Главная страница -> Технология утилизации

Энергосберегающие. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов.

Гуцул Евгений

Проблемы с коммунальным хозяйством, которые в этом году катастрофически плотно подобрались к областным центрам и столице, как минимум, пятилетку назад всей своей разорительной мощью ударили по рабочим городкам и райцентрам. Прежде всего речь идет о теплоснабжении. В самых продвинутых небольших населенных пунктах были воплощены программы по переводу потребителей тепла на индивидуальное отопление. Было сделано подобное и на Львовщине. Почти два года назад все местные и центральные СМИ дружно сообщали о завершении реализации «Программы обеспечения жителей надежным теплом» в одном из райцентров нашей области — в Городке. Тогда журналисты, наслушавшись осчастливленных городковчан, рассказали всей стране, какое это благо — не зависеть от технически и экономически деградировавших старых централизованных систем теплоснабжения! Почти каждая квартира или частный дом в 18,5-тысячном Городке получила свой контролируемый, надежный, энергосберегающий, перспективный и экономный источник тепла. Сегодня в этом населенном пункте среднестатистический владелец трехкомнатной квартиры (ориентировочно 70 квадратных метров) зимой платит за газ 50—70 гривен в месяц. И это — с учетом пользования газовой плитой и автономного подогрева воды для бытовых нужд. А во Львове только тепло от централизованного источника владельцу трехкомнатной квартиры обходится примерно в 130 гривен.

Наверное, отталкиваясь от подобной разницы в ценах, сегодня развивать индивидуализацию теплового рынка пытаются уже на уровне всей области. В повестку дня последнего заседания сессии Львовской областной рады был включен вопрос о предоставлении кредитов местному населению с целью установления в индивидуальных жилищах автономных систем отопления. Правда, вопрос из-за непроработанности темы так и не был проголосован. И все же тенденция сохранилась.

Ну, а песни распевать лучше хором, лучше хором

Вместе с тем, на уровне самого Львова индивидуальному отоплению уже раздаются совершенно противоположные оценки. Сначала новый мэр Львова Андрей Садовый, а затем и директор Львовского городского коммунального предприятия «Львовтеплокоммунэнерго» Игорь Марчак публично заявили о вреде автономных систем. Собкор «ЗН» встретился со специалистом в области теплоснабжения Игорем Марчаком и попросил аргументировать свою позицию. По мнению директора ЛГКП «Львовтеплокоммунэнерго», недостатки индивидуального формата выглядят следующим образом.

В начале девяностых годов прошлого века западные европейцы начали массово отказываться от децентрализованного отопления. И причина этого была не только в том, что потребителю намного удобнее включить кран и получить тепло (обслуживать индивидуальный котел более трудоемко, да и небезопасно). Главные детерминанты «коллективизации отопления» — политика и экономика.

Современное индивидуальное отопление — это жесткая привязка к газу. А значительную долю газа в европейские страны больше всего поставляет пока Россия. Быть же газозависимой от политической линии Москвы Европе как-то не с руки. Перманентное подорожание газа делает, соответственно, более дорогим тепло для всех категорий потребителей, и оптовых, и розничных. А розничному покупателю товар обходится значительно дороже, нежели оптовому. Кроме того, индивидуальные системы отопления могут давать только тепло. Тогда как на централизованных системах можно достичь эффекта когенерации, то есть, кроме тепла, производить еще и электроэнергию. Ну и, наконец, централизованные системы позволяют сжигать другие виды топлива: уголь, дрова, опилки, солому, торф, мусор и т. д. Тем самым удается уйти от пресловутой жесткой привязки к газу. Просчитав комплекс вышеописанных составляющих, Западная Европа начала строить центральные отопительные системы, вынося источники тепла за пределы городов и оснащая их (эти источники) установками по получению электроэнергии.

Производители индивидуальных систем отопления, оказавшись без рынка сбыта в Западной Европе, обратили свой взор на Центральную. Здесь, в бывших соцстранах, после развала старой экономики и инфраструктуры началась волна перехода на индивидуальные системы. Однако к концу девяностых и Центральная Европа осознала целесообразность перехода к централизации теплоснабжения, причем по тем же причинам, что и Западная.

