Автоматизация
Энергетика
Разработка проектов

Тепловые насосы средней и большой мощности

Как известно, тепловой насос – это холодильная машина, в которой тепло от среды с низкой температурой передаётся теплоносителю с высокой температурой за счёт затраты энергии на преобразование рабочего тела машины. С помощью тепловых насосов можно использовать низкопотенциальную возобновляемую энергию естественных источников тепловой энергии: почва, поверхностные или подземные воды, атмосферный воздух, потенциальную энергию которых нельзя извлечь традиционными способами, либо эффективно использовать низкопотенциальную энергию вторичных энергоресурсов (ВЭР): вентиляционные выбросы, системы охлаждения оборотного водоснабжения, сточные воды. При этом, затрачивая на работу компрессора 1 кВт·ч электроэнергии можно получить 3-4 кВт·ч, а в некоторых моделях и более 5 кВт·ч тепловой энергии.

Таким образом, на сегодня тепловые насосы являются, по сути дела, единственной реально работающей тепловой машиной, способной производить в несколько раз больше тепловой энергии, по сравнению с затрачиваемой. Теоретически так называемый коэффициент использования тепла (КИТ) для тепловых насосов составляет 19,6, т.е. при затратах 1 кВт·ч энергии на привод компрессора теплового насоса теоретически можно получить 19,6 кВт·ч тепловой энергии.

На сегодня в мире эксплуатируется более 130 млн. теплонасосных установок. Годовой объём продаж выпускаемого в странах дальнего зарубежья теплонасосного оборудования составляет $125 млрд., что в 3 раза превышает мировой объём продажи вооружений. Согласно данных Международного Энергетического Агентства (IEA) к 2020 году в развитых странах мира доля отопления и горячего водоснабжения с помощью тепловых насосов должна составить около 75 %.

Основные объёмы внедрения теплонасосной техники приходятся на индивидуальный жилищный фонд, где устанавливаются тепловые насосы с мощностью по производимой тепловой энергии от нескольких до десятков кВт. Вместе с тем, большой интерес представляют тепловые насосы с мощностью по производимой тепловой энергии от нескольких сотен кВт до десятков МВт. Такие насосы могут обеспечивать теплоснабжение как отдельных производств, так и жилых микрорайонов.

В вопросе внедрения тепловых насосов большой мощности наибольший интерес представляет собой Швеция. В стране с достаточно суровым климатом и с населением около 9 млн. чел. более половины жилого фонда отапливается за счёт использования тепловых насосов. При этом в крупных городах Швеции, таких как Стокгольм, Гетеборг, которые имеют крупные централизованные системы теплоснабжения, основные объёмы теплоснабжения осуществляются за счёт крупных теплонасосных станций, использующих в качестве низкопотенциального источника теплоснабжения морскую или озёрную воду, бытовые и/или промышленные стоки.

Так, в Стокгольме с 1986 г. работает крупнейшая в мире теплонасосная станция общей установленной мощностью 325 МВт (это больше чем мощность котельных ж/м «Победа» и «Тополь» в г. Днепропетровске вместе взятых), которая использует в качестве источника тепловой энергии воду Балтийского моря, имеющую температуру в зимнее время около + 4°С. Эта теплонасосная станция оборудована 13-ю параллельно работающими модульными теплонасосными агрегатами единичной мощностью по 25 МВт с турбокомпрессорами, приводимыми в движение электродвигателями. Теплонасосные модули размещены на баржах, установленных в заливе моря. При коэффициенте использования тепла около 2,5, себестоимость тепловой энергии, производимой станцией в условиях Швеции, где отсутствует природный газ и в качестве топлива для нужд коммунального теплоснабжения используется в основном жидкое топливо или прямой электронагрев, ниже почти в три раза по сравнению с традиционными котельными на жидком топливе и в два раза ниже по сравнению с прямым электронагревом.

Что касается стран постсоветского пространства, то наиболее активно процесс внедрения теплонасосных установок средней мощности (150-2500 кВт по производимой тепловой энергии) проходит в России. За последние 10 лет в там установлено более 150 теплонасосных установок средней мощности. В большинстве случаев это тепловые насосы типа «вода-вода», они установлены на промышленных предприятиях, где используют в качестве источника низкопотенциального тепла оборотные системы технологического водоснабжения и/или сточные воды. При этом полученное тепло используется в схемах отопления и горячего водоснабжения.

Copyright (c) eneropolis.net.ua 2012-2015
Яндекс.Метрика