других населенных пунктов края и которые применимы только в радиусе 50-100 км для условий ровного рельефа в первом полукилометровом слое атмосферы. В данной ситуации для получения достоверных значений для условий г. Краснодара были проведены исследования имеющихся значений суммарной солнечной радиации за 10 летний период наблюдений с 1977 по 1986 гг. [6], [7]. При этой применяется известный метод расчета интегральной повторяемости отдельных градаций солнечной радиации по ее среднему значению с построением гистограмм, являющихся эмпирическим аналогом дифференциальной функции распределения вероятности. Сравнение полученных указанным методой значений интенсивности солнечной радиации для г. Краснодара с аналогичными данными прилежащих населенных пунктов Ростовской области и Ставропольского края, приведенных в Справочнике [5] показало, что применение данных автора позволило избежать ошибок до 18% при использовании значений солнечной радиации прилежащих регионов. В работе [8] была продолжена обработка данных до 1990 г. Анализ результатов расчетов и интегральной кривой распределения повторяемости суммарной солнечной радиации показал, что для условий г. Краснодара за 14-ти летний период наблюдений с большей степенью достоверности для расчета гелиоустановок следует использовать среднеарифметические значения суммарной солнечной радиации. Обеспеченность среднеарифметического значения солнечной радиации составляет 56%, а с учетом интегральной повторяемости 51%. Анализ полученных данных показал, что с увеличением продолжительности периода измерений расчетные значения как среднеарифметических, так и средних с учетом функций вероятности имеют тенденцию к снижению. Приведенный метод обработки данных интенсивности солнечной радиации был применен автором также для г. Геленджика Краснодарского края [8]. При незначительном отличии интенсивности годовой солнечной радиации городов Краснодара и Геленджика (удаление 90 км) первую половину года данные по отдельным месяцам в г. Краснодаре превосходят соответствующие значения г. Геленджика. Во втором полугодии имеет место обратная картина. Анализ интегральных кривых повторяемости показал, что с большей степенью достоверности для расчетов гелиоустановок следует использовать среднеарифметические значения суммарной солнечной радиации. При выполнении работы по оценке гелиоэнергетических ресурсов Краснодарского края и разработке рекомендаций по их техническому использованию для выработки тепловой и электрической энергии [9] с участием автора были использованы данные значений интенсивности солнечной радиации и методики Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова (ГГО) [10]. По данным измерений в 40 пунктах выделено 5 зон с различными значениями суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность. Наибольшими ее значениями характеризуются территории, прилегающие к Черному и Азовскому морям, - 1400 кВт-м2, наименьшими - горные районы - 1205 кВт-м2. В результате обобщения и анализа многолетних исследований получены достоверные значения интенсивности прямой, рассеянной и суммарной солнечной радиации по всем городам и районам Краснодарского края для горизонтальных поверхностей и для поверхностей, наклоненных под углом равным географической широте данной местности. В таблице ниже приведены результаты расчетов производительности гелиоустановки горячего водоснабжения с солнечными коллекторами Ковровского завода для условий г. Краснодара. Месяц Интенсивность прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность, Втч/м2 Интенсивность рассеянной солнечной радиации на горизонтальную поверхность, Втч/м2 Расчетная теплопроизводительность солнечного коллектора, Втч/м2 Удельная дневная производительность при 55°С, литр Январь 447.9 716.3 1135.7 24.4 Февраль 704.2 1160.1 1435.6 30.86 Март 1370.5 1567.5 2028.4 43.6 Апрель 1990.0 2045.6 2445.1 52.6 Май 2857.4 2508.0 2998.5 64.5 Июнь 