Ph.D. A.L. Petrosyan, dotsent, A.B. Barsegyan, Yerevan davlat arxitektura va qurilish universiteti muhandisi, Yerevan, Armaniston Respublikasi
Kirish
Mavjud quyosh kollektorlarining (SC) past samaradorligi va yuqori narxi quyosh isitish tizimlarini maqsadga muvofiq qo'llash sohalarini cheklaydi. Biroq, qazib olinadigan yoqilg'i zahiralarining tugashi va uning narxining haddan tashqari ko'tarilishi, atmosferaga zararli va issiqlik chiqindilari tufayli dunyodagi tashvishli ekologik vaziyat issiqlik ta'minoti tizimlarining energiya samaradorligini oshirish usullarini izlash zarurligini taqozo etmoqda, chunki ular iste'mol qiladilar. har xil potentsiallarning sezilarli darajada issiqlik energiyasi. Ma'lumotlarga ko'ra, dunyoda ishlab chiqarilgan barcha yoqilg'ining 40% gacha bu ehtiyojlar uchun sarflanadi va shuning uchun rivojlangan Evropa mamlakatlari issiqlik ta'minoti sohasida noan'anaviy issiqlik manbalaridan maksimal darajada foydalanishga intilishadi: past haroratli ikkilamchi va qayta tiklanadigan energiya. energiya resurslari. Quyosh energiyasi, yer osti energiyasi, oqava suvlar va boshqalar alohida ahamiyatga ega er osti suvlari va hokazo. Import qilinadigan yoqilg'iga yo'naltirilgan va qulay iqlim sharoitiga ega bo'lgan sobiq SSSRning bir qator mamlakatlari (Kavkaz mamlakatlari, Qora dengiz mintaqasi va boshqalar) ushbu turdagi energiyadan (ayniqsa quyoshdan) juda muvaffaqiyatli foydalanishlari mumkin. Biroq, dizaynerlar va tor mutaxassislar quyosh isitish tizimlarining zaif ilmiy, dizayn va ekspluatatsion bazasi, texnik qiyinchiliklar va import qilinadigan Evropa uskunalarining yuqori narxi, shuningdek, psixologik omillar bilan duch kelmoqdalar: quyosh isitish tizimlari sobiq SSSR deyarli ilmiy fantastika edi.
Ushbu maqolada quyosh issiqlik ta'minoti tizimida past haroratli SC va issiqlik nasosidan (NSK + HP) birgalikda foydalanish masalalari muhokama qilinadi, ularning kombinatsiyasi yuqori energiya samaradorligi va barqaror ish yozning butun davri va yilning o'tish oylari uchun tizimlar. Issiqlik energiyasining tuproqli akkumulyatorlaridan foydalanish bilan bunday tizimlar an'anaviy issiqlik manbalari bilan ham raqobatlasha oladi.
Taqqoslash uchun issiqlik ta'minoti tizimlarining variantlarining xususiyatlari ham ko'rib chiqildi, ularda issiqlik manbai o'rta haroratli SC (SCS) va tuman qozonxonasining qozonlari hisoblanadi.
Past haroratli sxema quyosh kollektorlari issiqlik pompasi bilan birgalikda
NSC + TN bilan issiqlik ta'minoti tizimining asosiy komponentlari va tizimning ishlash printsipi bayoni bilan sxematik diagrammasi shaklda ko'rsatilgan. bitta.
Birinchi sxemada saqlash tanki 1, aylanma nasos 2, ta'minot 3 va qaytib 4 ta issiqlik quvurlari ulangan ichki tizim mikrorayonning turar-joy binolari va ikkinchi konturning 5 ot kuchiga ega kondensatori.
Issiqlik manbasining ikkinchi pallasida HP, kondanser 5 ga qo'shimcha ravishda, gaz kelebeği 6, bug'lashtirgich 7 va kompressor 8 ni o'z ichiga oladi.
To'rtinchi sxema - quyosh energiyasidan foydalanish tizimi past haroratli SC 9, nasos 10 va past darajadagi issiqlik manbasining saqlash tanki 11, uning armaturalari bilan aylanib o'tish quvuri 12.
NSC + HP bilan issiqlik ta'minoti tizimining ishlash printsipi quyidagicha. Quyoshli soatlarda radiatsiya issiqligi SC yordamida sovutish suvi - suv yoki sho'r (NaCl) ga o'tkaziladi. SCda isitiladigan sovutish suvi HP evaporatatorida sovutiladi va keyingi isitish uchun saqlash tankiga qaytariladi. Kechasi va bulutli soatlarda suv yoki sho'r suv issiqlik yo'qotishlarini kamaytirish uchun SCni chetlab o'tib, aylanma yo'l orqali o'tadi. 11-akkumulyator o'rniga tuproqli akkumulyatordan (diagrammada ko'rsatilmagan) foydalanilganda, qish oylarida ushbu tizimdan foydalanish mumkin, ammo bu, shuningdek, uchinchi konturdan foydalanish (er osti akkumulyatoridan suv ta'minoti). evaporatator 7), keyingi hisob-kitoblarda ko'zda tutilmagan.
Past haroratli SC dan uzatiladigan past darajadagi issiqlik tufayli sovutgich bug'lanish moslamasida 7 bug'lanadi va bug'lar kompressorga kiradi 8. 80-85 ° S haroratli siqilgan sovutgich bug'lari birlamchi sovutish suyuqligining isitilishini ta'minlaydi. Masalan, 65 ° C gacha isitiladi, sovutish suvi saqlash tankiga 1 kiradi va keyin mikrorayonning turar-joy binolariga etkazib beriladi.
NSCdagi sovutish suvi harorati haroratga yaqin bo'lgani uchun muhit, keyin sezilarli darajada kamayadi issiqlik yo'qotilishi NSC sirtlaridan, bu quyosh issiqlik ta'minoti tizimining energiya samaradorligini oshirishga olib keladi. Bundan tashqari, NSC ning talab qilinadigan yuzasi sezilarli darajada kamayadi va ularning ishonchliligi oshadi. Past haroratli sovutish suvini tashish paytida issiqlik quvurlaridan issiqlik yo'qotilishi kamayadi, ammo kerakli sirt maydoni ortadi. isitish moslamalari da tabiiy aylanish binolarga o'rnatilgan havo. Bunga yo'l qo'ymaslik uchun, mikrorayondagi binolarni sovuq bilan ta'minlash uchun ham ishlatilishi mumkin bo'lgan fan coil agregatlaridan foydalanish kerak.
Variantlarni taqqoslash
SSK bilan issiqlik ta'minoti tizimining jihozlarining parametrlarini hisoblashda aniqlovchi omil kollektorlarning sirt maydoni (SSK) bo'lib, uni aniqlash mumkin. turli usullar. Biz da tavsiflangan usulni tanladik va issiqlik yuki sifatida shahar mikrorayonidagi (^QrBc) binolarning issiq suv ta'minoti yuki qabul qilindi:
bu erda 1 a - hududning umumiy quyosh nurlanishi, ķsk - SSC samaradorlik koeffitsienti.
Hududning quyosh nurlanishining qiymatlari oylik umumiy radiatsiya va quyosh nuri davomiyligiga qarab belgilanadi. Hududning aktinometrik va meteorologik ma'lumotlari, masalan, Yerevan sharoitlari uchun jadvalda keltirilgan.
Umumiy quyosh nurlanishining kamayishi va o'rtacha oylik tashqi havo haroratining oshishi bilan SSC (ķsk) samaradorligi oshadi va iyul oyida maksimal darajaga etadi. Umuman olganda, selektiv bo'lmagan changni yutish qoplamali SSC ning o'rtacha mavsumiy samaradorligi taxminan 0,48 ni tashkil qiladi (2-rasm). NSC uchun eng yuqori samaradorlik 0,7-0,74 ni tashkil qiladi.
Issiqlik ta'minoti tizimining hisob-kitoblari Yerevanning 20 ming aholiga ega mikrorayonida, DHW yuki 7 MVt va yukning 7 oy davom etishi uchun amalga oshirildi. yiliga (apreldan oktyabrgacha). DHW yukini qoplash uchun SSC ning talab qilinadigan sirt maydoni 2 m 2 / kishi edi. va shunga mos ravishda butun mikrorayon uchun - 40 ming m 2.
NSC + HP bilan issiqlik ta'minoti tizimi uchun ko'rsatilgan mavsumda kerakli kollektor yuzasi (Fhck + th) rasmda grafik shaklida keltirilgan. 3. Ushbu ko'rsatkichning grafiklaridan kelib chiqadigan bo'lsak, HP dan foydalanganda MTJning taxminiy yuzasi 16,5 ming m 2 ni tashkil qilishi mumkin, bu SSC bilan solishtirganda 2,4 baravar kam.
