Відповідальні за тепло

Реконструкція мереж комунального теплопостачання лише в декількох районах Донецької області дала економію 77,91 млн куб. м природного газу на рік.

У Донбасі реалізований пілотний проект, за результатами якого сьогодні розроб­ляється програма модернізації теплопостачання для всіх регіонів України. Науковою стороною реконструкції займався Інститут технічної теплофізики (Київ). Про проект і про те, над вирішенням яких проблем сьогодні працюють його фахівці,­ — у інтерв’ю кандидата технічних наук, ученого секретаря інституту Олександра Чайки.

— Олександре Іллічу, у чому полягала реконструкція і яких результатів досягнуто?

—Такий масштабний проект модернізації комунальної енергетики реалізований­ в Україні вперше. Його розробив і провів наш інститут­ разом із Донецькою обласною державною адміністрацією. З нашого боку роботу очолював директор інституту, академік Анатолій ­Долинський. Під час реалізації проекту 512 малоефективних котлоагрегатів замінені на сучасні, із ККД не нижче 91%; оптимізовано теплоподачу — закриттям малоефективних котелень і переключенням мережі на інші, обладнані новітніми котлами; замінені 229,3 км зношених труб тепломереж на сучасні; установлені 24 утилізатори теплоти; упроваджені 169 частотно-регулювальних електроприводів на вентиляторах і димососах; установлені 2 теплових насоси.

Економічний ефект від зменшення витрати природного газу становить 70 мільйонів гривень на рік — це за його дотаційної ціни для підприємств теплокомуненерго. Крім того, досягнуте зниження викидів оксидів азоту на 253 тонни на рік, парникових газів — на 152,7 тисячі тонн на рік. Термін окупності програми — 4,1 року.

Зауважу, що для реалізації цього проекту в Донецькій області налагоджений випуск новітнього вітчизняного обладнання для теплоенергетики. Крім того, упроваджені технології, які досі в Україні не застосовувалися. Так, у Краматорську встановлений тепловий насос для одержання гарячої води на каналізаційних стоках.

Проект себе повністю виправдав і став базовим для розробки програм модернізації систем теплозабезпечення в інших областях України. Ми вважаємо, що треба приймати такі програми для кожного регіону окремо. Десь є відходи деревообробки, десь — торф або солома, а подекуди можна використовувати вторинні енергетичні ресурси у вигляді теплої води, що скидається підприємствами.

— Ваш інститут — профільна наукова установа у сфері теплозабезпечення. Які проблеми сьогодні вирішують учені?

— Ми стоїмо на позиції, що, з одного боку, треба підвищити енергоефективність наявних систем, а з іншого — залучати альтернативні джерела­ енергії. Зараз створена міжвідомча комісія, розробляється Національна концепція з тепло­забезпечення. Поставлено мету до 2030 року домогтися зниження споживання газу в країні на 30%: 15% — за рахунок енергозбережних технологій і 15% — за рахунок альтернативних джерел енергії.­ Сьогодні інститут займається всім спектром теплових установок, використовуваних в Україні. Розроб­ляємо нові моделі пальників, котлів, електрогенераторів. Досліджуємо, яке паливо, крім природного газу, можна в них використовувати (а це біогаз, відходи деревини, буре вугілля, торф) і визначаємо найкращі параметри відповідних установок. Займаємося когенерацією­ — комбінованим виробництвом і теплоти, і електроенергії в одній установці. Такий підхід також забезпечує високий коефіцієнт використання пального.

— Одна з найцікавіших енергоефективних технологій — теплові насоси. Як вони впроваджуються в Україні?

—Так, це сьогодні один із найперспективніших напрямів. Теплові насоси  працюють за принципом холодильника, тільки навпаки. У навколишньому середовищі знаходять дві точки — холодну й більш теплу, бажано з найбільшою різницею температур. Між ними прокладають трубу, якою прокачують рідину, що має властивість поглинати тепло й перетворюватися на газ за низьких температур, наприклад фреон. У гарячій точці фреон скипає, переносить тепло в теплообмінник-конденсатор, де віддає його й знову переходить у рідкий стан. Мотор знову спрямовує газ у гарячу точку, цикл повторюється. Конденсатор нагріває воду або повітря, які можна використовувати для обігріву будинку. Теплові насоси, можна сказати, качають енергію із зовнішнього середовища.

Ще за часів Радянського­ Союзу наш інститут  розробляв такі пристрої. Однак тоді ціни на природний газ були низькими, тому великого поширення ця ідея не дістала. В останні  роки ми повернулися до цієї тематики, бо найефективніше використовувати газ як пальне можна, застосовуючи саме теплонасосну технологію. Дуже часто на підприємствах скидають теплу, а то й гарячу воду, пару. Нинішні методи дозволяють «відбирати» тепло, нагрівати «свій» теплоносій і  використовувати його для комунальних потреб. Таким чином, ми ще й зменшуємо теплове забруднення навколишнього середовища.

Приміром, коефіцієнт корисної дії котлів на газі становить 92%. Це, звичайно, набагато більше, ніж ККД одержання електроенергії від спалювання газу на теплових електростанціях, який звичайно не перевищує 36%. Однак якщо цю електрику використовувати в теплонасосах, то на кожну одиницю витраченої енергії можна одержати 3—5 одиниць тепла, відібраного в навколишнього середовища. Тобто коефіцієнт використання первинного палива  в таких системах може становити від 100 до 150%.

На жаль, упровадженню цієї енергоефективної технології перешкоджають сумніви,  що обумовлені почасти нерозумінням фізичних процесів, які відбуваються в теплових насосах, почасти  тим, що ціна тепла, одержуваного у такий спосіб, сьогодні досить велика.

— Чи є в Україні фірми, які виробляють таку апаратуру?

— Є підприємства, де складають насоси з комплектувальних, що поставляються з-за кордону. Виробляють їх кілька російських  заводів. А переважно їх роблять у Європі, США, Японії. Останнім часом постачальником такого обладнання на світовий ринок став Китай. А взагалі, в Україні теплових насосів поки зовсім небагато.

— Де ж вони працюють?

— На підприємстві «Полтава­водоканал» хотіли впровадити тепловий насос, але спочатку ця ідея викликала сумнів у керівництва. Тоді просто на підприємстві місцеві вмільці самотужки зробили таку установку. Взяли старе холодильне обладнання, трубу з гарячою водою з каналізації пустили усередині іншої, яка відбирала це тепло й спрямовувала його в тепловий насос на основі фреону.  І система почала діяти. Потім купили три канадських насоси, установили їх на очисних спорудах. Це дозволило «Полтававодоканалу»  повністю відключити газові котли, що обігрівали  приміщення цього підприємства.

Є приклад удалої установки теплонасосів типу «повітря-повітря» в одній зі шкіл в Рівненській області. Та й у Донецькій під час модернізації тепломереж були уведені в дію два теплонасоси. Але це, звичайно, крапля в морі.