3397.0 2656.4 3236.3 69.6 Июль 3520.3 2499.1 3287.1 70.7 Август 3063.4 2087.0 3076.0 66.1 Сентябрь 2360.3 1610.5 2708.8 58.2 Октябрь 1334.6 1173.4 1994.6 42.9 Ноябрь 536.8 703.4 1156.0 24.8 Декабрь 215.0 564.3 711.0 15.3 Анализ распределения интенсивности суммарной солнечной радиации по месяцам показал существенное превышение летних значений над зимними. Так, для Краснодара эти значения составляют: в июле 670 МДж/м2, в декабре 80 МДж/м2. Очевидно, что применение гелиоустановок для отопления неэффективно, а практическое значение имеет использование солнечной энергии для горячего водоснабжения в период с апреля по октябрь. Кроме, того анализ возможностей применения гелиоустановок свидетельствует, что при использовании солнечной энергии 25% населения Краснодарского края, не имеющего централизованного теплоснабжения (916 тыс. человек), и 50% отдыхающих (5000 тыс. человек) общая потребность края в гелиоустановках составляет 1450 тыс.м2. На 01.11.99 г. в Краснодарском крае фактически смонтировано и эксплуатируется 36 гелиоустановок тепло производительностью от 1 до 20 м3 горячей воды в день. Эксплуатируемые гелиоустановки имеют солнечные коллекторы различных конструкций: 11 гелиоустановок оборудованы 2900 коллекторами Тбилисского и Братского заводов; 25 гелиоустановок оборудованы коллекторами Ковровского завода. Около 95% гелиоустановок выполнено по одноконтурной схеме. Расчетная дневная производительность по горячей воде составляет от 1 до 12 м3. При производительность до 3 м3/сут гелиоустановки работают с термосифонной циркуляцией, при большей производительности - с насосной. Солнечные коллекторы, как правило, размещаются на кровлях зданий. На фото 1 представлена одна из первых гелиоустановок издательства Советская Кубань в г. Краснодаре. На кровле здания в 1989 г. установлено 432 коллектора Тбилисского завода общей площадью 260 м2. Гелиоустановка одноконтурная с насосной циркуляцией оборудована баками-аккумуляторами общей емкостью 20 м3 и работает на горячее водоснабжение в межотопительный период. Фото 1. На фото 2 представлена гелиоустановка пансионата Лесная поляна в г. Новороссийске. На кровле здания га 1999 году установлено 68 коллекторов Ковровского завода общей площадью 51 м2. Гелиоустановка одноконтурная, с естественной циркуляцией, оборудована баком-аккумулятором емкостью 7 м3 и работает на горячее водоснабжение в летнее время. Фото 2. В таблице 1 приведены данные по эксплуатируемым гелиоустановкам, разработанным ЗАО Южно-русская энергетическая компания . Таблица 1 N Адрес, владелец Общая площадь установки, м2 Количество коллекторов, шт. Изготовитель коллекторов Дата ввода в эксплуатацию Количество и емкость баков, м3 Размещение коллекторов Примечание 1. Кубаньтеплокоммунэнерго ул.Селезнева 48 60 Ковров 1995 3 Навес Душевые 2. Торговый дом Травы Кубани ул.Новороссийская 8 10 Ковров 1994 1,5 Навес Душевые 3. Завод монтажных заготовок ул.Монтажников 8 10 Ковров 1994 1 Навес Душевые 4. Агропромснаб-1 ул.Уральская 24 30 Ковров 1995 3 Навес Электрокотел 2 кВт, душевые 5. Краевая больница ул.Российская 86,4 108 Ковров 1995 10 Навес Пищеприготовление, мытье посуды 6. АО КРАВТ ул.Уральская 51,2 64 Ковров 1995 6 Кровля Душевые, столовая 1. ст.Благовещенская база отдыха Ладога алюмин. - гелиоустановка N1 2,4 3 Ковров 1999 0,2 Кроншт. плавник - гелиоустановка N2 19,2 24 Ковров 1999 2,0 Навес - гелиоустановка N3 38,4 48 Ковров 1999 4,0 Кровля столовая, - гелиоустановка N4 38,4 48 Ковров 1999 4,0 Навес душевые Ейс 1. б/о Военторга 16 20 Ковров 1995 2 Кровля 2. б/о Пермьтрансгаз 16 20 Ковров 1995 2 Навес 1. б/о Примула 64 80 Ковров 1994 7 Навес Душевые, столовые 2. б/о СКЖД 80 100 Ковров 1995 10 Кровля Душевые, столовые 1. б/о Нептун 32 40 Ковров 1995 2х3 Кровля Душевые, 2 эл.котл. ЭПЗ-25 столовая Новороссийск 1. БОФ ул.