Ko'rib chiqilayotgan tizimlar texnik va iqtisodiy ko'rsatkichlar bo'yicha an'anaviy issiqlik manbalari bilan - qozonlar bilan taqqoslanishi kerak. Uskunani tanlashda taqqoslangan issiqlik ta'minoti tizimlari va xarajatlari uchun aniq kapital qo'yilmalar uchun mavsumda kamaytirilgan xarajatlarni aniqlash kerak. mos yozuvlar yoqilg'isi. Shuningdek, u yoki boshqa issiqlik ta'minoti tizimidan foydalanish natijasida atrof-muhitga etkazilgan zararni hisobga olish kerak turli manbalar issiqlik.
Hisob-kitoblar natijasida aniqlanganidek, issiqlik ta’minoti tizimi uchun issiqlik ta’minoti tizimi uchun kamaytirilgan xarajatlar yiliga 444 ming AQSH dollarini, MTJ+HP bo‘lgan tizim uchun – 454,7 ming AQSH dollarini, bir yilda esa arzonlashtirilgan xarajatlarni tashkil etadi. tuman qozonxonasi bilan tizim - yiliga 531,9 ming AQSh dollari.
Olingan natijalardan ko'rinib turibdiki, quyosh issiqlik ta'minoti tizimlarining taqqoslangan variantlari deyarli ekvivalentdir (NSC + HP tizimi kamaytirilgan xarajatlar bo'yicha SSC bilan tizimdan 2,4% ga oshadi). Biroq, tizimlarning har biri o'zining ijobiy va ijobiy tomonlariga ega salbiy tomonlari ham iqtisodiy, ham texnik tomoni, bu ekvivalentlikni buzishi mumkin. Xususan, elektr energiyasi narxining oshishi, issiqlik yukining kamayishi NSC + HP bilan tizim narxining oshishiga olib keladi. Ko'rsatilgan oylarda quyosh nurlarining intensivligi va tashqi havo harorati past bo'lgan, shuningdek, er uchastkalari narxlari va boshqalar yuqori bo'lgan hududlarda SSC bilan tizimning energiya-iqtisodiy ko'rsatkichlari pasayadi.
Tuman qozonxonasi bilan tizimning varianti boshqa tizimlarga qaraganda 17% qimmatroq va asosiy xarajat moddasi qazib olinadigan yoqilg'ining narxi bo'lib, u o'sish tendentsiyasiga ega.
Taqqoslangan tizimlarning asosiy jihozlarining narxi yoqilg'i narxiga nisbatan nisbatan kichik sur'atlarda oshishi mumkinligi sababli, tizimlarni o'ziga xos yoqilg'i sarfi nuqtai nazaridan tahlil qilish kerak, chunki import qilinadigan yoqilg'iga e'tibor qaratilayotgan mamlakatlar uchun iqtisodiy ko'rsatkichlar, yoqilg'i yoki energiya tejash masalasi katta qiziqish uyg'otadi.
Shaklda. NSC + HP bilan tizim uchun 4 o'rtacha oylik tashqi havo haroratining o'zgarishi bilan bog'liq bo'lgan o'ziga xos yoqilg'i sarfining o'zgarishini ko'rsatadi. Shu bilan birga, ushbu tizim uchun o'rtacha mavsumiy o'ziga xos yoqilg'i iste'moli 53 g mos yozuvlar yoqilg'isi / kVt * soat issiqlik energiyasini tashkil etadi, bu SSC (0,4 g mos yozuvlar yoqilg'isi / kVt * soat) tizimiga qaraganda ancha yuqori. Bu Yerevan shahri sharoitlari uchun yoqilg'i va energiyani tejash bo'yicha SSC bilan tizim NSC + TN tizimidan ustun ekanligini anglatadi.
Xuddi shu raqam tuman qozonxonasiga asoslangan issiqlik ta'minoti tizimi uchun o'rtacha mavsumiy solishtirma yoqilg'i sarfini ko'rsatadi. Kutilganidek, bu qiymat turli xil kombinatsiyalarga ega quyosh isitish tizimlari uchun mos keladigan qiymatlardan ancha yuqori, chunki. ikkinchisi fotoalbom yoqilg'i o'rniga quyosh energiyasidan foydalanadi. Chunki arzonlashuv har xil turlari yoqilg'i zaxiralari tugashi sababli mumkin emas, keyin bu ko'rsatkichlar import yoqilg'iga yo'naltirilgan mamlakatlar uchun asosiy bo'lishi mumkin. Biroq, bu holda, hududning nafaqat iqtisodiy, balki aktinometrik va meteorologik ko'rsatkichlarini ham hisobga olish kerak.
Yuqorida aytilganlardan kelib chiqadiki, taklif qilingan quyosh isitish tizimlari ushbu xarajatlar bo'yicha deyarli ekvivalentdir (tufayli). yuqori narx SSK). Biroq, quyosh energiyasidan foydalanishning boshqa variantlari mavjud, xususan, "quyosh" suv havzalari yoki hovuzlar yordamida kapital qo'yilmalar FSCga qaraganda ancha past. "Quyosh" hovuzlari bir vaqtning o'zida past darajadagi issiqlik akkumulyatori bo'lib xizmat qiladi, chunki foydalanilganda antifrizli suyuqlik, hatto qish oylarida ham ularning harorati atrof-muhit haroratiga teng yoki undan past bo'ladi. dastlabki hisob-kitoblar buni tasdiqlang, ammo bu boshqa maqola uchun mavzu.
1. SSC va NSC + TN bilan issiqlik ta'minoti tizimlarida quyosh energiyasidan yoqilg'i va energiyani tejash sabablaridan foydalanish tuman qozonxonalarida yoqilg'ini yoqishdan ko'ra ancha samarali va ekologik xavfsizroqdir.
2. Yerevan shahrining aktinometrik va meteorologik sharoitlarida mikrorayonning DHW uchun SSC va NSC + HP bilan issiqlik ta'minoti tizimlari xarajatlarni kamaytirish bo'yicha tengdir, ammo yoqilg'i tejash nuqtai nazaridan tizim. NSC + HP SSC bilan tizimdan ancha past.
3. NSC+TN va yer akkumulyatoriga ega issiqlik ta’minoti tizimi qish oylarida mikrorayonni issiq suv bilan ta’minlash, shuningdek, issiqlik va sovuq ishlab chiqarishni birgalikda ishlab chiqaruvchi mikrorayon yoki boshqa iste’molchilarni sovuq bilan ta’minlashi mumkin, bu esa sezilarli darajada oshadi. ushbu tizimning energiya va iqtisodiy ko'rsatkichlari.
4. NSC+PV va quyosh hovuzi yoki hovuzi bilan tizimning ishlashi tizimga kam kapital qo'yilmalari va qish oylarida ishlash qobiliyati tufayli boshqa quyosh isitish tizimlariga qaraganda ancha yuqori bo'lishi mumkin.
Adabiyot
1. Petrosyan A.L. Turar-joy binolarini isitish uchun quyosh energiyasi va issiqlik nasoslaridan foydalanish. Shanba. ilmiy Yerevan asarlari davlat universiteti arxitektura va qurilish. 2-jild. 2003. S. 122-124.
2. Beckman W., Klein S., Duffy J. Quyosh issiqlik ta'minoti tizimini hisoblash. M.: Energoizdat, 1982. S. 80.
3. Devochkin M.A. va boshqalar uchun energetika sohasida texnik va iqtisodiy hisob-kitoblar hozirgi bosqich. Izvestiya vuzov. Energiya. Minsk, 1987. No 5. S. 3-7.
4. MT34-70-010-83. Yalpi chiqindilarni aniqlash metodologiyasi zararli moddalar issiqlik elektr stansiyalari qozonlaridan atmosferaga. "Soyuztechenergo". M., 1984. S. 19.
Ko'pgina mamlakatlarning issiqlik ta'minoti tizimlarida quvvati 0,5 MVt gacha bo'lgan bug 'siqish issiqlik nasoslari (HP). pistonli kompressorlar. O'rnatilgan issiqlik quvvati 9 MVtgacha bo'lgan vintli HPlar va o'rnatilgan issiqlik quvvati 9 MVtgacha bo'lgan turbokompressorlar ham ishlab chiqariladi. Hozirgi vaqtda dunyoda issiqlik ta'minoti tizimlarida 18 milliondan ortiq yirik GESlar ishlaydi . Ular Shvetsiyada umumiy o'rnatilgan eng katta miqyosda qo'llaniladi issiqlik quvvati HP 1200 MVt dan oshdi va ularning eng kattasi 320 MVt quvvatga ega.
