Главные по теплу
Реконструкция сетей коммунального теплоснабжения всего в нескольких районах Донецкой области дала экономию в 77,91 млн куб. м природного газа в год.
В Донбассе реализован пилотный проект, по результатам которого сегодня разрабатывается программа модернизации теплоснабжения для всех регионов Украины. Научной стороной реконструкции занимался Институт технической теплофизики (Киев). О проекте и о том, над решением каких проблем сегодня работают его специалисты, – в интервью кандидата технических наук, ученого секретаря института Александр Чайка.
— Александр Ильич, в чем заключалась реконструкция и какие результаты достигнуты?
— Такой масштабный проект модернизации коммунальной энергетики реализован в Украине впервые. Его разработал и провел наш институт совместно с Донецкой областной государственной администрацией. С нашей стороны работу возглавлял директор института академик Анатолий Долинский. При реализации проекта 512 малоэффективных котлоагрегатов заменены на современные с КПД не ниже 91%; оптимизирована теплоподача путем закрытия малоэффективных котельных и переключения сети на другие, обустроенные новейшими котлами; заменены 229,3 километра изношенных труб теплосетей на современные; установлены 24 утилизатора теплоты; внедрены 169 частотно-регулирующих электроприводов на вентиляторах и дымососах; установлены 2 тепловых насоса.
Экономический эффект от уменьшения расхода природного газа составляет 70 миллионов гривень в год – это при его дотационной цене для предприятий теплокоммунэнерго. Кроме того, достигнуто снижение выбросов оксидов азота на 253 тонны в год, парниковых газов – на 152,7 тысячи тонн в год. Срок окупаемости программы — 4,1 года.
Подчеркну, что для реализации этого проекта в Донецкой области налажен выпуск новейшего отечественного оборудования для теплоэнергетики. Кроме того, внедрены технологии, до сих пор в Украине не применявшиеся. Так, в Краматорске установлен тепловой насос для получения горячей воды на канализационных стоках.
Проект себя полностью оправдал и стал базовым для разработки программ модернизации систем теплообеспечения в других областях Украины. Мы считаем, что надо принимать такие программы для каждого региона отдельно. Где-то есть отходы деревообработки, где-то – торф или солома, а кое-где можно использовать вторичные энергетические ресурсы в виде теплой воды, сбрасываемой предприятиями.
— Ваш институт — профильное научное учреждение в сфере теплообеспечения. Какие проблемы сегодня решают ученые?
— Мы стоим на позиции, что, с одной стороны, надо повысить энергоэффективность существующих систем, а с другой – привлекать альтернативные источники энергии. Сейчас создана межведомственная комиссия, разрабатывается национальная концепция теплообеспечения. Поставлена цель к 2030 году добиться снижения потребления газа в стране на 30%: 15% – за счет энергосберегающих технологий и 15% – за счет альтернативных источников энергии. Сегодня институт занимается всем спектром тепловых установок, используемых в Украине. Разрабатываем новые модели горелок, котлов, электрогенераторов. Исследуем, какое топливо, кроме природного газа, можно в них использовать (а это биогаз, отходы древесины, бурый уголь, торф), и определяем наилучшие параметры соответствующих установок. Занимаемся когенерацией — комбинированным производством и теплоты, и электроэнергии в одной установке. Такой подход также обеспечивает высокий коэффициент использования горючего.
— Одна из самых интересных энергоэффективных технологий – тепловые насосы. Как идет в Украине их внедрение?
— Да, это сегодня одно из наиболее перспективных направлений. Тепловые насосы основаны на принципе холодильника, только наоборот. В окружающей среде находят две точки – холодную и более теплую, желательно с наибольшей разницей температур. Между ними прокладывают трубу, по которой прокачивают жидкость, обладающую свойством поглощать тепло и превращаться в газ при низких температурах, например фреон. В горячей точке фреон вскипает, переносит тепло в теплообменник-конденсатор, где отдает его и вновь переходит в жидкое состояние. Мотор снова гонит газ в горячую точку, цикл повторяется. Конденсатор нагревает воду или воздух, которые можно использовать для обогрева дома. Тепловые насосы, можно сказать, качают энергию из внешней среды.
Еще во времена Советского Союза наш институт разрабатывал такие устройства. Однако тогда цены на природный газ были низкими, поэтому особого распространения эта идея не получила. В последние годы мы вернулись к данной тематике, потому что наиболее эффективно использовать газ в качестве горючего можно, применяя именно теплонасосную технологию. Очень часто на предприятиях сбрасывают теплую, а то и горячую воду, пар. Нынешние методы позволяют «отбирать» тепло, нагревать «свой» теплоноситель и далее использовать для коммунальных нужд. Тем самым мы еще и уменьшаем тепловое загрязнение окружающей среды.
К примеру, коэффициент полезного действия котлов на газе составляет 92%. Это, конечно, намного больше, чем КПД при получении электроэнергии от сжигания газа на тепловых электростанциях, – последний обычно не превышает 36%. Однако если это электричество использовать в теплонасосах, то на каждую единицу затраченной энергии можно получить 3-5 единиц тепла, отобранного у окружающей среды. То есть коэффициент использования первичного топлива в таких системах может составить от 100 до 150%.
К сожалению, внедрение этой энергоэффективной технологии наталкивается на сомнения и неприятие. Отчасти это обусловлено непониманием физических процессов, происходящих в тепловых насосах, отчасти тем, что цена тепла, получаемого при таком процессе, сегодня достаточно велика.
— Есть ли в Украине фирмы, производящие такую аппаратуру?
— Есть предприятия, которые собирают насосы из комплектующих, поставляемых из-за рубежа. Производят их несколько российских заводов. А в основном их делают в Европе, США и Японии. В последнее время поставщиком подобного оборудования на мировой рынок стал Китай. А вообще, в Украине тепловых насосов пока совсем немного.
— Где же они работают?
— На предприятии «Полтававодоканал» хотели внедрить тепловой насос, но вначале эта идея вызывала сомнение у руководства. Тогда прямо на предприятии местные умельцы своими силами сделали подобную установку. Достали старое холодильное оборудование, трубу с горячей водой из канализации пустили внутри другой, которая отбирала это тепло и направляла его в тепловой насос на основе фреона. И система заработала. Затем купили три канадских насоса, установили их на очистных сооружениях. Это позволило «Полтававодоканалу» полностью отключить газовые котлы, обогревающие свои помещения.
Есть пример удачной установки теплонасосов типа «воздух-воздух» в одной из школ в Ровенской области. Да и в Донецкой во время модернизации теплосетей были введены в действие два теплонасоса. Но это, конечно, капля в море.