Волочаевская 64 80 Ковров 1994 8 Кровля 2. Нефтеперевалочная база Шесхарис 72 90 Ковров Навес Душевые 3. Пансионат Зеленая роща 26 32 Ковров Кровля Душевые 4. Пансионат Лесная поляна 60 68 Ковров 2 кв. 1999 г. 6 Кровля Столовая Ст.Смоленская 1. База отдыха Энергонадзора 8 10 Ковров 1995 1 Кровля Душевые Сочи 1. Пансионат Подмосковье 48 60 Ковров 1995 4 Навес Душевые 2. Пансионат МАГРМ 8 10 Ковров 1995 1 Навес Столовая 3. Санаторий им.М.В.Фрунзе 72 92 Ковров 1996 2х5 Кровля ЦТП Тейдрюк 1. Тепловые сети, котельная д/с КОЛОКОЛЬЧИК 16 20 Ковров 1999 2,0 Кровля Стал. плавник Туапсе 1. Нефтебаза Заречье 8 10 Ковров 1998 1 Кровля Душевая Краснодарской лабораторией энергосбережения и нетрадиционных источников энергии Академии коммунального хозяйства выполнен анализ состояния гелиоустановок края. Наименее надежным их элементом является солнечный коллектор. При обследовании гелиоустановок фиксировалось состояние теплопоглощающей панели, корпуса, остекления солнечного коллектора после 3-5 лет эксплуатации. Наихудшие эксплуатационные показатели имеют коллекторы Братского завода отопительного оборудования (аналогичные конструкции Новокузнецкого, Подольского заводов) со стальной штампованной панелью, стальным штампованным корпусом, теплоизоляцией из минеральной ваты. В настоящее время они практически выведены из эксплуатации. Положительно показали себя коллекторы Ковровского механического завода: при общем числе обследованных коллекторов 975 шт. выявлено 3 повреждения теплопоглощающей панели. Следует отметить неудачную конструкцию узла герметизации стекла и низкое качество самого стекла, при приводит к появлению трещин в 7-10% коллекторов в первый год эксплуатации. Не выдерживается технология нанесения лакокрасочного покрытия обратной стороны корпуса коллектора, что вызывает ее коррозию на второй год эксплуатации. В России солнечные коллекторы серийно выпускаются Ковровским механическим заводом и предприятием Конкурент г. Жуковский Московской обл. Отдельные партии коллекторов изготавливает НПО машиностроения г. Реутов Московской обл. Ковровским заводом выпущено около 1500 солнечных коллекторов. Для данного завода характерно оптимальное для российского рынка соотношение: цена - качество. Во всех модификациях коллектора теплопоглощающая панель выполнена из латунной трубки, что обеспечивает коррозионную стойкость, и различных конструкций плавников (алюминиевые литые, стальные с обжимом и сварные). Покрытие теплопоглощающей панели - селективная эмаль. Стекло - оконное 4 мм, корпус стальной. Теплоизоляция - пенополиуретан, воздушные полости из пергамина. Тыльная сторона теплоизоляции - алюминиевый или стальной лист, пергамин на ДВП. Соединение коллекторов - четырьмя патрубками с резинотканевыми муфтами. Площадь коллектора 0,8-1,07 м2. Масса сухая 24-26 кг/ м2, с водой 27-30 кг/м2. Рабочее давление 6 кгс/см2. Стоимость 70 долл. США/ м2. На основе данных коллекторов Ковровским заводом изготавливается солнечная водонагревательная установка для индивидуальных потребителей с двумя коллекторами. Теплоизолированным баком-аккумулятором, опорными конструкциями, соединенными патрубками. Солнечные коллекторы фирмы Конкурент имеют технические характеристики на уровне лучших зарубежных образцов. Теплопоглощающая панель выполнена штампованной из нержавеющей стали, толщиной 0,3-0,5 мм. Селективное покрытие выполнено напылением в вакуумной камере. Теплоизоляция комбинированная: базальтовое волокно в алюминиевой фольге, пенополмуретан. Стекло упрочненное, с низким содержанием железа, толщиной 3 мм. Корпус и тыльная сторона коллектора выполнены из алюминиевых сплавов. Соединение коллекторов четырьмя резинотканевымм патрубками. Площадь коллектора 1 м2. Масса сухая 23,5 кг, с водой 24,75 кг. Рабочее давление 6 кгс/ см2. Стоимость - 220 долл. США Коллектор данной фирмы имеет малое сечение каналов теплопоглощающей панели и рассчитан для работы на антифризе. Фирма Конкурент выпускает также солнечные водонагревательные установки для индивидуальных потребителей