Rossiyada HP ning umumiy o'rnatilgan issiqlik quvvati atigi 65 MVtni tashkil qiladi. O'tgan 10 yil ichida davlat tizimi issiqlik nasos qurilmalarini ishlab chiqish, qurish va ulardan foydalanish amalda to'xtadi. SSSRda me'yoriy hujjatlar tizimi, HPni ishlab chiqish, ishlab chiqarish, issiqlik ta'minoti tizimlarida issiqlik nasoslari qurilmalarini (HPU) loyihalash mavjud edi.
VNIIholodmash (Moskva) TNni ishlab chiqish bilan shug'ullangan. Issiqlik nasoslari ishlab chiqarilgan dasturiy ta'minot "Melitopolmash" (45-65 kVt), tajriba zavodi VNIIholodmash (80 kVt), Chita "mashinasozlik zavodi (100 kVt), Moskva zavodi "Compressor" (300, 500 kVt), NPO "Kazankompressormash" (1,0, 2,5, 8,5, 11,5 MVt).
Bu VTlarda konstruksiyadan foydalanilgan sovutish mashinalari, bu ularning qisqa resursiga sabab bo'ldi, chunki HP kompressorlarining tushirish va assimilyatsiya bosimining nisbati 3 baravar yuqori. HPni o'rnatish loyihalari VNIPIenergo-prom tomonidan ishlab chiqilgan bo'lib, uning Qrim filiali umumiy issiqlik quvvati 165 MVt bo'lgan 117 HP quvvatiga ega 26 ta loyihani ishlab chiqdi. HP bilan jihozlangan o'nlab issiqlik ta'minoti tizimlari muvaffaqiyatli ishga tushirildi. Shunday qilib, Yaltada issiqlik nasosidan foydalangan holda issiqlik ta'minoti tizimi ishladi dengiz suvi quvvati 2,5 MVt.
Svetlogorsk sellyuloza-qog'oz fabrikasida Leningrad viloyati 18 MVt issiqlik quvvatiga ega GES ishga tushirildi.
Rossiya issiqlik ta'minoti tizimlarida HP dan foydalanish istiqbollari ularning iqtisodiy va texnologik talablari bilan belgilanadi. HP samaradorligini umumiy baholash konvertatsiya koeffitsienti (HP chiqishidagi issiqlik energiyasi miqdorining uning haydovchisi uchun elektr energiyasi miqdoriga nisbati).
Ushbu hisob-kitoblarga ko'ra, HP quvvatida 100 Vt issiqlik quvvatini olish uchun o'rtacha 30 kVt elektr energiyasini sarflash kerak. Ko'rsatilgandek, bunday taqqoslash ob'ektiv emas. Elektr quvvatini ishlab chiqarishning haqiqiy samaradorligi va uning yo'qotishlarini hisobga olgan holda, HPni elektr haydovchi bilan ishlatganda, HPI rozetkasida 100 kVt issiqlik quvvatini olish uchun 170 kVt sarflash kerak (yoqilg'i ekvivalentini hisobga olgan holda) ).
HP ichki yonuv dvigateli (turbina) tomonidan boshqarilsa, HP quvvatida bir xil quvvatni (100 kVt) olish uchun atigi 88 kVt asosiy yoqilg'i energiyasi talab qilinadi.
9.5-jadval
|
Ishlab chiqaruvchi |
Dizayn issiqlik chiqishining turi tartibi, kVt |
Issiqlik ta'minoti uchun dizayn harorati, ° C |
Hisoblangan issiqlik quvvatining 1 kVt uchun dollardagi narxi |
Ishlab chiqarish bosqichi |
|
|
"Rybinsk asbobsozlik zavodi" Federal davlat unitar korxonasi |
291 dan (ATNU-10) 321 gacha (ATNU-14) |
Shaxsiy buyurtmalar uchun |
|||
|
"Karat" (Sankt-Peterburg) |
5, 10, 18, 25, 30, 50, 60 |
1000 dan (TN-KR-5) 300 gacha (TN-KR-6) |
|||
|
"Polad" YoAJ (Tolyatti) |
8, 17, 6, 29, 5, 16, 40 |
Maʼlumot yoʻq |
- ‘’- |
||
|
"Triton-LTD" NPF YoAJ (Nijniy Novgorod) |
NTPB, NTV |
10, 20, 35, 60, 80, 150, 300, 500, 1000, 2200, 5000 |
420 dan (NTPB-16) 90 gacha (NTK-500) |
-‘’- |
|
|
Moskva zavodi "Kompressor" |
294 (NT-280-4-9-08) dan 346 gacha (NT-410-4-9-08) |
-‘’- |
|||
|
"Energia" YoAJ (Novosibirsk) |
110, 280, 300, 500, 1000, 3000 |
Ommaviy ishlab chiqarish |
Hozirgi vaqtda Rossiyada issiqlik nasosining issiqlik ta'minotini rivojlantirish bo'yicha davlat dasturi mavjud bo'lmasa ham, muayyan ish hali ham shu yo'nalishda harakat qilmoqda. Rossiya Federatsiyasi Energetika vazirligi loyihani ishlab chiqdi davlat standarti"Noan'anaviy energiya. Maishiy suv ta'minoti uchun issiqlik nasoslari". Rossiya Federatsiyasi Gosstroy buyrug'i bilan ishlab chiqilgan " Ko'rsatmalar issiqlik nasoslaridan foydalanish va ulardan uy-joy kommunal xo'jaligida foydalanishning texnik-iqtisodiy samaradorligini hisoblash metodologiyasi to'g'risida" (ishlab chiquvchi - FDYU "MNIIEKO TEK", Perm, ilmiy rahbar - texnika fanlari doktori D. G. Zokirov). Vazirlik. Rossiya Federatsiyasi fan va texnikasi 20 MVt gacha bo'lgan birlik issiqlik quvvatiga ega past potentsial issiqlik manbalaridan foydalangan holda HPI yaratish bo'yicha tender uyushtirdi.
Rossiyada HP ni ishlab chiqish va ishlab chiqarish asosan t.f.n. rahbarligida "Energia" YoAJ (Novosibirsk) tomonidan amalga oshiriladi. texnologiya. Fanlar Yu. M. Petin. U 0,1 dan 5 MVt gacha quvvatga ega issiqlik nasoslarini ketma-ket ishlab chiqaradi.
Eng ommaviy ishlab chiqarilgan mashinalar NT-300 . Bunday GESlar Novosibirsk viloyatining Karasuk shahridagi maktabda, Gornoaltayskdagi Markaziy statistika boshqarmasi binosida, Buryatiyadagi "Goryachinsk" kurortida, Yelizovo shahrida va qishloqda o'rnatilgan. Kamchatkadagi termal, Mirniy sovxozida Oltoy o'lkasi. NT-500 ishlaydi ilmiy markaz"Ekologiya instituti", Krasnoyarsk. Novosibirsk viloyatida ikkita NT-1000 mashinasi, Tyumen va Kaunasda (Litva) to'rtta NT-3000 issiqlik nasoslari o'rnatildi. Ma'lumotnomaga muvofiq jadvalda HP ning texnik va narx xususiyatlari ko'rsatilgan Rossiya ishlab chiqaruvchilari. Ga binoan , rus GESlarining narxi 90-000 AQSh dollari / MVtni tashkil etadi, bu xorijiynikidan sezilarli darajada past. Shunday qilib, AQShda pistonli HP ning narxi 279 ming dollar/MVt ni tashkil qiladi, Yevropada vintlilar narxi 137-159 ming dollar/MVt, turbo kompressorlar 1500 ming dollar/MVt ni tashkil qiladi.
Moskva shahridagi HP dan foydalanadigan ob'ektlar uchun issiqlik ta'minoti tizimlarini loyihalash "Insolyar-Invest" OAJ jamoasi tomonidan t.f.n. texnologiya. Fanlar G. P. Vasilyev. Ribinsk priborsozlik zavodining ATNU-15 issiqlik nasoslari Ekopark-Fili binolari va Moskva shahridagi Nikulino-2 mikrorayonidagi turar-joy binosi, Lyublinskiy tumani Filippovo qishlog'idagi maktabning issiqlik ta'minoti tizimiga o'rnatilgan. Yaroslavl viloyati.
Poytaxt uchun ular issiqlik nasosining issiqlik ta'minoti tizimlari uchun dizayn standartlarini ishlab chiqdilar. Shaxta suvlari va suv ta'minoti issiqligidan foydalangan holda issiqlik nasosli issiqlik ta'minoti tizimlarini loyihalash va qurish muhandislik fanlari doktori rahbarligida "MNIIEKO TEK" FDYU jamoasi tomonidan amalga oshiriladi. Fanlar D. G. Zokirova. Issiqlik nasosining issiqlik ta'minotining eng tez sur'ati Novosibirsk viloyatida rivojlanmoqda.