На этот раз производители индивидуальных котлов (или конвекторов) и сопутствующих изделий нацелились на республики бывшего Союза. Украина также попала в их поле зрения. Без высочайшего разрешения просто так попасть на наш рынок со своим «крамом» коммунального предназначения никто не мог (напомним, ситуация описывается со слов директора «Львовтеплокоммунэнерго». — Е.Г.) — забросу малых систем отопления в наши края предшествовала серьезная лоббистская работа. При этом, не исключено, на «убеждение» высшего руководства ушли многие миллионы, если не миллиарды, условных единиц. (Если исходить из времени, когда это происходило, то в Украине объектом уговоров соответствующих западных производителей могло быть окружение Кучмы.)

Сегодня, когда цены на газ выросли до рекордных отметок, а в Украине цену на данное топливо для розничного потребителя предполагается сделать более высокой, нежели для оптового, участь обладателей индивидуальных систем отопления выглядит не столь привлекательной. Информацию о том, что команда «на крупного и мелкого потребителя газа рассчитайся!» будет дана с
1 января, отечественные тепловики уже получили. Каким будет это ценовое соотношение для потребителей разных весовых категорий в Украине, сейчас не берется спрогнозировать никто. Но можно смоделировать наше близкое газовое будущее, обратив взор на соседнюю Польшу. Там тепловики берут газообразное топливо по 130 долл. за тысячу кубометров, а владельцам квартир и домов его отпускают уже по 450. Т. е. газ отдельно взятому поляку обходится в 3,5 раза дороже, чем теплокоммунальному предприятию. По расчетам И.Марчака, эта ценовая разница в сочетании с другими факторами (наличие или отсутствие когенерации, сжигание альтернативных видов топлива) сделает цену тепла от индивидуального котла на порядок выше цены тепла от котла общего. Причем к категории «общий котел» нельзя причислять коллективную котельную на крыше или в подвале, поскольку она не может параллельно производить то же электричество.

«Гуртом тільки батька бити добре»

В целом изложенное Игорем Марчаком вроде бы убеждает. Однако как справедливо, по крайней мере, с нашей точки зрения, утверждает Николай Савка, бывший мэр упомянутого в начале этой статьи Городка, определять лучший способ извлечения тепла, централизованный или автономный, исходя из одной кривой роста цены на газ, не совсем корректно. Н.Савка считает, что «тепловой вопрос» нужно решать в комплексе.

Бывший мэр Городка предлагает исходить прежде всего из качества услуги по обеспечению теплом. Если человек не желает зависеть от так называемого отопительного сезона (начало и завершение которого регулируются распоряжениями и весьма часто не совпадают с реальной потребностью в тепле) и готов немного дороже платить за комфорт, то кто вправе ограничивать такого потребителя в выборе способа отопления?! «Львовтеплокоммунэнерго» планирует подавать тепло круглый год. А уже дом, согласно этим планам, получит возможность по собственному усмотрению определять, брать теплоноситель на обогрев, скажем, в пасмурный летний вечер, или на горячую воду в ванной комнате, либо — и на то, и на другое. Но, по большому счету, круглогодичная поставка теплоносителя проблему кардинально не решает. «Колхоз», что большой (весь город), что маленький (дом), все равно остается «колхозом». В одном доме все равно не окажется «команды потребителей», которая имела бы одинаковые запросы насчет теплоносителя и демонстрировала одинаковое отношение к нему. Один житель ограничится проектным количеством ребер, другой нарастит батарею в три раза больше нормы. Один владелец квартиры может быть настроен на рационально-экономное отношение к теплу, другой будет открывать форточки в лютую стужу. А стоимость тепла будут «справедливо» разбрасывать на всех. И это при условии, что обсуждаемый отдельный дом будет оснащен прибором учета тепла.