Радуга-2М . В комплект установки входит два коллектора площадью 2 м2, теплоизолированный бак-аккумулятор емкостью 200 литров. В контуре солнечных коллекторов - антифриз, в баке - пластинчатый теплообменник, регулятор подпитки, электронагреватель мощностью 16 кВт. В комплект установки входят соединительные шланги, опорные конструкции. Стоимость данной гелиоустановки 1000 дол. США. Солнечные коллекторы НПО машиностроения (г. Реутов) имеют штампованную теплопоглощающая панель из нержавеющей стали толщиной 0,8 мм. Селективное покрытие выполнено напылением в вакуумной камере. Стекло упрочненное, с низким содержанием железа. Корпус м тыльная сторона - из нержавеющей стали. Площадь коллектора 0,9; 1,2 м2. Масса сухая 27,34 кг. Рабочее давление 4 кгс/см2. Стоимость 230 долл. США/м2. На основе данных коллекторов НПО машиностроения предлагает две модели солнечных водонагревательных установок емкостью 80 литров (один коллектор), 120 литров (два коллектора). Установки одноконтурные. Стоимость 900 долл. США. В Украине солнечные коллекторы изготавливают предприятие Южстальконструкция (г. Симферополь), фирма СОЛАНЖ (г. Киев), Крымский электротехнический завод (г. Севастополь). Симферопольский завод выпускает солнечные коллекторы с теплопоглощающей панелью из алюминиевого плавникового профиля площадью 1,5 м2. Стекло оконное. Корпус аз алюминиевого профиля. Теплоизоляция - пенополиуретан. Стоимость 100 долл. США/ м2. Севастопольский завод отдельными партиями изготавливает коллекторы с теплопоглощающей панелью из стальных труб приваренных к стальному листу. Стекло - оконное. Корпус стальной. Площадь коллектора 1,03 м2. Стоимость 100 долл. США/м2. Киевская фирма предлагает две модели солнечных коллекторов. Модель КС-3 имеет листотрубную стальную теплопоглощающую панель. Площадь 1,5 м2. Масса сухая 41 кг, с водой 59 кг. Стоимость 50 долл. США/м2. Модель КСБ-400 имеет теплопоглощающую панель из латунных трубок с алюминиевым оребрением. Площадь 1,4 м2. Масса сухая 28 кг, с водой 36 кг. Стоимость 125 долл. США/м2. Из зарубежных конструкций оптимальное соотношение качество - стоимость имеют израильские коллекторы, которые можно разделить на три вида: наиболее качественные стоимостью свыше 150 долл. США/м2; средние по качеству стоимость до 150 долл. США/м2; стандартного качества стоимостью до 100 долл. США/м2. Наиболее качественные коллекторы имеют теплопоглощающую панель из медных труб и медного листа, способ соединения панели и труб - сварка. Покрытие - селективное. Стекло градостойкое, содержание железа 0,03%, толщина 3,2 мм. Каркас из оцинкованной стали с покрытием порошковым полиэстером или из анодированного алюминия. Теплоизоляция - пенополиуретан, стекловата. Средние по качеству коллекторы имеют теплопоглощающую панель из медных труб и стального листа. Способ соединения - обжимом. Покрытие селективное. Стекло градостойкое с низким содержанием железа, толщиной 3,2 мм. Корпус из оцинкованной стали. Теплоизоляция - пенополиуретан. Стандартные по качеству коллекторы имеют теплопоглощающую панель из оцинкованных стальных труб и листа. Способ соединения - обжимом. Покрытие - селективная эмаль. Стекло оконное, толщиной 3 мм. Корпус из оцинкованной стали. Теплоизоляция - пенополиуретан. Основной причиной, сдерживающей массовое сооружение гелиоустановок является высокая удельная стоимость 1500-3000 долл. США/м3/сут, а следовательно большие для современной российской экономики сроки окупаемости, для уровня солнечной радиации Краснодарского края 3-5 лет. В самом общем случае окупаемости гелиоустановок можно определить по формуле: T = SC / (Q CT), (1) где SC - удельная стоимость гелиоустановки, руб/м2 Q - годовое количество теплоты, выработанное гелиоустановкой, Гкал/м2 СТ - стоимость теплоты от традиционного энергоисточника, Руб/Гкал Имеющаяся в настоящее время и в перспективе неопределенность в государственной ценовой политике на