U yerda 30 ta aholi punktidagi umumiy issiqlik quvvati 21 MVt bo‘lgan obyektlarda issiqlik nasoslarini o‘rnatish bo‘yicha hududiy maqsadli dastur amalga oshirilmoqda.
Yuqoridagilarni hisobga olgan holda quyidagi xulosalar chiqarish mumkin:
1. Jahon tajribasi issiqlik ta'minotida HP dan keng miqyosda foydalanish istiqbollarini ko'rsatadi. Eng katta muvaffaqiyatga sharoitlarda erishildi davlat yordami.
2. Rossiyada hozirgi vaqtda HP ga katta talabning yo'qligi quyidagi sabablar bilan izohlanadi:
– yoqilg‘i, issiqlik va elektr energiyasining arzonligi;
ushbu sohada davlat texnik-iqtisodiy siyosati va me'yoriy-huquqiy bazaning yo'qligi;
- etarli ma'lumot va kam tajriba amaliy qo'llash;
- past ishonchlilik, mahalliy dizaynlarning cheklangan o'lchamlari;
– ichki bozor uchun xorijiy HP ning yuqori narxi.
3. Rossiya issiqlik ta'minoti tizimlarida HP dan foydalanish istiqbollari quyidagilar bilan belgilanadi:
- texnologik talab, shu jumladan ikkilamchi energiya resurslaridan foydalanishda; geotermal energiya;
– yoqilg‘i, issiqlik va elektr energiyasi narxlarining o‘sish tendentsiyasi;
– mamlakatda xorijlik hamkorlar bilan hamkorlikda raqobatbardosh HP ishlab chiqarishni ta’minlashga qodir bo‘lgan tajribali HP ishlab chiqaruvchilari va ishlab chiqaruvchilarining mavjudligi.
Ko'pgina mamlakatlarning issiqlik ta'minoti tizimlarida 0,5 MVt gacha quvvatga ega bo'lgan bug 'siqishli issiqlik nasoslari (HP) pistonli kompressorlar bilan keng qo'llaniladi. O'rnatilgan issiqlik quvvati 9 MVtgacha bo'lgan vintli HPlar va o'rnatilgan issiqlik quvvati 9 MVtgacha bo'lgan turbokompressorlar ham ishlab chiqariladi. Hozirgi vaqtda dunyoda issiqlik ta'minoti tizimlarida 18 milliondan ortiq yirik GESlar ishlaydi. Ular Shvetsiyada eng katta miqyosda qo'llaniladi, bu erda GESlarning umumiy o'rnatilgan issiqlik quvvati 1200 MVt dan oshdi va ularning eng kattasi 320 MVt quvvatga ega.
Rossiyada HP ning umumiy o'rnatilgan issiqlik quvvati atigi 65 MVtni tashkil qiladi. Oxirgi 10 yil ichida issiqlik nasos qurilmalarini ishlab chiqish, qurish va ulardan foydalanish davlat tizimi amalda to‘xtadi. SSSRda me'yoriy hujjatlar tizimi, HPni ishlab chiqish, ishlab chiqarish, issiqlik ta'minoti tizimlarida issiqlik nasoslari qurilmalarini (HPU) loyihalash mavjud edi. VNIIholodmash (Moskva) GESni ishlab chiqish bilan shug'ullangan.Issiqlik nasoslari Melitopolmash ishlab chiqarish birlashmasida (45 - 65 kVt), VNIIholodmash tajriba zavodida (80 kVt), Chita mashinasozlik zavodida (100 kVt), Moskva kompressor zavodi (300, 500 kVt), NPO "Kazankompressormash" (1,0, 2,5, 8,5, 11,5 MVt) Ushbu HPda sovutish mashinalarining dizayni ishlatilgan, bu ularning qisqa resursga olib keldi, chunki tushirish va zaryadlash nisbati. HP kompressorlarining assimilyatsiya bosimi uch baravar katta. HPni o'rnatish loyihalari VNIPIenergoprom tomonidan ishlab chiqilgan bo'lib, uning Qrimdagi filiali umumiy issiqlik quvvati 165 MVt bo'lgan 117 ot kuchiga ega 26 ta loyihani ishlab chiqdi. GESga ega o'nlab issiqlik ta'minoti tizimlari muvaffaqiyatli ishga tushirildi. Yalta, Leningrad viloyatidagi Svetlogorsk sellyuloza-qog'oz zavodida 18 MVt issiqlik quvvatiga ega bo'lgan dengiz suvining issiqligidan foydalanadigan issiqlik nasosli issiqlik ta'minoti tizimi ishladi.
Rossiya issiqlik ta'minoti tizimlarida HP dan foydalanish istiqbollari ularning iqtisodiy va texnologik talablari bilan belgilanadi. HP samaradorligini umumiy baholash konvertatsiya koeffitsienti (HP chiqishidagi issiqlik energiyasi miqdorining uning haydovchisi uchun elektr energiyasi miqdoriga nisbati). Ushbu hisob-kitoblarga ko'ra, HP quvvatida 100 Vt issiqlik quvvatini olish uchun o'rtacha 30 kVt elektr energiyasini sarflash kerak. Elektr quvvatini ishlab chiqarishning haqiqiy samaradorligi va uning yo'qotishlarini hisobga olgan holda, HPni elektr haydovchi bilan ishlatganda, HPI rozetkasida 100 kVt issiqlik quvvatini olish uchun 170 kVt sarflash kerak (yoqilg'i ekvivalentini hisobga olgan holda) ). HP ichki yonuv dvigateli (turbinasi) tomonidan boshqarilsa, HP quvvatida bir xil quvvatni (100 kVt) olish uchun atigi 88 kVt asosiy yoqilg'i energiyasi talab qilinadi.
Hozirgi vaqtda Rossiyada issiqlik nasosining issiqlik ta'minotini rivojlantirish bo'yicha davlat dasturi mavjud bo'lmasa-da, bu yo'nalishda ba'zi ishlar hali ham amalga oshirilmoqda. Rossiya Federatsiyasi Energetika vazirligi "Noan'anaviy energiya" davlat standarti loyihasini ishlab chiqdi. Maishiy suv ta'minoti uchun issiqlik nasoslari". Rossiya Federatsiyasi Davlat qurilish qo'mitasining buyrug'i bilan "Issiqlik nasoslaridan foydalanish bo'yicha uslubiy tavsiyalar va ulardan uy-joy kommunal xo'jaligida foydalanishning texnik-iqtisodiy samaradorligini hisoblash metodologiyasi" ishlab chiqilgan (ishlab chiquvchi - Federal davlat unitar korxonasi). "MNIIEKO TEK", Perm, ilmiy maslahatchi - texnika fanlari doktori D. G. Zokirov). Rossiya Federatsiyasi Fan va texnologiyalar vazirligi 20 MVt gacha bo'lgan issiqlik quvvatiga ega past darajadagi issiqlik manbalaridan foydalangan holda GESni yaratish bo'yicha tender uyushtirdi.
Rossiyada HPni ishlab chiqish va ishlab chiqarish asosan "Energia" YoAJ (Novosibirsk) tomonidan texnika fanlari nomzodi Yu. M. Petin rahbarligida amalga oshiriladi. U 0,1 dan 5 MVt gacha quvvatga ega issiqlik nasoslarini ketma-ket ishlab chiqaradi. Eng ommaviy ishlab chiqarilgan mashinalar NT-300. Bunday GESlar Novosibirsk viloyatining Karasuk shahridagi maktabda, Gornoaltayskdagi Markaziy statistika boshqarmasi binosida, Buryatiyadagi "Goryachinsk" kurortida, Yelizovo shahrida va qishloqda o'rnatilgan. Kamchatkadagi termal, Oltoy o'lkasidagi "Mirniy" sovxozida. NT-500 Krasnoyarskdagi "Ekologiya instituti" ilmiy markazida ishlaydi. Novosibirsk viloyatida ikkita NT-1000 mashinasi, Tyumen va Kaunasda to'rtta NT-3000 issiqlik nasoslari o'rnatildi. Rossiya HP ning narxi 90-100 ming dollar / MVtni tashkil qiladi, bu xorijiynikidan sezilarli darajada past. Shunday qilib, AQShda pistonli HP narxi $279,000 / MVtni tashkil qiladi, Evropada vintli HP narxi $ 137,000-159,000 / MW, turbo kompressor esa $ 1,500,000 / MVtni tashkil qiladi.
