CC BY
212
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ УДК 697.3
Редько Олександр Федорович, д-р техн. наук, проф., завідувач кафедри теплогазопостачання, вентиляції і використання теплових вторинних енергоресурсів. E-mail: [email protected] (http://tgvtver.org/)
Тарадай Олександр Михайлович, д-р техн. наук, проф., професор кафедри теплогазопостачання, вентиляції і використання теплових вторинних енергоресурсів. E-mail: info [email protected]
Чернокрилюк Володимир Васильович, аспірант кафедри теплогазопостачання, вентиляції і використання теплових вторинних енергоресурсів. E-mail: [email protected]
Єсін Єгор Сергійович, аспірант кафедри теплогазопостачання, вентиляції і використання теплових вторинних енергоресурсів. E-mail: esin [email protected]
Харківський національний університет будівництва та архітектури, м. Харків, Україна. Вул. Сумська, 40, м. Харків, Україна, 61002. Тел.: +38-057-700-16-40.
КОМБІНОВАНІ СИСТЕМИ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ З ВІДНОВЛЮВАЛЬНИМИ ДЖЕРЕЛАМИ ТЕПЛА
У статті пропонується схема комбінованого теплопостачання з використанням високотемпературних і низькотемпературних джерел тепла працюючих на одну систему.
Ключові слова: теплопостачання, генератори теплової енергії, бак-теплоутилизатор, вторинні енергоресурси, поновлювані енергоресурси, енергозбереження.
Редько Александр Федорович, д-р техн. наук, проф., заведующий кафедрой теплогазоснабжения, вентиляции и использования тепловых вторичных энергоресурсов. E-mail: [email protected]
Тарадай Александр Михайлович, д-р техн. наук, проф., профессор кафедры теплогазоснабжения, вентиляции и использования тепловых вторичных энергоресурсов. E-mail: info [email protected]
Чернокрылюк Владимир Васильевич, аспирант кафедры теплогазоснабжения, вентиляции и использования тепловых вторичных энергоресурсов. E-mail: [email protected]
Есин Егор Сергеевич, аспирант кафедры теплогазоснабжения, вентиляции и использования тепловых вторичных энергоресурсов. E-mail: esin [email protected]
Харьковский национальный университет строительства и архитектуры, г. Харьков, Украина. ул. Сумская, 40, г. Харьков, Украина, 61002. Тел.: +38-057-700-16-40.
КОМБИНИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С ВОЗОБНОВЛЯЕМЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ТЕПЛА
В статье предлагается схема комбинированного теплоснабжения с использованием высокотемпературных и низкотемпературных источников тепла работающих на одну систему.
Ключевые слова: теплоснабжение, генераторы тепловой энергии, бак-теплоутилизатор, вторичные энергоресурсы, возобновляемые энергоресурсы, энергосбережение.
Redko Aleksandr Fedorovich, Ph. D., Professor, head of the Department of Heat and Gas supply, Ventilation and use of Thermal Secondary Energy Resources. E-mail: [email protected]
Taraday Aleksandr Mikhaylovich, Ph. D., Professor, Department of Heat and Gas supply, Ventilation and use of Thermal Secondary Energy Resources. E-mail: info [email protected]
Chernokryluk Vladimir Vasilyevich, postgraduate, Department of Heat and Gas supply, Ventilation and use of Thermal Secondary Energy Resources. E-mail: riello@,ukr.net
Yesin Yegor Sergeevich, postgraduate, Department of Heat and Gas supply, Ventilation and use of Thermal Secondary Energy Resources. E-mail: esin [email protected]
Kharkov national university of civil engineering and architecture, Kharkiv, Ukraine. Sumskaya str., 40, Kharkiv, Ukraine, 61002. Tel.: +38-057-700-16-40.
^MBINED HEAT SUPPLY SYSTEM WITH RENEWABLE HEAT SOURCES
The paper proposes a combined heating scheme using high-temperature and low-temperature heat sources working on the one system.