энергоносители с одной стороны и стоимости энергетического оборудования с другой делает актуальным оценку энергетической окупаемости сооружения гелиоустановок. При этом количество тепловой энергии, вырабатываемое гелиоустановкой за расчетный срок службы сопоставляется с затратами энергии на производство материалов солнечных коллекторов, оборудования и конструкций гелиоустановок. За рубежом расчеты по этому методу [11] показали, что при одинаковых энергетических затратах на изготовление оборудования гелиоустановок и тепловых энергетических станций в расчете на единицу установленной мощности удельная стоимость гелиоустановок должна составлять 108-216 долл. США/ м2 при средней стоимости гелиоустановок в США 538 долл. США/м2. В работе [12] предложена формула для определения срока энергетической окупаемости гелиоустановки горячего водоснабжения без дублирующего нагрева: (2) где (mrЭr), (myЭy) - суммы произведений масс и энергоемкости материалов соответственно солнечных коллекторов и вспомогательных конструкций, оборудования гелиоустановки; Qr - количество тепловой энергии, выработанное гелиоустановкой за год; n - расчетный срок ее эксплуатации. Коэффициент 1,2 учитывает затраты энергии при монтаже гелиоустановки. По формуле (2) для гелиоустановки производительностью 1 м3 в день с расчетной температурой 55°С для условий солнечной радиации Краснодарского края при сезонной эксплуатации и расчетном сроке службы 10 лет были рассчитаны [12] сроки энергетической окупаемости 3-х установок, различающихся конструкциями ребер теплопоглощающей панели и теплоизоляцией: теплопоглощающая панель из латунной трубки, стальных теплопоглощающих ребер, теплоизоляционной воздушной коробкой из пергамина, ограждением из ДВП и пергамина; срок энергетической окупаемости - 1,04 года; то же с алюминиевыми теплопоглощающими ребрами, ограждением из стального листа - 1,41 года; то же со стальными ребрами, теплоизоляцией из пенополиуретана, ограждением из стального листа - 1,16 года. Из полученных результатов следует, что наименьший срок энергетической окупаемости имеет первая конструкция коллектора, наибольший - вторая, что объясняется высокой энергоемкостью алюминия. Результаты расчетов свидетельствуют также о необъективности сравнения гелиоустановок с традиционными источниками теплоснабжения только по стоимостным показателям. Основным направлением сокращения срока окупаемости гелиоустановок является удешевление солнечных коллекторов. ЗАО Южно-русская энергетическая компания совместно с Ковровским механическим заводом (руководитель направления - Лычагин А. А.) работает над модернизацией солнечных коллекторов. Как известно, солнечных коллектор имеет две теплоизоляции: прозрачную над теплопоглощающей панелью и обычную - под ней. Для последней был произведен анализ расчетных, экспериментальных и экономических показателей. Тепловая изоляция солнечного коллектора должна обеспечивать заданные по экономическим соображениям нормативные теплотехнические, прочностные и экономические характеристики в течении установленного срока окупаемости, основные из которых рекомендованы ГОСТом [13]. В зависимости от материала теплоизоляции его термическое сопротивление определяется коэффициентом теплопроводности и толщиной для сплошного слоя изоляции. При использовании воздушных полостей толщиной 20-100 мм определяющее значение имеет теплоотдача излучением. При равной толщине изолирующего слоя 100 мм термическое сопротивление пенополиуретана составляет 2,86 (м°С/Вт. Таким образом теплопоглощающие свойства пенополиуретана в 3,7 раза выше. Термическое сопротивление наружного ограждения теплоизоляции не зависит от материала и, в основном, определяется теплоотдачей конвекцией, которая определяется скоростью наружного воздуха. Согласно ГОСТ [13] основной характеристикой солнечного коллектора является произведение общего коэффициента тепловых потерь коллектора и коэффициента эффективности поглощающей панели FUL. Для коллектора с одним слоем прозрачной изоляции, черным теплопоглощающим покрытием при нулевой скорости воздуха FUL 5,8 Вт/(м2°С) с погрешностью определения ±10% или ± Вт/(м2°С). Ковровский механический завод провел под руководством А.