Moskvadagi issiqlik nasoslaridan foydalanadigan ob'ektlar uchun issiqlik ta'minoti tizimlarini loyihalash "Insolyar-Invest" OAJ jamoasi tomonidan texnika fanlari nomzodi G. P. Vasilev rahbarligida amalga oshiriladi. Rybinsk priborsozlik zavodining ATNU-15 issiqlik nasoslari Moskva shahridagi Nikuli-2 mikrorayonidagi turar-joy binolarini issiqlik ta'minotida, Yaroslavl viloyati, Lyublinskiy tumani, Filippovo qishlog'idagi maktabda o'rnatilgan. Poytaxt uchun ular issiqlik nasosining issiqlik ta'minoti tizimlari uchun dizayn standartlarini ishlab chiqdilar. Shaxta suvlari va suv ta'minoti issiqligidan foydalangan holda issiqlik nasosli issiqlik ta'minoti tizimlarini loyihalash va qurish texnika fanlari doktori rahbarligida "MNIIEKO TEK" FDU jamoasi tomonidan amalga oshiriladi. Fanlar D. G. Zokirova. Issiqlik nasosining issiqlik ta'minotining eng tez sur'ati Novosibirsk viloyatida rivojlanmoqda. U yerda 30 ta aholi punktidagi umumiy issiqlik quvvati 21 MVt bo‘lgan obyektlarda issiqlik nasoslarini o‘rnatish bo‘yicha hududiy maqsadli dastur amalga oshirilmoqda.
Jahon tajribasi issiqlik ta'minotida HP dan keng miqyosda foydalanish istiqbollaridan dalolat beradi. Eng katta muvaffaqiyatlar davlat tomonidan qo'llab-quvvatlangan sharoitda qo'lga kiritildi. Rossiyada hozirgi vaqtda TN vjuenga katta talabning yo'qligi quyidagi sabablar bilan izohlanadi:
– arzon yoqilg'i, issiqlik va elektr energiyasi;
- bu sohada davlat texnik-iqtisodiy siyosati va me’yoriy-huquqiy bazaning yo‘qligi;
- kam ma'lumot va amaliy qo'llash tajribasi kam;
past ishonchlilik, mahalliy dizaynlarning cheklangan o'lchamlari;
– ichki bozor uchun xorijiy HP ning yuqori narxi.
Rossiya issiqlik ta'minoti tizimlarida HP dan foydalanish istiqbollari quyidagilar bilan belgilanadi:
– talaboti tekhnologii, az jumla istifoda baroi ikkilami energetiki, geotermal;
– yoqilg‘i, issiqlik va elektr energiyasi narxlarining o‘sish tendentsiyasi;
– mamlakatda xorijlik hamkorlar bilan hamkorlikda raqobatbardosh HP ishlab chiqarishni ta’minlashga qodir bo‘lgan tajribali HP ishlab chiqaruvchilari va ishlab chiqaruvchilarining mavjudligi.
Moskva shahar xo'jaligida issiqlik nasoslaridan foydalanish samaradorligi va istiqbollari
http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3843
G. P. Vasilev, "Insolar-Invest" OAJ direktorlar kengashi raisi
So'nggi paytlarda sezilarli e'tiborni kuchaytirdi yangisiga energiya tejovchi texnologiyalar, shu jumladan issiqlik nasoslari. "Insolar-Invest" OAJ Moskvada va umuman Rossiyada issiqlik nasoslari sohasida katta tajribaga ega.
Bugungi kunda Moskvaning energiya balansidan ko'rinib turibdiki, asosiy energiya resurslari tabiiy gaz - 96%, mazut - 2,7% va ko'mir - 1,3%. Energiyani tejash muammolarini hal qilish uchun biz poytaxtda issiqlik nasoslaridan foydalanish istiqbollarini ko'rib chiqamiz. Ma'lumki, asosiy Asosiy nuqta issiqlik nasoslaridan foydalanishda bu past darajadagi issiqlik manbai mavjudligi bo'lib, ularsiz issiqlik nasoslaridan foydalanish mumkin emas va hech qanday ta'sir ko'rsatmaydi. Keling, bunday manbalarni Moskvada topishga harakat qilaylik.
Past darajadagi issiqlik manbalarining umumiy ro'yxatidan quyosh energiyasidan foydalanish mumkin. quyosh energiyasi issiqlik nasoslari uchun past navli manba sifatida katta resursga ega - uning energiya balansidagi potentsial ulushi noan'anaviy manbalar energiya taxminan 4% ni tashkil qiladi. Bundan tashqari, muhim resurs turar-joy va jamoat binolaridan chiqadigan ventilyatsiya energiyasidir: binolar suzadi, chiqaradi issiq havo, issiqlik ta'minoti tizimlari bilan isitiladi va ko'chaga tashlanadi - 9%. Bundan tashqari, biz kanalizatsiya issiqligini nomlashimiz mumkin - 13,1%, bu issiqlik bilan chiqadi issiq suv, kanalizatsiyaga oqizish va h.k. Yerosti issiqlik chiqindilaridan foydalanish mumkin. Daryoning past darajadagi issiqligidan foydalanish maksimal imkoniyatlarga ega. Moskva - 27,7% va Yerning sirt qatlamlari tuprog'i - 46,1%. Ushbu masalaga to'g'ri oqilona yondashish bilan, sanab o'tilgan barcha manbalar Moskva ehtiyojlarini deyarli to'liq ta'minlay oladi va qoplaydi.
Insolar-Invest mutaxassislari Moskvaning hozirgi energiya balansida ba'zi buzilishlar mavjudligiga ishonishadi va uzoq vaqtdan beri o'z sxemasini ilgari surish va taklif qilishga harakat qilishmoqda (1-rasm). Bizda energiya tanqisligi borligini eshitishga o'rganib qolgan bo'lsak-da, aslida Mosenergoning energiya ishlab chiqarish quvvatlarining 40-45 foizi mintaqa uchun ishlaydi. Shuning uchun, agar bu masalaga yondashish oqilona bo'lsa, issiqlik nasoslarini haydash uchun elektr energiyasining bir qismi, ayniqsa yuqori cho'qqidan foydalanish mumkin. Keyin nima bo'lishi mumkin? Agar siz diagrammaga qarasangiz (1-rasm), aniq bo'ladi: 100 dona CHPPga etkazib berildi. shaklida yoqilg'i tabiiy gaz va boshqalar, 38 birlik. - bu elektr stantsiyasining taxminiy texnik imkoniyatlari, 38 dona. elektr energiyasi shaklida ishlab chiqariladi, qolganlari issiqlik energiyasi shaklida, aytaylik, shaharni isitish uchun ketadi. Shu bilan birga, shahar yuklarining tuzilishi shundayki, bu quvvatlar quyidagicha o'zaro bog'liqdir: elektr yuklari shaharning umumiy energiya yukining 14% ni tashkil qiladi. Shu sababli, yoritish uchun ishlatiladigan elektr energiyasining bir qismi poytaxt ehtiyojlari uchun ishlatilsa va sxema bo'yicha foydalanilsa, 28 birlik. issiqlik nasoslarining haydovchisiga, keyin oxir-oqibat, bu erga tuproqning issiqligini yoki boshqa past potentsial manbalarni qo'shib, biz bunday tsiklda taxminan 156 birlikni olamiz. foydali energiya.
1-rasm (tafsilotlar)
Moskva shahar xo'jaligida issiqlik nasoslaridan foydalanish sxemasi
Keling, shaharda issiqlik nasoslarini haydash uchun 5 ming MVt ishlatilsa nima bo'lishini ko'rib chiqaylik (jadval). Aslida, bu variantda issiqlik nasoslari yordamida 2020 yilgacha shaharning issiqlik yuklarining oshishini qoplash mumkin. Bu holda faqat yoqilg'ida olinishi mumkin bo'lgan iqtisodiy samara, bizning hisob-kitoblarga ko'ra, Moskva uchun taxminan 0,5 milliard AQSh dollarini tashkil qiladi. Bu bunday sxemadan foydalanishdan tejamkorlik.
Jadval
Issiqlik nasoslari yordamida Moskva issiqlik ta'minoti opsiyasi
Texnik-iqtisodiy nomi
ko'rsatkichlar
Umumiy reja varianti
TST bilan variant
57 200
39 700
Elektr yukining ulushi, %
Ma'lumki, issiqlik nasoslari tizimlari odatda energiyani aylantirish koeffitsienti bilan baholanadi. Bu samaradorlik ko'rsatkichi bo'lib, u qabul qilishda sarflangan energiya birligiga issiqlik nasosi tizimi tomonidan ishlab chiqarilgan foydali issiqlik miqdoriga sonli tengdir. Shaklda. 2 Carnot sikli bo'yicha ideal transformatsiya nisbati (Ktrid) ning past potentsial manba (Ti) haroratiga bog'liqligi qizil-sariq spektrining chiziqlarini va ko'k-yashil spektrning chiziqlarini ko'rsatadi. real transformatsiya nisbati (Ktrreal), ya'ni samaradorlikni hisobga olgan holda ko'rsatkich haqiqiy tizimlar va avtomobillar. Ya'ni, siz iste'mol qilingan 1 kVt elektr energiyasi uchun 2,5 dan 3,5 kVt gacha foydali issiqlik olishingiz mumkin.