Со счетчиками на рынке тепла тоже проблемы. А может, этих проблем и нет, во всяком случае — для поставщика тепла? Скорее всего, этому самому поставщику средства учета как раз и ни к чему. Поскольку поголовное оснащение потребителей счетчиками осложнит монополисту жизнь. Ведь придется брать деньги только за то количество калорий, которые реально доставлены в дом. А еще придется рассекретить структуру тарифа и доказать экономическую обоснованность каждого пункта. И что-то нам подсказывает, что такое развитие событий нынешних производителей тепла не особо вдохновляет. К слову, многие принципиальные потребители, глубоко неудовлетворенные качеством такого товара, как тепло, до сих пор не могут добиться от продавца, из чего же этот проклятущий тариф состоит.

Нет, против счетчиков ни новая городская власть Львова, ни «Львовтеплокоммунэнерго» не выступают. Наоборот, городские власти сегодня даже выполняют хитрую программу оснащения домов счетчиками тепла. Хитрость состоит в том, что город предлагает жителям домов оплатить половину стоимости приборов учета тепла. На это у нас возникает несколько замечаний. Во-первых, такое предложение противоречит Жилищному кодексу, который обязывает продавца коммунальных услуг выходить на рынок со своими «весами». Во-вторых, такой способ (50 на 50), скорее всего, не позволит охватить значительную часть домов. Поскольку наверняка не все жители согласятся сдавать деньги на счетчики. Есть немалое количество домов, в которых найдется по нескольку бабушек, которые инициативной группе по сбору средств на вторую половину счетчика скажут: «Деточки, на наш век и так хватит!» К тому же в неблагополучных домах некоторые владельцы квартир «свободные деньги» предпочитают «инвестировать в поддержку производителя алкоголя, нежели счетчиков по теплу». К тому же установка домового счетчика не является гарантией того, что добросовестный житель получит тепло — теплоснабжающие предприятия во Львове подают тепло в тот дом, в котором долги погашены на 95%. Фактически все жильцы втягиваются в так называемую коллективную ответственность, когда добросовестный потребитель должен не только расплатиться за себя, но и стимулировать нерадивого соседа рассчитаться за полученное тепло.

Продавцы тепла — еще одна головоломка. Предыдущий мэр, переводя горожан с расчетов по квадратному метру на расчеты по гигакалориям, между «Львовтеплокоммунэнерго» и потребителем поставил буфер — ЖЭКи. Именно этим структурам, морально изжившим себя, прежний городской голова предоставил статус исполнителя услуг. И получилось как в плохом магазине: покупатель начинает возмущаться, скажем, по поводу запеченного в хлебе таракана, а продавщица огрызается, что ее дело только продавать завезенное.

Да, стоимость газа будет расти, и от этого отмахнуться не удастся. Вместе с тем, прямо пропорциональной зависимости между ростом цены на голубое топливо и ростом цены тепла может и не быть. Даже тогда, когда потребитель не будет переходить на альтернативные виды топлива. Добиться экономии средств можно за счет снижения потребления газа, хоть централизованным источником тепла, хоть индивидуальным. И речь вовсе не о том, чтобы помещения едва протапливались. Наши жилища по параметру утепления нужно привести хотя бы до уровня нынешних строительных норм. Ведь через стены имеющегося фонда в среднем теряется приблизительно 40—45% тепла. Стены же некоторых бюджетных объектов из силикатного кирпича пропускают более 50% тепла. А ведь кроме стен существуют еще окна и двери.

Вопрос утепления зданий непосредственно связан с вопросом, на каком этапе это будет сделано: до запуска новых централизованных систем, которые пропагандирует директор «Львовтеплокоммунэнерго», или после? Если после, то значительная часть мощностей может оказаться лишней. А это значит, что будут инвестированы лишние деньги.

Собственно, найти инвестиции на создание новых систем централизованного отопления реально. (В октябре нынешнего года пресс-служба Львовского горсовета отрапортовала о запуске котельной с когенеративными установками в одном из микрорайонов областного центра; деньги на новацию нашли в городском бюджете.) Вместе с тем, автоматически появление когенеративных установок может и не смягчить для потребителя ценовой удар, спровоцированный удорожанием газа (тепла). Причиной может быть, условно говоря, специфика адаптивных свойств нашей постсоветской реальности. Лучший мировой опыт, столкнувшись с украинскими «слугами народа», как правило, деформируется в свою противоположность.

