Мосводоканал: ноу-хау в использовании тепловых насосов
Для отопления канализационной насосной станции МГУП “Мосводоканал” в Северном Бутово уже не первый год используется тепловой насос. Об уникальной работе этого устройства для получения альтернативного источника энергии рассказали корреспонденту AEnergy.ru представители “Мосводоканала”.
От традиций к энергосбережению
В шестиэтажном здании канализационной насосной станции в Северном Бутово (см. фото) располагаются старый тепловой пункт и тепловой насос. Для отопления 6 этажей используется энергия, получаемая в результате работы одного теплового насоса.
Старый тепловой пункт (см. фото) отключен за ненадобностью и уступил место передовым альтернативным технологиям.
Тепловой насос использует энергию сточных вод, поступающих для перекачки в канализационную насосную станцию из московского микрорайона. Температура сточных вод не опускается ниже отметки 16-18°С.
Новое энергосберегающее оборудование позволяет не только полностью отапливать здание, но и полностью отказаться от централизованного отопления.
Как рассказал AEnergy начальник энергомеханического управления МГУП “Мосводоканал” Битиев Алексей Валерьевич, с внедрением нового альтернативного оборудования расходы на содержание канализационной станции сократились в 4 раза. Тепловой насос не сжигает топливо, не загрязняет атмосферу выбросами и является экологически чистой технологией.
Срок окупаемости проекта – 6 лет (только за счет энергосбережения). Затраты на реализацию проекта составили 2,5 млн руб.
Патент на чудо
Уникальность проекта в том, что впервые источником тепла для теплового насоса стала сточная вода. Эта ноу-хау закреплено в патенте на изобретение.
Затратив 1 кВт электроэнергии в приводе насоса, можно получить 3-6 кВт теплой энергии, которой хватает для обеспечения комфортной температуры для всего 6-этажного здания канализационной насосной станции.
Проект был реализован “Мосводоканалом” в партнерстве с российской фирмой-производителем тепловых насосов “ТН-Сервис”.
Мощность теплового насоса составляет 50 кВт.
Тепловой насос – старый знакомый?
Принцип работы теплового насоса можно сравнить с обыкновенным домашним холодильником. Даже внешне, по размерам и форме, они очень похожи (см. фото). Оба агрегата в своей работе используют фреон.
Тепло сточных вод предается в теплообменник (см. фото), дает “толчок” к кипению и испарению фреона, поднимающего с помощью компрессора температуру до 60°С. Таким образом происходит подогрев воды в батареях станции.
Перспективы
“Мосводоканал” доволен автономностью и энергонезависимостью канализационной насосной станции от централизованного отопления.
По словам начальника энергомеханического управления МГУП “Мосводоканал”, в будущем при строительстве новых объектов подобного типа “Мосводоканал” планирует использовать тепловые насосы как источник автономного тепла. Особенно это будет касаться всех сооружений, находящихся вдали от централизованных источников тепла.
Единственный в России уникальный проект со временем станет типовым для других сооружений “Мосводоканала”. “Мосводоканал” планирует реализовать еще 3 аналогичных проекта в ближайшие 2 года. Тепловые насосы будут установлены на Черкизовской, Братеевской канализационных станциях и Орехово-3. Тепловые насосы планируется установить и на Курьяновских очистных сооружениях (см. фото).
Тепловые насосы планируется использовать не только для отопления сооружений “Мосводоканала”, но и для кондиционирования помещений. На канализационной насосной станции в Северном Бутово будет установлена система вентиляции, работающая от теплового насоса к концу 2009 г.
Справка:
Идея теплового насоса высказана еще полтора века назад британским физиком Уильямом Томсоном. Свое изобретение он назвал “умножителем тепла”.
Тепловой насос – это в некотором смысле “холодильник наоборот”. В обоих устройствах основными элементами являются испаритель, компрессор, конденсатор и дроссель (регулятор потока), соединенные трубопроводом, в котором циркулирует хладагент – вещество, способное кипеть при низкой температуре и меняющее свое агрегатное состояние с газового в одной части цикла, на жидкое – в другой. В холодильнике главная партия отводится испарителю и отбору тепла, а в тепловом насосе – конденсатору и передаче тепла.
Парадоксальная, на первый взгляд, связь между “производством тепла” и холодильной машиной состоит в том, что принцип работы тепловых насосов и обычных холодильников одинаков и основан на двух хорошо знакомых всем физических явлениях: 1) когда вещество испаряется, оно поглощает тепло, а когда конденсируется, отдает его; 2) когда давление меняется, меняется температура испарения и конденсации вещества – чем выше давление, тем выше температура, и наоборот.
Схематично тепловой насос можно представить в виде системы из трех замкнутых контуров: в первом, внешнем, циркулирует теплоотдатчик (теплоноситель, собирающий теплоту окружающей среды), во втором – хладагент (вещество, которое испаряется, отбирая теплоту теплоотдатчика, и конденсируется, отдавая теплоту теплоприемнику), в третьем – теплоприемник (вода в системах отопления и горячего водоснабжения здания).
Внешний контур (коллектор) представляет собой уложенный в землю или в воду (напр. полиэтиленовый) трубопровод, в котором циркулирует незамерзающая жидкость – антифриз. Источником низкопотенциального тепла может служить грунт, скальная порода, озеро, река, море и даже выход теплого воздуха из системы вентиляции какого-либо промышленного предприятия.
Во второй контур, где циркулирует хладагент, как и в бытовом холодильнике, встроены теплообменники – испаритель и конденсатор, а также устройства, которые меняют давление хладагента, – распыляющий его в жидкой фазе дроссель (узкое калиброванное отверстие) и сжимающий его уже в газообразном состоянии компрессор.
Рабочий цикл выглядит следующим образом:
Жидкий хладагент продавливается через дроссель, его давление падает, и он поступает в испаритель, где вскипает, отбирая теплоту, поставляемую коллектором из окружающей среды. Далее газ, в который превратился хладагент, всасывается в компрессор, сжимается и, нагретый, выталкивается в конденсатор. Конденсатор является теплоотдающим узлом теплонасоса: здесь теплота принимается водой в системе отопительного контура. При этом газ охлаждается и конденсируется, чтобы вновь подвергнуться разряжению в расширительном вентиле и вернуться в испаритель. После этого рабочий цикл начинается сначала.
13.04.2009
рубрики: Аналитика.