2-rasm.
Energiyani aylantirish koeffitsienti qiymatining past darajadagi issiqlik manbai haroratiga bog'liqligi
Sharoitlarda issiqlik nasoslari yordamida energiya olish nuqtai nazaridan Rossiya hududining tahlili o'tkazildi Rossiya iqlimi. Tuproqli geotermal issiqlik nasosining issiqlik ta'minoti tizimlarining transformatsiya koeffitsienti qiymatlarining qurilgan izolyatorlari shuni ko'rsatdiki, mamlakat janubida energiya almashinuvi koeffitsienti qiymati taxminan 4 ga, Rossiya shimolida esa taxminan 2,7 ga teng. Bu juda yaxshi ko'rsatkichlar va ular janubda 1 kVt uchun 4 kVt foydali issiqlik energiyasini olish mumkinligini anglatadi. Barcha rayonlashtirish tizimning ishlashi paytida tuproq haroratining o'zgarishini hisobga olgan holda amalga oshirildi, chunki juda ko'p tortishuvlar mavjud: tuproq muzlaydimi yoki yo'qmi. Yetarlicha mas'uliyat bilan aytishimiz mumkinki, u muzlamaydi. U faqat to'g'ri ishlab chiqilishi kerak. Insolar-Invest ushbu tizimlar ishlashining beshinchi yilida tuproqda rivojlanadigan issiqlik rejimini hisobga olgan holda tizimlarni loyihalashtiradi.
Moskva uchun yiliga 1 m2 ga qisqartirilgan geotermal issiqlik nasos tizimlarini haydash uchun maxsus energiya iste'moli qiymati isitish, shamollatish va issiq suv ta'minotini hisobga olgan holda taxminan 90 kVt / m2 ni tashkil qiladi. MGSM faqat isitish va ventilyatsiyani hisobga oladi.
Eslatma muhim nuqta: tizimni maksimal darajada qurish uchun juda samarali emas nominal quvvat ob'ekt, chunki u kapital qo'yilmalarning haddan tashqari baholangan qiymatiga aylanadi. Shuning uchun, qoida tariqasida, an'anaviy yoqilg'ida yoki elektr isitgich sifatida ishlashi mumkin bo'lgan issiqlik nasosining umumiy quvvati va tepaga yaqinroq ishlatiladi. Bu butun tizimni optimallashtirish va juda yaxshi iqtisodiy ko'rsatkichlarga erishish imkonini beradi.
Moskva uchun issiqlik nasosining elektr quvvatiga yaqinroq bo'lgan tepalikning issiqlik quvvatining oqilona nisbati taxminan 1,2 ni tashkil qiladi. Shimolda va undan tashqarida bu nisbat 2−2,8 ni tashkil qiladi. Aniqlik kiritish uchun, bu munosabat issiqlik nasosining issiqlik chiqishi bilan emas, balki elektr haydovchiga tegishli, chunki issiqlik chiqishi 3 baravar yuqori bo'ladi.
Endi issiqlik nasos tizimlarining atrof-muhitga ta'sirini ko'rib chiqing. Afsuski, mamlakatimizda bunday tizimlarning ekologik samaradorligini hisobga olishga imkon beradigan me'yoriy hujjatlar juda ko'p yoki deyarli yo'q. Va bu juda muhim, chunki hisob-kitoblarga ko'ra 1 rub. yoki iste'molchi, shtat yoki munitsipalitet tomonidan olingan iqtisodiy samaraning dollari, bu holda shahar aynan ushbu ekologik komponent tufayli 3 dollargacha ta'sir oladi.
Insolar-Invest mutaxassislari bunday tizimlarni an'anaviy tizimlar bilan tenglashtiradigan metodologiyani taklif qilishdi. Ushbu masalalar nuqtai nazaridan ko'rib chiqildi iqtisodiy maqsadga muvofiqligi issiqlik o'tkazuvchanligi yoki yopiq binolarni issiqlik muhofazasi, tariflarda va unsiz atrof-muhit komponentini hisobga olgan holda. Birinchi holda, bino yoki ob'ekt atrof-muhitning tarkibiy qismini hisobga olmagan holda ko'rib chiqilsa, issiqlikdan himoya qiluvchi qobiqning issiqlik o'tkazuvchanligining qiymati 2,9 m2 deg / Vt ni tashkil qiladi, ya'ni uni biroz oshirish kerak. issiqlik uzatish qarshiligi. Ikkinchi holda, ya'ni ekologik istiqbol va samaradorlikni hisobga olgan holda turli texnologiyalar, bu qiymat 4,4 m2 deg/W edi.
Metodologiya shaharda qazib olinadigan yoqilg'ilarning yonishi natijasida yuzaga keladigan ekologik zararni hisobga oladi. Va bu tariflarga qandaydir qo'shimcha bo'lishi kerak, bizning ma'lumotlarimizga ko'ra, yoqilgan qazilma yoqilg'isining har bir kVt / soatiga taxminan 18 tsent. Bu odamlar pul to'lashlari kerak degani emas. haqida Bu variantlar TDL bosqichida solishtirilganda turli tizimlar ob'ektni energiya bilan ta'minlash, yangi tizimlarning ekologik samaradorligini hisobga olgan holda shunga o'xshash narsani qo'llash maqsadga muvofiqdir. Bugun biz loyihalashtirgan narsamizdan boshlab, biz loyihaga kiritdik, ertaga, ertaga va ertaga ishlaydi uzoq yillar keyinroq. Shu sababli, shahar, viloyat va umuman mamlakat ekologiyasi qanday bo'lishini strategik jihatdan tushunish kerak.
S.P. Filippov , tegishli a'zo RAS; M.D. Dilman, fan nomzodi; XONIM. Ionov, muhandis; Rossiya Fanlar akademiyasining Energetika tadqiqot instituti (INEI RAS), Moskva
Kirish
Issiqlik nasoslari qazib olinadigan yoqilg'ini qisman almashtirish va issiqlik ta'minotini ta'minlash imkonini beradigan texnologiya sifatida minimal xarajat asosiy energiya, xorijiy va mahalliy tadqiqotchilar va sanoat firmalarining diqqat markazida.
Issiqlik pompasi ekologik toza tizim bo'lib, u past darajadagi manbalardan foydalanish va uni ko'proq sovutish suvi bilan o'tkazish orqali kottejlarni isitish va issiq suv bilan ta'minlash uchun issiqlikni olish imkonini beradi. yuqori harorat. Past potentsial manbalar sifatida, tuproq va artezian suvlari, ko'llar, dengizlar, er osti issiqliklari, ikkilamchi energiya resurslari - chiqindilar, chiqindi suv, ventilyatsiya chiqindilari va boshqalar. 1 kVt elektr quvvatini siqish issiqlik nasosi blokining (HPU) haydovchisiga sarflagan holda, siz 3-4 ni olishingiz mumkin va bu bilan muayyan shartlar va 5-6 kVtgacha issiqlik quvvati.
GESning dunyoda va Rossiyada qo'llanilishi
Chet elda issiqlik nasosi texnologiyasi 30 yildan ortiq vaqt davomida turar-joy va ofis binolarini issiqlik bilan ta'minlash maqsadida keng qo'llanilmoqda. Uning ommaviy qo'llanilishiga turtki 1970-yillardagi energiya inqirozi edi. 2009 yilda dunyoda yer osti manbali issiqlik nasoslari soni 2,8 million donadan oshdi, ularning umumiy o'rnatilgan issiqlik quvvati 35 GVtni, issiqlik energiyasining yillik ishlab chiqarishi esa 214 ming TJ ni tashkil etdi. Ushbu turdagi GESni o'rnatish bo'yicha etakchilar AQSh va Shvetsiya edi. ko'p miqdorda ular Yaponiya, Germaniya, Shveytsariyada ishlaydi. DA o'tgan yillar Xitoyda GES faol amalga oshirila boshlandi. Ko'pgina mamlakatlarda GESdan keng foydalanishga energiya narxining oshishi, shuningdek energiya samaradorligi to'g'risidagi qonun hujjatlari, atrof-muhitni muhofaza qilish qonunchiligi va issiqxona gazlari chiqindilarini kamaytirish talablari yordam beradi. Lekin asosiysi, GESning xorijdagi bozorlari, qoida tariqasida, davlat ko‘magida shakllanadi. Ekologik tozalikni taklif qiluvchi kompaniyalar toza o'rnatish, soliq imtiyozlaridan foydalanadi, bunday uskunani sotib olgan uy-joy mulkdorlari subsidiyalar, subsidiyalar, imtiyozli kreditlar oladi.