Как показывает недавняя история тепловой политики Львова, отцы города легко могут поставить бюджеты областного центра и теплоснабжающего предприятия лично себе на службу. Так, при прежнем мэре Львова, как сообщил собкору «ЗН» депутат Львовского городского совета Юрий Кужелюк, «без каких-либо решений горсовета и горисполкома» на территории Львовской ТЭЦ-1 начали строить парогазовую установку для производства электрической и тепловой энергии. При этом среди инвесторов этой установки удивительным образом оказались теща городского головы и мать директора ЛГКП «Львовтеплокоммунэнерго». А город, на территории которого и должна была заработать установка, в доле специально созданного предприятия получил «ноль». Работать же новая установка могла, давая прибыли своим соучредителям, лишь в том случае, если бы к теплоэлектростанции подвели более мощный газопровод, строительство которого городской мэр решил профинансировать за счет городского бюджета.

Будет ли нынешняя городская власть себя вести лучше прежней в обсуждаемом вопросе? Вряд ли. Судебная система на уровне всех четырех инстанций признала политику предыдущей городской властной команды незаконной относительно тарифов в сфере водоснабжения и водоотведения. Выполнение решений этих судов досталось по наследству команде нынешней. Однако последняя не спешит выполнять предписания.

Кто все-таки греет руки на нашем тепле?

Помимо перечисленных недостатков у индивидуальных и централизованных систем отопления есть многие другие. Но ограничимся приведенными примерами. И вообще, предоставим специалистам провести исчерпывающее исследование по этому вопросу и определить в точных цифрах, какой из способов отопления и в каких случаях является наиболее оптимальным. Вот только беда в том, что таких исследований и расчетов, судя по всему, никто не ведет. Во всяком случае, профессионалы от тепла, с которыми автор статьи общался, о подобных работах ничего не слышали.

Стратегия по теплоснабжению, которую Верховная Рада или Кабмин за прошедшие пятнадцать лет вполне могли бы утвердить, отсутствует. Вместо этого налицо полнейший хаос в этом вопросе. Кому что удается пролоббировать, то и реализуется. Тот же И.Марчак, объясняя такую неопределенность, допускает, что она кому-то выгодна. Директор «Львовтеплокоммунэнерго» не исключает, что, помимо производителей индивидуальных систем отопления, нашим рынком тепла пытается «рулить» и Россия, крупнейший поставщик газа. Переход на другие виды топлива, которые могут использовать централизованные системы, сулит Украине существенное уменьшение энергетической зависимости от северного соседа, а следовательно — и политической.

И.М. Калнинь, д-р техн. наук; Л.Я. Лазарев, А.И. Савицкий,

кандидаты техн. наук (МГУИЭ, МЭИ, НПФ ЭКИП)