А. Лычагина испытания солнечных коллекторов с различными конструкциями теплоизоляции. При этом штатная конструкция имела следующие характеристики: теплопоглощающая панель из латунных трубок с наплавленным алюминиевым оребрением, произведение оптического КПД коллектора и коэффициента эффективности поглощающей панели - 0,72; один слой стекла оконного толщиной 4 мм; теплоизоляция - листовым полистирольным пенопластом ПС-1-100 в полиэтиленной стенке толщиной 50 мм; произведение общего коэффициента тепловых потерь коллектора и коэффициента эффективности поглощающей панели при нулевой скорости ветра 5,8 Вт/(м2°С); корпус стальной с габаритами 944х912х110 мм. Испытания производились в лаборатории при температурах окружающей среды от 14 до 22°С, температуре воды на в коллекторы 60°С, расходе воды 23,4 л/ч, угле наклона коллектора 45°С. Испытания производились по методике и схеме согласно ГОСТ [13]. Испытываемые коллекторы различались только конструкцией теплоизоляции: штатная; без теплоизоляции; коробка из пергамина; коробка из пергамина с одной перегородкой; коробка из пергамина с двумя перегородками; вкладыши в полости коллектора; вкладыши в полости коробки из пергамина. При этом получены результаты, которые представлены в табл. 2. Таблица 2 N п/п Тип теплоизоляции Произведение общего коэффициента потерь и коэффициента эффективности, FUL, Вт/(м2·°С) Среднее значение FUL, Вт/(м2·°С) В процентах от FUL штатного коллектора В процентах от FUL по ГОСТ 1. Штатная 4,7-5,8 5,25 100 91 2. Без теплоизоляции 6,6-7,5 7,05 134 122 3. Коробка из пергамина 5,7-6,7 6,2 118 107 4. Коробка из пергамина с одной перегородкой 5,2-6,2 5,7 109 98 5. Коробка из пергамина с двумя перегородками 5,5-6,5 6,0 114 103 6. Вкладыши в полости коллектора 6,9-7,0 7,0 132 121 7. Вкладыши в полости коробки из пергамина 5,5-6,4 8,0 114 103 Из анализа результатов следует, что в пределах разрешенной погрешности определения FUL (±10%) находятся все теплоизоляционные конструкции кроме вкладышей в полости коллектора. В общем случае удельная стоимость теплоизоляции коллектора должна быть ниже или равна стоимости тепловой энергии, теряемой через данную изоляцию за определенный срок эксплуатации: (3) где Сu - стоимость теплоизоляции, руб/м2; - коэффициент теплопроводности, Вт/(м2°С); tж - средняя температура жидкости в коллекторе, °С; tв - средняя температура воздуха в течении сезона эксплуатации коллектора, °С; n - продолжительность эксплуатации коллектора в течении сезона, час/год; T - число лет эксплуатации коллектора до полной окупаемости; Cm - стоимость тепловой энергии от традиционных источников, замещаемых гелиоустановкой, руб/Вт; Im - коэффициент прогнозного изменения стоимости тепловой энергии в пределах заданного срока окупаемости. Результаты расчетов по формуле [З] показали, что при условно одинаковой производительности Ковровского коллектора с равной толщиной 0,05 м теплоизоляции из пенополиуретана и с воздушной прослойкой при tж = 30°С, tв = 15°С, n = 2160 ч/год, Т = 10 лет, Cm = 0,2·103 руб./Вт, Im = 7,07 (прогноз 30% инфляции в первый год и далее в среднем 10% в год) стоимость конструкции с воздушной прослойкой может быть сокращена в 4-5 раз. С учетом изложенного можно сделать следующие выводы: В России имеется достаточно большой опыт проектирования и эксплуатации гелиоустановок. При этом требуется доработка применительно к современным условиям Норм и рекомендации по проектированию гелиоустановок [14],[15]. Для южных регионов России имеются достоверные данные интенсивности солнечной радиации для проектирования гелиоустановок, а также методики для их уточнения. На российском рынке