Mamlakatimizda issiqlik nasoslaridan foydalanish tajribasi hali ham kichik, ammo ularni amalga oshirish uchun sharoitlar mavjud. Birinchidan, yoqilg'i va elektr energiyasi narxining oshishi va ekologik talablarning oshishi bilan ulardan foydalanishning maqsadga muvofiqligi ortib bormoqda. Ikkinchidan, mamlakatimizda kam qavatli qurilish jadal rivojlanmoqda, uning ijaraga beriladigan uy-joylarning umumiy hajmidagi ulushi so‘nggi yillarda 40-47 foizni tashkil etadi va o‘sish tendentsiyasiga ega. 2009 yilda kam qavatli binolarni isitish va issiq suv ta'minoti (ISW) ehtiyojlari uchun 52 mln.
HPSni joriy etish bo'yicha cheklovlar
uchun GESdan foydalanish samaradorligini o'rganish avtonom isitish va kam qavatli binolarni issiq suv bilan ta'minlash an'anaviy tizimlarga nisbatan shuni ko'rsatdi avtonom issiqlik ta'minoti- individual gaz va elektr qozonlari - GESlar bir qator cheklovlarga ega, ularni bartaraf etish uchun qo'shimcha xarajatlar talab etiladi.
Issiqlik nasoslarini joriy etishning asosiy cheklovlari quyidagilardan iborat.
1. Yuqori xususiy kapital qo'yilmalar. Rossiyada issiqlik nasos uskunalari bozori endigina shakllanmoqda. Asosan, xorijiy ishlab chiqarish (Germaniya, Avstriya, AQSh) issiqlik nasoslari taqdim etilgan va ular ancha qimmat. Asosiy uskunaning narxi, uni o'rnatish va sozlash bilan bir qatorda, issiqlik ta'minoti sohasidagi eng keng tarqalgan er GESlari 50-100 m chuqurlikda burg'ulashni talab qiladi, bu ham qimmat. Yana tejamkor yechim - gorizontal kollektorli HPI. Biroq, joylashtirish uchun gorizontal kollektor katta maydondagi bepul er uchastkasi kerak bo'lib, u keyinchalik iqtisodiy muomaladan chiqariladi: unga binolar qurish, daraxt va butalarni ekish mumkin emas. Hozirgi vaqtda vertikal zondli GESlar alohida issiqlik ta'minoti tizimlarida kengroq qo'llaniladi. Shunday qilib, markaziy hududlar sharoitlari uchun faqat quduqni burg'ulash qiymati 1800-3000 rublga baholanadi. (saytning geologik xususiyatlariga qarab) chiziqli metrga.
GESga o'ziga xos investitsiyalar muqobil isitgichlarga qaraganda sezilarli darajada yuqori bo'lganligi sababli, issiqlik nasosi faqat hisoblangan qismga o'rnatiladi. isitish yuki(asosiy qism deb ataladigan) arzonroq isitgichdan eng yuqori issiqlik yukini qoplash bilan. Iste'molchining umumiy issiqlik yukini qoplashda issiqlik nasosining ulushini aniqlash har bir aniq holatda hal qilinadigan optimallashtirish muammosidir. Uning natijasi uyning issiqlik ta'minoti sxemasiga, mintaqadagi tashqi havo haroratining turish muddati grafigining zichligiga, issiqlik nasosi va eng yuqori isitgichning narxiga, mintaqadagi elektr energiyasining narxiga bog'liq.
Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, quduqni ulash va burg'ulash bilan GES majmuasi gaz yoki gazni o'rnatishdan qimmatroqdir. elektr qozon. Umuman olganda, GES bilan tizimni o'rnatish qozondan issiqlik ta'minotidan 2,4-2,8 barobar qimmatroqdir.
2. Issiqlik nasosining chiqishidagi harorat chegaralari. Geotermal issiqlik nasoslarining isitish davri ta'minlay oladigan maksimal harorat odatda 55 ° C ni tashkil qiladi individual modellar- 60-65 ° S. Issiqlik pompasi butun vaqt davomida ishlashini ta'minlash uchun isitish davri va ularning energiya tejash imkoniyatlarini maksimal darajada oshirish uchun past haroratli isitish tizimlaridan foydalanish kerak - isitish tizimlari bilan maksimal haroratlar mos ravishda 70 va 50 ° S dan yuqori bo'lmagan to'g'ridan-to'g'ri va teskari chiziqlarda. Biroq, past haroratli tizimlar uchun mo'ljallangan an'anaviy isitish tizimlariga nisbatan isitish moslamalarining ko'proq maydoni talab qilinadi harorat jadvali 95/70 °C. Bu qo'shimcha xarajatlarni talab qiladi.
3. Mintaqaviy sharoitda tuproqning issiqlik salohiyatining heterojenligi. Issiqlik manbai sifatida tuproq potentsiali janubiy hududlar shimolga nisbatan sezilarli darajada yuqori. Shunday qilib, Pyatigorsk sharoitida 50-100 m chuqurlikdagi tuproq harorati 15-16ºS, Moskva uchun 10-11ºS, Arxangelsk uchun 4-5ºS. Tuproq harorati qanchalik baland bo'lsa, transformatsiya darajasi qanchalik baland bo'lsa, issiqlik pompasi bir xil miqdordagi issiqlikni ishlab chiqarish uchun kamroq elektr energiyasini sarflaydi. Shuni ta'kidlash kerakki, issiqlik nasoslaridan issiqlik ta'minoti maqsadida foydalanishning iqtisodiy samaradorligi sezilarli darajada butun mintaqaning iqlim sharoitiga bog'liq bo'lib, issiqlik nasoslaridan foydalanish samaradorligiga ta'sir qiluvchi omillar boshqacha yo'nalishga ega. Tuproqning issiqlik potentsiali va shunga mos ravishda transformatsiya koeffitsienti shimoldan janubga oshadi, lekin isitish davrining davomiyligi va HPI dan foydalanish soatlari soni va shuning uchun ularning energiya tejash potentsialini amalga oshirish shimoldan kamayadi. janubga.
4. GESning ishlashi paytida tuproqni sovutish koeffitsientini hisobga olish. Oxirigacha issiqlik energiyasi iste'moli isitish mavsumi Issiqlik yig'ish tizimining quvurlari registri yaqinida tuproq haroratining pasayishiga olib keladi, bu esa iqlim sharoiti Rossiya hududining aksariyat qismida kompensatsiya olish uchun vaqt yo'q yozgi davr, va keyingi isitish mavsumining boshlanishi bilan tuproq pastroq harorat potentsiali bilan chiqadi. Bu omil shimolda janubga qaraganda ko'proq namoyon bo'ladi. Har bir keyingi isitish mavsumida issiqlik energiyasini iste'mol qilish tuproqning yanada sovishini keltirib chiqaradi. Tuproq haroratining pasayishi eksponent bo'lib, taxminan besh yillik ishlagandan so'ng uning harorati tabiiyga nisbatan 1-2º yoki undan ko'proq pasaygan kvazstatsionar darajaga etadi. Issiqlik ta'minoti tizimlarini loyihalashda bunday erni sovutishni hisobga olish kerak, bu esa uni yanada qimmatroq qiladi.
GES yordamida issiqlik ta'minoti imkoniyatlari
Uylarni isitish uchun ishlatiladigan issiqlik pompasi bilan issiqlik ta'minoti sxemalari tepalikdagi isitgichni ketma-ket va parallel ravishda kiritish nuqtai nazaridan bo'linishi mumkin.
Ketma-ket sxema bilan issiqlik pompasi bilan isitiladigan suv - tashqi havo haroratida, uning harorati yukni qoplash uchun etarli bo'lgan - radiatorlarga kiradi. Sovuqroq havoda tepalik manbai faollashadi.
Da parallel zanjir pik elektr isitgich bilan issiqlik nasosi tomonidan isitiladigan suv butun isitish davri davomida radiatorlarga beriladi va ma'lum tashqi haroratlardan boshlab, uni saqlab turish uchun. standart harorat isitiladigan xonalarda havo etishmayotgan issiqlik hosil bo'lishini talab qiladi. Uning manbai sifatida gazli qozon, suyuq yonilg'i qozoni, elektr qozon, konvektiv yoki infraqizil turdagi isitgichlardan foydalanish mumkin, bu ham qo'shimcha xarajatlarni talab qiladi.