Проблема теплоснабжения является одной из наиболее острых в энергетике. Современный анализ энергопроизводства и энергопотребления в мире показывает, что несмотря на наметившееся уменьшение доли потребляемого органического топлива в общем балансе за счет использования возобновляемых источников энергии (ветровой, геотермальной, солнечной, биоэнергии и др.), по крайней мере в первой половине XXI века, основным источником энергии по-прежнему останется органическое топливо - газ, нефть и уголь. Это означает, что при использовании традиционных способов теплоснабжения сохранится и интенсивность выбросов вредных продуктов сгорания органического топлива.
Последние два десятилетия в технической и научной периодике продолжается дискуссия об эффективности принятого в России (а ранее в СССР) для крупных и средних городов централизованного теплоснабжения, основанного на комбинированном способе производства тепла и электроэнергии на ТЭЦ. Становится все очевиднее, что преимущества комбинированного способа производства тепла и электричества (экономия топлива, дешевизна и др.) обесцениваются значительными потерями тепла в протяженных тепловых сетях, огромными затратами на их сооружение, эксплуатацию и ремонт [1]. Теплоснабжение средних городов и поселков осуществляется в основном от небольших ТЭЦ и котельных, размещенных в черте населенного пункта, вредные выбросы которых наносят большой ущерб населению.
Альтернативой этой традиционной системе теплоснабжения могут служить теплонасосные установки (ТНУ) [2], превращающие низкопотенциальную тепловую энергию окружающей среды (воды, грунта, воздуха), а также тепловые отходы промышленных предприятий и коммунальных служб в тепловую энергию требуемого потенциала. Перенос теплоты от источника низкого потенциала (ИНТ) на более высокий температурный уровень осуществляется подводом механической энергии в компрессоре (парокомпрессионные ТНУ) или дополнительным подводом тепла (в абсорбционных ТНУ).
Применение ТНУ кардинально улучшает условия теплоснабжения: в 2 раза может быть сокращено потребление первичной энергии (органического топлива); система теплоснабжения становится децентрализованной, не требующей протяженных тепловых сетей; производство электроэнергии и связанный с ним выброс продуктов сгорания органического топлива могут быть вынесены за пределы населенных пунктов.
Эффективность использования ТНУ во многом связана с наличием (выбором) источника низкопотенциальной теплоты. ИНТ может быть выбран для широкого применения однотипных ТНУ в регионе: теплота фунта, грунтовых вод, воды естественных водоемов (в том числе морской воды) и т.п. Однако во многих случаях применение ТНУ определяется локальными условиями конкретного потребителя: наличием местного ИНТ, особенностями использования произведенного тепла, особенностями местного энергоснабжения и др. В этом случае теплоснабжение с помощью ТНУ вполне может вписаться в имеющуюся централизованную систему города или поселка.
К настоящему времени наибольшее распространение в системах отопления зарубежных стран (США, Канады, Швеции, Дании, Нидерландов, Германии, Японии и др.) получили ТНУ пароком-прессионного типа. Мерой энергетической эффективности ТНУ этого типа может служить коэффициент преобразования энергии ?, характеризующий отношение отданного потребителю тепла к затраченной механической (электрической) энергии. В первом приближении можно считать, что µ в основном зависит от разницы требуемой для потребителя температуры теплоносителя и температуры источника тепла низкого потенциала. Оценки показывают [2], что для удачно спроектированных систем отопления коэффициент ? изменяется от 2,5 до 6-8. Отметим, что уже при µ >2,5-3 использование ТНУ может оказаться выгоднее, чем теплоснабжение от ТЭЦ и индивидуальных котельных.
По конструкции, принципу действия, составу оборудования, используемым рабочим телам ТНУ практически не отличаются от широко распространенных холодильных машин. Разработанные в России тепловые насосы [3,5] производятся, как правило, заводами холодильного машиностроения и их широкому использованию для теплоснабжения нет никаких технических ограничений. ТНУ малой тепловой мощности (1-15 кВт) могут быть эффективно использованы для индивидуального теплоснабжения потребителей в сельской местности (индивидуальные дома, коттеджи, фермерские хозяйства и др.).
ТНУ не имеют конкуренции при дополнительном строительстве в центре городов, где существующие системы теплоснабжения перегружены, строительство дополнительных котельных недопустимо, а использование электричества для отопления слишком расточительно.
Можно ожидать, что потребность в ТНУ различной мощности в ближайшее время будет нарастать и достигнет нескольких десятков тысяч.
Приведем несколько примеров использования ТНУ, разработанных фирмой ЭКИП , для локальных потребителей в Москве.

1. Здание пожарной части. Было необходимо модернизировать систему отопления производственных и жилых помещений площадью 300 м^2. Ранее для отопления использовалась котельная, потребляющая 15000 кг угля в год. Если принять теплотворную способность угля QНР - 33500 кДж/кг и КПД котельной 0,8-0,85, то средняя потребляемая за год тепловая мощность составит около 16 кВт.
В 150 м от помещения пожарной части протекает река, средняя годовая температура воды в которой -10 °С. Было предложено использовать вместо котельной тепловой насос (ТН) парокомпрессионного типа. Принципиальная схема ТН показана на рис. 1, а рабочий процесс в p-i-диаграмме - на рис. 2. Рабочим веществом в цикле ТН выбран широко используемый в холодильной технике дешевый теплоноситель R22. Испарение R22 происходит на участке 6 - 1 (рис. 2) за счет использования низкопотенциального тепла речной воды, а тепло охлаждения нагретого при сжатии в компрессоре R22 (2 -3), его конденсации (3 - 4) и переохлаждения (4-5) отдается в систему водяного отопления помещения (tB1 = 35 °С, tB2= 70 °С). Рисунок 1