Keywords: heat supply, heat generators, heat exchanger tank, waste energy, renewable energy, energy saving.
Введение
Повышение энергоэффективности систем централизованного теплоснабжения (СЦТС) является весьма актуальной задачей, так как потери тепловой энергии в этих системах достигают 30% - 40%. Причинами таких потерь являются: износ оборудования, тепловой изоляции и трубопроводов, а также значительные потери тепла потребителями. В
42
№1 0 (129) 2014 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ • ЭНЕРГЕТИКА • ЭНЕРГОАУДИТ
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
существующих СЦТС не используется воспроизводимая тепловая энергия таких источников, как солнце, воздух, геотермальные воды, вторичных тепловых энергоресурсов (ТВЭР) и других источников тепловой энергии.
С целью устранения перечисленных недостатков в современных системах теплоснабжения и при реконструкции существующих СЦТС -предлагаются объединять все возможные источники тепловой энергии, подключая их к бойлеру-теплоутилизатору. От бойлера питаются системы теплоснабжения абонентов, обеспечивая тепловой энергией потребности отопления, вентиляции, горячего водоснабжения.
Централизованный источник L
Т вердотоплевный котел
ЭЛект рокот ел
-1 Мусоросжигательный завод
Геотермальные воды1
Тепловой насос
К потребителю на отопление вентиляцию и ГВС
Рис. 1. Схема комбинированной системы теплоснабжения
Комбинированные системы теплоснабжения
Комбинированные системы теплоснабжения (КСТС) получили широкое
распространения во многих странах (Дания, Франция, Швеция и др.).
На рис. 1 показана схема комбинированной системы теплоснабжения, которая состоит из различных источников тепла: централизованного теплоснабжения, воспроизводимых источников тепловой энергии, котлов-генератор тепловой энергии (ГТЭ). Все эти источники отдают тепло потребителям через общий бойлер-теплоутилизатор.
Принцип работы КСТС заключается в следующем: от системы централизованного теплоснабжения через теплообменник (СЦТС) теплоноситель с постоянной или переменной температурой подается в бойлер-теплоутилизатор. Расход или температура
№1 0 (129) 2014 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ • ЭНЕРГЕТИКА • ЭНЕРГОАУДИТ
43
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
теплоносителя регулируется с помощью системы автоматики в зависимости от параметров теплоносителя в бойлере-теплоутилизаторе.
В этот же бойлер-теплоутилизатор поступает тепловая энергия от котлов работающих на различных видах топлива, от солнечных коллекторов, от тепловых насосов и от источников вторичной тепловой энергии.
В теплый период года расчетное потребление тепловой энергии может быть обеспечено за счет альтернативных низкотемпературных источников тепла. При этом ГТЭ и СЦТС могут быть отключены. При увеличении потребления тепловой энергии автоматически увеличивается отбор теплоносителя от СЦТС. В холодный период года, когда потребление тепловой энергии еще сильнее увеличивается, включается ГТЭ.
СЦТС может подавать потребителю теплоноситель с постоянной температурой или переменной . Расход теплоносителя при этом регулируется автоматически в зависимости от температуры в бойлере-теплоутилизаторе.
Тепло от солнечных коллекторов используется сезонно. При использовании в качестве теплоносителя этилен-гликоля тепло солнечной энергии может использоваться круглый год в дневное время.
Низкопотенциальное тепло, накопленное в воздухе, земле, водоемах или в качестве сброса вторичного тепла на предприятиях (охлаждение оборудования, канализационные стоки), преобразуется с помощью теплового насоса и накапливается в бойлере-теплоутилизаторе.
Тепловая энергия от ТВЭР поступает во время сброса такой энергии, при работе источников ТВЭР.
Для управления работой КСТС необходимо учитывать особенности эксплуатации солнечных коллекторов и ветроагрегатов, а так же ТВЭР. Такая схема КСТС позволяет использовать энергию солнца, ветра, ТВЭР, что снижает расход топлива на СЦТС и ГТЭ до 30 %.