Yuqori energiya samaradorligi issiqlik nasosining "issiq zamin" isitish tizimi bilan kombinatsiyasini ta'minlaydi. Bunday tizimda issiqlik pompasi butun isitish davrida ishlaydi. Biroq, unda ma'lum tashqi havo haroratidan boshlab, binolarda standart havo haroratini saqlab turish uchun qo'shimcha issiqlik ishlab chiqarish talab qilinadi. SNiP 41-01-2003 "Isitish, shamollatish va havoni tozalash" ga muvofiq o'rtacha harorat bilan pollar uchun doimiy qolish odamlar 26ºS dan oshmasligi kerak. Past haroratli isitish tizimi "issiq zamin" 35-55 ºS sovutish suvi haroratida 50-150 Vt / m 2 issiqlik oqimini olish imkonini beradi. Shu bilan birga, ichki elementlarga cheklovlar qo'yiladi: qalinligi va issiqlik o'tkazuvchanligi uchun talablar mavjud. pol qoplamasi, gilamlardan foydalanishga ruxsat berilmaydi; devorlar va quvurlarni yotqizish chegarasi orasidagi masofa kerak; mebelni tartibga solish rejasi talab qilinadi, uning o'zgarishi kelajakda istalmagan. Umuman maksimal maydon"issiq zamin" yotqizish isitiladigan maydonning 60-70% ni tashkil qiladi.
Issiqlik ta'minotida allaqachon keng qo'llanilgan kompressorli issiqlik nasoslariga qo'shimcha ravishda, kompressor funktsiyasi yoqilgan assimilyatsiya tipidagi issiqlik nasoslaridan foydalanish mumkin. elektr haydovchi deb atalmish narsani bajaradi. yoqilg'ini yoqish orqali ishlaydigan "termal kompressor". Yaqinda issiqlik nasoslari ishlab chiqaruvchilari kam quvvat mikrog'ovakli aluminosilikat minerali «seolit» asosidagi absorbsion va adsorbsion issiqlik nasoslari modellarini chiqarishga tayyorlanmoqda. Ularda ko'proq kapital qo'yilmalar mavjud. Absorbsion va adsorbsion issiqlik nasoslarining afzalligi shundaki, ular elektr, yoqilg'i yonish energiyasiga nisbatan arzonroq ishlaydi. Ushbu turdagi issiqlik nasosida elektr kompressor yo'q, elektr quvvati faqat sovutish suvi aylanishi uchun talab qilinadi isitish tizimi va past potentsial issiqlik yig'ish tizimi. Absorbsion va adsorbsion issiqlik nasoslari siqilgan issiqlik nasoslariga qaraganda kamroq sovutish quvvatini talab qiladi - bu sizga kamroq foydalanish imkonini beradi. chuqur quduqlar, bu qimmat burg'ulash ishlarini tejaydi.
Kapital qo'yilmalarni baholash to'g'risida
Kapital qo'yilmalar nuqtai nazaridan yanada tejamkor yechim izlashda biz manba sifatida past darajadagi issiqlikdan foydalanadigan issiqlik nasoslarini ko'rib chiqdik. atmosfera havosi. Ushbu turdagi issiqlik nasoslari 3,2-3,6 (havo haroratida t n = 2 ° C) transformatsiya nisbatiga ega. Biroq, ulardan foydalanishda sezilarli cheklovlar mavjud: tashqi harorat pasayganda, ularning issiqlik quvvati va transformatsiya nisbati keskin kamayadi. t n da<-20 °С использовать такие водо-воздушные тепловые насосы на цели отопления невозможно; а на цели ГВС их невозможно использовать уже при -15 °С. В наиболее холодные интервалы отопительного периода теплоснабжение производится за счет дублирующих установок - электрокотлов, которые приходится рассчитывать на полную тепловую нагрузку. Это не позволяет экономить затраты на пиковый источник тепла и на заявленную электрическую мощность, и из-за этого, а также из-за пониженного в холодные периоды коэффициента трансформации, резко возрастает годовой расход электроэнергии.
Ta'riflangan sxemalarni har xil turdagi issiqlik nasoslari va muqobil individual issiqlik ta'minoti tizimlari bilan taqqoslash umumiy maydoni 200 ta uydan iborat kam qavatli aholi punktining isitish tizimi uchun eng kam umumiy chegirmali xarajatlar mezoniga muvofiq amalga oshirildi. Har biri 200 m 2, 30 yil hisoblash davri uchun (rasmga qarang).
Hozirgi vaqtda minimal umumiy xarajatlar mezoniga ko'ra issiqlik nasoslari gaz qozonlari bilan raqobatlasha olmaydi. Issiqlik nasoslarining iqtisodiy joyi gazlashtirilmagan hududlardir va ular uchun raqobatdosh texnologiya elektr qozonlaridir..
Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, issiqlik ta'minoti sxemasini HPI bilan optimallashtirish orqali elektr qozonga nisbatan shimolda 59% dan Rossiyaning janubida 64% gacha energiya tejashga erishish va e'lon qilingan elektr quvvatini 20 ga yaqin tejashga erishish mumkin. -25%.
Shimol sharoitida uzoq isitish davri (yiliga 5600 soatdan) va elektr energiyasi uchun yuqori tariflar (2 rubl / kVt dan) uchun konvektorli isitgich bilan parallel ravishda ishlaydigan siqilgan tuproqli issiqlik nasosidan isitish sxemasi yaqin ko'rinadi. va hatto hisob-kitob davri uchun elektr qozonlarga qaraganda kamroq xarajatlar. Rossiyaning boshqa hududlarida issiqlik nasoslari uchun umumiy xarajatlar, hatto sxema, harorat grafigi, issiqlik almashinuvi yuzalarini optimal tanlash bilan, boshqa bir xil sharoitlarda olingan elektr qozonlardan issiqlik ta'minoti uchun umumiy chegirmali xarajatlarga nisbatan yuqori. Bu, asosan, GESga yuqori kapital qo'yilmalar bilan bog'liq bo'lib, sabablari yuqorida ko'rib chiqilgan. Issiqlik nasoslari asosida issiqlik ta'minoti uchun boshqa barcha ko'rib chiqilgan variantlar Rossiyaning ko'rib chiqilayotgan mintaqalarining hech biri uchun iqtisodiy jihatdan samarali emas.
Qo'shimcha tadqiqot shuni ko'rsatdiki, HPIga asoslangan issiqlik ta'minoti tizimlari individual elektr qozonlarga qaraganda ancha tejamkor bo'ladi a) elektr energiyasi tariflarining oshishi va b) HPI va elektr qozonlari narxining nisbati pasayishi bilan. Shunday qilib, elektr energiyasi tariflarining 30% dan ortiq oshishi issiqlik nasosi bilan issiqlik ta'minoti sxemasini ishlab chiqish imkonini beradi, bu elektr qozondan issiqlik ta'minotidan ko'ra jami chegirmali xarajatlar nuqtai nazaridan ancha tejamkor bo'ladi. Elektr energiyasi uchun amaldagi tariflar bo'yicha, agar ularni o'rnatish uchun maxsus kapital xarajatlarni 50% yoki undan ko'proq kamaytirish mumkin bo'lsa, GESlar elektr qozonlariga nisbatan tejamkor bo'ladi.
Yoqilg'i tejamkorligining ta'siri taxmin qilinadi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, elektr stantsiyalarida o'rtacha o'ziga xos yoqilg'i iste'moli 340 g mos yozuvlar yoqilg'isi / kVt / soat shimoliy hududlar sharoitida, siqishni tipidagi issiqlik nasoslari bilan issiqlik ta'minoti sxemalarining hech biri gazli qozonlarga nisbatan yoqilg'ini tejash imkonini bermaydi. Faqat singdiruvchi (adsorbsion) qurilmalar yoqilg'i tejovchi ta'sirga ega, ular yoqilg'ining 20% ga yaqinini tejash imkonini beradi. Rossiyaning markaziy janubiy hududlari uchun siqishni issiqlik pompasi bilan issiqlik ta'minoti sxemasini optimal tanlash bilan yoqilg'ini 9% gacha tejashga erishish mumkin - hatto gazli qozonlardan foydalanish bilan solishtirganda. Elektr qozonlarini ishlatish bilan solishtirganda, elektr stantsiyalarida yoqilg'i tejamkorligi mos ravishda 55-65% ni tashkil qiladi.
Xulosa
Federatsiya sub'ektlarida kam qavatli qurilish sur'atlarini, Rossiya Federatsiyasi Iqtisodiy rivojlanish vazirligining elektr va gaz uchun tariflarning o'sishi bo'yicha prognozlarini va prognoz qilinadigan inflyatsiya darajasini hisobga olgan holda, talabni taxmin qilish mumkin. turar-joy binolarini isitish uchun issiqlik nasoslarini o'rnatish uchun. Bizning hisob-kitoblarga ko'ra, 2030 yilgacha bo'lgan davrda butun mamlakat bo'ylab taxminan 3,4-4,4 GVt issiqlik nasosining quvvati talab qilinishi mumkin, bu kam qavatli binolarning kirish issiqlik quvvatining 9-11 foizini tashkil qiladi. Ularning o'rnatilishi taxminan 3,8 million tonna yoqilg'i ekvivalenti miqdorida yoqilg'i tejash imkonini beradi. yilda.