Принципиальная схема ТНУ с использованием низкопотенциального тепла речной воды

При выбранных для этого варианта термодинамических параметрах схемы (см. рис. 1) требуемая тепловая мощность обеспечивается потреблением из сети электрической мощности для привода компрессора N^кэл = 4,86 кВт. Таким образом, коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую составляет µ=16кВт/4,86 кВт= 3,29.
Дальнейшее повышение экономичности ТНУ возможно при переходе от водяного отопления с высоким уровнем верхней температуры (70-90 °С) к отоплению нагретым воздухом, температура которого 28-30 °С [2]. При этом существенно повышается эффективность ТНУ ( µ—>5,4), а требуемая электрическая мощность снижается до 2,96 кВт (см. рис. 2, цикл 1-2 -3 -5 - 6 -1). Рисунок 2

Рабочий цикл ТНУ в р-i-диаграмме для различных вариантов систем отопления:

- водяная система отопления (температура прямой и обратной воды tпр = 70 °С, tоб = 35 °С);
- с использованием теплых полов и теплого воздуха

Если считать, используя данные работы [3], что капитальные вложения в ТНУ составляют примерно 200 $ за 1 кВт тепловой мощности, стоимость электроэнергии для потребителя примерно 0,05 $ за 1 кВт ч, стоимость твердого топлива - около 50 $ на 1 т условного топлива (у.т.), штрафы за загрязнение окружающей среды при сжигании твердого топлива 150 $ за 1 т у.т., то срок окупаемости ТНУ составит менее года. Кроме того, новая система отопления (нагретым воздухом) повышает комфортность отапливаемых помещений за счет возможности более тонкой регулировки параметров микроклимата, уменьшает затраты на эксплуатацию ТНУ, требующую только периодического осмотра, в то время как функционирование котельной обеспечивается постоянным присутствием персонала.

2. Плавательный бассейн. Для кондиционирования и отопления помещений плавательного бассейна в настоящее время используется воздух, нагреваемый до 28-30 °С в водяном калорифере. Потребление нагретого воздуха достигает 50 000 м^3/ч, что соответствует потреблению (в зимних условиях) до 1000 кВт тепловой мощности. В то же время из душевых помещений бассейна бесполезно сливается в канализацию до 150 м^3 в сутки воды, температура которой достигает 30-40 °С.
Для таких условий можно применять ТНУ, использующую сбросное тепло из душевых для подготовки воздуха к кондиционированию и отоплению помещений бассейна. Рисунок 3

Принципиальная схема ТНУ плавательного бассейна с использованием низкопотенциального тепла воды, сливаемой из душа, для подогрева воздуха:

Б - помещение бассейна;
О - осушитель-фильтр;
Ф - фильтр наружного воздуха;
К- компрессор.
- схема I;
- схема 2

Принципиальная схема ТНУ показана на рис. 3. В качестве рабочего вещества используется теплоноситель R22. Согласно расчетным оценкам тепловой схемы тепловая мощность воды, сливаемой из душевых, составляет 218 кВт, что позволяет при выбранных параметрах схемы обеспечить испарение 1,2 кг/с R22 и получить до 260 кВт тепловой мощности для нагрева воздуха, затратив для привода компрессора лишь 42 кВт электрической (или механической) мощности. Однако эта тепловая мощность обеспечивает подогрев воздуха по схеме 1 (см. рис. 3) лишь при понижении температуры окружающей среды до tо.с. = + 14 °С. При более низкой температуре наружного воздуха сбросного тепла душевых оказывается недостаточно для обеспечения отопления помещений. Недостающую тепловую мощность предлагается получить за счет рециркуляции нагретого воздуха (после его очистки и осушки), выходящего из помещений бассейна, и подмешивания его к наружному воздуху на входе в теплообменник ТНУ (схема 2, см. рис. 3). По такой схеме функционирование ТНУ обеспечивается во всем диапазоне изменяющихся климатических условий. При этом электрическая мощность привода компрессора ТНУ составит 43,2 кВт, а коэффициент преобразования µ электрической мощности в тепловую достигнет 6,1!
Технико-экономическая оценка применения ТНУ показывает [3], что ожидаемый срок окупаемости не превысит 2,5 лет. При инвестициях в установку ТН в размере 53000 $ использование новой технологии теплоснабжения позволит сократить расходы на теплоснабжение с 60000 до 30000 $ в год и получить через 2,5 года существенную дополнительную прибыль.