Использование ГТЭ в качестве пикового подогревателя обеспечивает стабильное и динамичное теплоснабжение потребителя тепловой энергией от разных источников. Пиковыми подогревателями могут быть высокоэффективные ГТЭ, в которых тепловую энергию получают при сжигании нетрадиционных видов топлива, в том числе твердых бытовых отходов.
Покрытие тепловых нагрузок показано на рис. 2.
Как видно из рис. 2 наличие в комбинированной схеме теплоснабжения
твердотопливных котлов, гелиоустановок, вторичных тепловых энергоресурсов и других альтернативных возобновляемых источников, позволяет значительно снизить расход газа для производства тепла на теплоэлектроцентралях и пиковых котельных.
Внедрение в реальную практику теплоснабжения комбинированных схем является весьма перспективной и экономически оправданной задачей. Наличие в комбинированной схеме бака-теплоутилизатора позволяет принять любые виды тепловой энергии от любых источников, работающих с различными параметрами теплоносителя. Важным моментом в предлагаемой нами схеме является то, что присоединение различных теплоисточников может происходить последовательно по мере их возникновения и использования.
Следует также подчеркнуть важность внедрения комбинированных схем с экологической точки зрения, так как использование возобновляемых источников энергии значительно сокращает количество топлива и следовательно вредных выбросов от его сжигания.
Выводы
Представляется правильным основное организационное решение массового распространения комбинированных схем в городах и населенных пунктах: эксплуатация всех источников тепла должна осуществляется единой теплоснабжающей организацией, которая может действовать в виде ассоциации, корпорации, холдинга или строить свои взаимоотношения через соответствующие подразделения местных органов власти.
44
№1 0 (129) 2014 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ • ЭНЕРГЕТИКА • ЭНЕРГОАУДИТ
№1 0 (129) 2014 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ • ЭНЕРГЕТИКА • ЭНЕРГОАУАИТ
УслоЬные обозначения:
зона покрытия пикоВыми зазо&ыми котлами (t н В
зона покрытия отборами турбин (t н В до — 15'С)
Ь ) — Возможная зона покрытия
тВердотопяиВными котлами (t н В до —8'С)
Возможная зона покрытия
низкотемпературными источниками (ЧнВ Выше 0*С)
Рис. 2. Интегральный график отпуска тепла с зонами покрытия различными источниками
1Л
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
Список использованной литературы
1. Енергоефективність та відновлювані джерела енергії./Під заг.ред. А. К. Шкидловського. - К.: Українські енциклопедичні знання, 2007. -560 с.
2. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: Справ.
пособие /Л. Д. Богуславский, В. И. Ливчак, В. П. Титов и др.; Под ред. Л. Д. Богуславского и В. И.Ливчака - М.:
Стройиздат,1990. - 624 с.: ил. 72.
3. Кириленко И. Г. Совместная работа высокотемпературных и низкотемпературных источников тепла на единую тепловую сеть: Дис. канд. техн. наук (05.23.03) / ХНУСА. - Харьков, 2014. - 167 с.
References
1. Shkidlovskiy, A. K. (2007), Energy Efficiency and Renewable Energy [Energoefektyvnist ta vidnovluvalni dzherela energii], Ukrainian encyclopedic knowledge., 560 p.
2. Boguslavskiy, L. D., & Livchak V. I., Titov V. P. (1990) Energy savings in heat supply, ventilation and air conditioning [Energosberezhenie v sistemah teplosnabzheniya, venyilyacii I kondicionirovaniya], A Reference Guide., 624 p.
3. Kirilenko I.G . (2014) Collaboration high-and low-temperature heat sources to a single district heating network [Sovmestnaya rabota visokotemperaturnih i nizkotemperaturnih istochnikov na edinuyu teplovuyu set], The
dissertation work., 167 p.
Поступила в редакцию 24.09 2014 г.
46
№1 0 (129) 2014 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ • ЭНЕРГЕТИКА • ЭНЕРГОАУДИТ