солнечных коллекторов наилучшее соотношение потребительских свойств и стоимости имеют изделия Ковровского механического завода. Представлены также коллекторы фирмы Конкурент (г. Жуковский, Московской обл.), НПО Машиностроение (г. Реутово, Московской обл.), нескольких украинских производителей. В современных экономических условиях для повышения объективности предложены формулы для определения срока окупаемости гелиоустановок по стоимостным показателям, а также срока энергетической окупаемости. Для российского рынка необходим солнечный коллектор, который совмещает приемлемые технические характеристики совмещал с низкой стоимостью. На основе анализа расчетных и экспериментальных данных на Ковровском механическом заводе налажен выпуск солнечных коллекторов с теплопоглощающей панелью из латунной трубки и стальными ребрами, а в качестве теплоизоляции применены короба из пергамина. Предложена формула для определения предельной удельной стоимости теплоизоляции коллекторов. Десятилетний опыт успешной эксплуатации гелиоустановок горячего водоснабжения свидетельствует о перспективности и приоритетности данного направления использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Список литературы: [1] - Бутузов В.А. Анализ опыта разработки и эксплуатации гелиоустановок в Краснодарском крае // Промышленная энергетика, № 2,1997 [2] - Рабинович М.Д. Сравнение различных методов представления климатологической информации при расчете производительности гелиосистем // Гелиотехника, № 3,1986 [3] - Валов MM., Горшков Б.Н., Некрасова Э.И. О точности определения интенсивности солнечной радиации при расчетах гелиоустановок // Гелиотехника, №6,1982 [4] - Научно-прикладной справочник по климату СССР. Часть 3. Многолетние Выпуск 13. Часть 1. Солнечная радиация и солнечной сияние- Л.: Гтдроитноиздат, 1990 [5] - Справочник по климату СССР. Часть 1. Солнечная радиация, радиационный баланс и солнечное сияние-Л.: Гидрометеоиздат, 1966 [6] - Отчет о НИР Разработка рекомендаций по проектированию гелиоустановок котельных и ЦТП // Краснодарская лаборатория энергосбережения и нетрадиционных источников энергии Академии коммунального хозяйства - Краснодар, 1989 [7] - Бутузов В.А. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии в системах теплоснабжения Краснодарского края // Краснодар, 1989 [8] - Отчет о НИР Исследования и разработка гелиоустановок для систем теплоснабжения заводов МЖК и пионерлагеря Чайка в пос. Джанхот // Краснодарская лаборатория энергосбережения и нетрадиционных источников энергии Академии коммунального хозяйства. Краснодар, 1991 [9] - Отчет о НИР. Схема размещения нетрадиционных возобновляемых источников энергии в Краснодарском крае. Технико-экономический доклад. Часть 2. Оценка гелиоэнергетических ресурсов Краснодарского края и рекомендации по их техническому использованию для выработки тепловой и электрической энергии - АО Ленгидропроект. АОЗТ Гидротех № 030-23-27 С.-Петербург, 1994 [10] - Отчет о НИР. Разработка климатических характеристик для нормативных документов по строительному проектированию, техническому нормированию и других целей ГГО им. А. И. Воейкова, Л. 1990 [11] - Baron S. The embedded energy cont in solar energy systems / 19 th Intersoc Energy Convers / Eng. Conf., San-Francisco, Calif, 1984 [12] - Бутузов В.А. Анализ опыта проектирования и эксплуатации гелиоустановок горячего водоснабжения в сборнике Энергосбережение на Кубани , Краснодар, Советская Кубань, 1999 [13] - ГОСТ 28310-89 Коллекторы солнечные. Общие технические условия. М.: Госстандарт, 1999 [14] - Нормы проектирования. Раздел Установки солнечного горячего водоснабжения : ВСН 5286 / Госгражданстрой СССР: - М. 1987 Вывоз мусора период и утилизация отходов Термоизоляция крыши и потолка. Новая страница 1. Профильные проблемы. Ебрр назвал украинскую экономику. Петра опитц. Главная страница -> Технология утилизации Экологически чистая мебель: |