3. Теплоснабжение коттеджей. Если при проектировании системы теплоснабжения отдельных коттеджей руководствоваться общепринятой в централизованных тепловых сетях зависимостью температуры прямой (tпр) и обратной (tоб) сетевой воды от изменения температуры окружающей среды, то использование ТН будет малоэффективным (низкое значение коэффициента преобразования µ= 2 2,3) из-за большой разницы верхней и нижней температур цикла [2]. Кроме того, из-за отдаленности ИНТ (канализационного коллектора) от места расположения ТН будут существенными потери в трубопроводах и капитальные затраты на строительство. Поэтому предлагается использовать схему двухкон-турных ТН. Рисунок 4.

Схема двухконтурной ТНУ:

1 - группа коттеджей;
2 - канализационный коллектор;
3 - нижний теплообменник первого контура;
4, 5 - ТНУ соответственно первого и второго контура;
6 - отдельные коттеджи

Идея схемы (рис. 4) сводится к тому, что на некоторое число коттеджей (например 10) устанавливается ТН первого контура, отбирающий тепло от канализационных стоков. Среднепотенциальное тепло верхней части первого контура используется ТН второго контура, расположенными индивидуально в коттеджах, для трансформации его в высокотемпературное тепло системы отопления. При такой (двухконтурной) системе ТН второго контура расположен непосредственно у потребителя тепла (в подвале или на чердаке коттеджа, в гараже и т.п.). Поэтому, очевидно, отпадает необходимость в подогреве прямой сетевой воды до 100-135 °С, следовательно, можно снизить верхнюю температуру во втором контуре цикла ТН до 70 °С (рис. 5), что повысит коэффициент µ до 3,23. При этом требуемая электрическая мощность для одного теплового узла составит 46,5 кВт, а для всех 500 коттеджей -2325 кВт. Рисунок 5

Принципиальная схема двухконтурной ТНУ

Дальнейшее повышение коэффициента преобразования µ может быть осуществлено использованием более прогрессивных способов передачи тепла в помещении [2]. Так, если использовать отопление с интенсивными теплообменниками, то уровень температур в верхней части цикла ТН может быть снижен до 50-65 °С (рис. 6). При этом потребляемая мощность снижается до 40,1 кВт, а коэффициент возрастает до 3,74. Заметим, что во всех численных расчетах схем ТН КПД компрессора принималось равным 0,7. Если же в данном варианте схемы удастся повысить КПД компрессора от 0,7 до 0,9, то потребляемая мощность снизится до 32,7 кВт, а коэффициент µ повысится до 4,58.
Наиболее перспективно и экономично [2] использовать в комплексе с ТН низкотемпературные системы отопления (обогреваемые полы, отопление нагретым воздухом и т.п.). Тогда температура конденсации в верхнем цикле может быть понижена до 40 °С и даже при КПД компрессора 0,7 удается снизить потребляемую электрическую мощность до 35,4 кВт, а коэффициент µ увеличить до 4,24.
Как показывает расчетный анализ, при разнице верхней и нижней температур в цикле менее 70°С двухконтурный цикл начинает уступать одноконтурному по экономичности из-за увеличенной суммарной работы компрессоров. Однако использование одноконтурных схем в данном случае (распределенные мелкие потребители при отдаленном от них источнике низкопотенциального тепла) менее экономично из-за больших потерь в протяженных трубных системах. Рисунок 6

Принципиальная схема двухконтурной ТНУ с интенсивным теплообменом в жилом помещении

Электрическую энергию для привода компрессоров ТН предполагается получить, установив на газораспределительной станции ГРС микрорайона Косино (Москва) турбодетандерную установку, утилизирующую теряемую на дросселирующих органах ГРС потенциальную энергию давления природного газа и превращающую ее в электрическую и механическую энергию.
Принципиальная схема турбодетандерной установки показана на рис. 7. Природный газ с давлением на входе P^ВХг = 2МПа и температурой tВХг=2°С направляется по байпасной линии в обход дросселирующих органов ГРС к турбодетандерной установке. Для того, чтобы на выходе из нее природный газ, поступая к потребителям, имел температуру не ниже +2 °С, что регламентируется правилами эксплуатации газовых сетей, необходимо перед расширением его в турбодетандере подогреть. В данной установке подогрев газа осуществляется в теплообменниках Т01 и Т02 с помощью ТН, компрессор К которого приводится в действие одним из двух турбодетандеров (Т1), а низкопотенциальное тепло отбирается от сточных вод в теплообменнике (ТОЗ). Рисунок 7

Принципиальная схема энерго-тепло-холодильной установки, использующей потенциальную энергию сжатого природного газа, установленной на ГРС вблизи п. Ухтомский Московской обл.: Др - существующая ГРС;
ТО1, ТО2 - теплообменники предварительного подогрева газа;
ПТ, ПХ - внешние потребители тепла и холода;
T1,Т2 - турбодетандеры;
К- компрессор ТНУ;
И - испаритель ТНУ;
ТО3 - теплообменник канализационного коллектора;
=> - линии природного газа;
--> - контур ТНУ (R22);
- - - - холодильный контр

Двухступенчатое расширение в турбодетандерах и двухступенчатый подогрев газа в теплообменниках ТО1 и Т02 осуществлены в связи с большим отношением давлений на данной ГРС ( РВХг/РВЫХг = 7 20 ) и необходимостью предварительного нагрева газа (при одноступенчатом расширении в турбодетандере) до 100-150 °С, что существенно снизило бы эффективность ТН и привело бы к большим затратам мощности на привод компрессора.
Расчеты показывают, что при работе ТН на R22 при выбранных параметрах цикла удается осуществить подогрев в Т01 и Т02 заданного расхода природного газа (GГ = 14 кг/с) до температуры +52 °С, что обеспечивает при КПД турбодетандера, равном 0,8, температуру газа за ним +2 °С. При этом на подогрев газа расходуется 3360 кВт тепла, получаемого от теплового насоса, на привод компрессора которого затрачивается всего 760 кВт механической энергии (µ = 4,42) из 3300 кВт, вырабатываемых турбодетандерами Т1 и Т2.
Таким образом, оставшиеся 2540 кВт механической мощности турбодетандеров могут быть использованы: для получения электрической мощности в электрогенераторах Г1 и Г2 для получения дополнительной тепловой мощности (в индивидуальных ТН в домах или в централизованном мощном ТН на ГРС) порядка 11200 кВт (для снабжения теплом 150 тыс. м:3 коттеджей требуется всего 7500 кВт тепловой мощности); для организации производства холода в необходимых количествах на турбодетандерной установке ГРС.
Данный анализ показывает, что возможно осуществление полного теплоэнергоснабжения территории только за счет использования нетрадиционных источников энергии (тепловых отходов, потенциальной энергии сжатого природного газа и т.п.) с применением ТН, без дополнительного загрязнения окружающей среды.

Список литературы

1. Процент В.П. Альтернативная концепция теплоснабжения городов// Энергосбережение и водоподготовка. 1997. № 2. С. 86-91.
2. Калишь И.М. Техника низких температур на службе энергетики.
3. Васильев Г.П. Теплонасосные системы теплоснабжения (ТСТ) для потребителей тепловой энергии в сельской местности// Теплоэнергетика. 1997. № 4. С. 24-27.

Вывоз мусора около Смоленская. Вывоз мусора заказ Самара.

Опыт внедрения и эксплуатации паротурбогенератора на районной котельной санкт. Новая страница 1. Закон. Программно-методическое обеспечение. Приложение ї 1 к постановлению а.

Главная страница -> Технология утилизации

Экологически чистая мебель:

Сайт об утилизации отходов: