Автономный источник теплоснабжения: АВТОНОМНЫЕ ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ (АИТ)

АВТОНОМНЫЕ ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ (АИТ)

АВТОНОМНЫЕ ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

• Posted by wp-admin

16 Июн

Интегрированный автономный источник теплоснабжения (далее — АИТ) может размещаться: как внутри ограждающих конструкций здания — встроенная котельная, так и на кровле здания – крышная котельная или с примыканием к зданию – пристроенная котельная. При этом расположение АИТ определяется на основании технического задания заказчика. Необходимо предусмотреть проектом для АИТ возможность работы без постоянного присутствия сервисного персонала.

Можно выделить 3 типа АИТ исходя из назначения котельных:

• отопительные котельные – они обеспечивают тепловую энергию для покрытия потребностей систем теплоснабжения, вентиляции и горячего водоснабжения;
• отопительно-производственные котельные – они обеспечивают тепловой энергией потребности систем теплоснабжения, вентиляции, горячего водоснабжения и технологические процессы;
• производственные котельные – они обеспечивают тепловой энергией технологию предприятий.

При проектировании оборудования для АИТ тепловые нагрузки рассчитываются исходя из необходимости устойчивой работы котельной в следующих режимах: максимальном (t° в наиболее холодную пятидневку), среднем (при t° ср. наружного воздуха холодного месяца) и минимальном (летнем). Тепловая мощность интегрированных автономных источников теплоснабжения проектируется исходя из расчетной нагрузки здания, в которое интегрирована котельная.

В отдельных случаях разрешается увеличение суммарной мощности АИТ для обеспечения теплом функционально зависимых зданий и сооружений. При этом, для крышных котельных, расположенных на жилых зданиях, увеличение суммарной мощности — до 5 МВт, на общественно-административных и бытовых зданиях — не более 10 МВт, а на производственных зданиях — до 15 МВт. Для котельных, встроенных в общественно-административные и бытовые здания увеличение суммарной мощности разрешается до 5 МВт, а в производственные здания — не более 10 МВт.

Проектирование встроенных котельных в жилых зданиях запрещается. Для котельных, пристроенных к жилым зданиям, увеличение суммарной мощности разрешено до 5 МВт, общественно-административным зданиям и зданиям бытового назначения — не более 10 МВт, производственным зданиям — не более 15 МВт.

В интегрированных автономных источниках теплоснабжения рекомендовано к применению только сертифицированное оборудование максимальной заводской сборки. Конструктивное исполнение котельной при разработке проектной документации необходимо выполнять с учетом удобства дальнейшей эксплуатации и ремонта.

ООО «РД» — компания, выполняющая полный комплекс услуг, связанных с проектированием, строительством и последующим обслуживанием автономных источников теплоснабжения. Специалистами нашей компании разработаны проекты, по которым смонтированы и сданы в эксплуатацию десятки автономных источников теплоснабжения для объектов различного назначения. При проектировании мы реализуем технические решения, наиболее подходящие для заказчика как по соотношению цена – качества, так и исходя из особенностей объектов.

Автономные источники теплоснабжения: преимущества и некоторые особенности

Стройтехкомплект|Статьи|Автономные источники теплоснабжения: преимущества и некоторые особенности

Современная российская система теплоснабжения во многом дублирует особенности советской, среди них предпочтение централизованного энергоснабжения. Безусловно, в этом есть и положительные, и отрицательные черты. Среди положительных стоит отметить высокий энергетический потенциал, стабильные и низкие цены, а среди отрицательных – низкая эффективность использования энергетических ресурсов. Последним фактом был обусловлено повышение интереса к автономным источникам тепла.

Безусловно, установка автономного источника тепла предполагает относительно крупные единовременные расходы, однако окупаются они в среднем за 3-5 лет. Предприятие, которое организовало собственное производство тепла, получает разные преимущества, в том числе сокращение затрат на энергоресурсы, уменьшение зависимости от отраслевых компаний-монополистов. Стоимость получаемого тепла будет точно соответствовать себестоимости, а объемы – производственным потребностям.

После окончательного принятия решения в пользу перехода на автономное отопление перед каждым предприятием встает проблема выбора. Современный рынок теплового оборудования представлен продукцией от отечественных и зарубежных (Франция, Италия, Испания, Германия, Чехия, Южная Корея и др.) производителей. Перед тем, как выбирать оборудование, необходимо посоветоваться с объективными специалистами – менеджеры и представители компаний часто обращают внимание на достоинства продукции, искусно умалчивая о недостатках и возможных проблемах. Также стоит ознакомиться с основными характеристиками котлов и их комплектующих. Рассмотрим некоторые их них подробнее.

Мощность.

Данная характеристика – одна из важнейших для эксплуатации котельной, поскольку она определяет обогреваемую площадь. Котельные по мощности классифицируются на маломощные, среднемощные и установки высокой мощности (соответственно до 6 МВт, 6-10 МВт и больше 10 МВт). Маломощные котельные способны отапливать до 60 тысяч м² и используются преимущественно представителями малого бизнеса, малыми и средними предприятиями, в основном новыми. Высокомощные котельные установки – это крупные подстанции, которые обеспечивают теплом большие производственные комплексы разных типов.

Важный момент определения мощности котла для конкретного предприятия – это учет определенного резерва мощности для сохранения стабильности теплоснабжения в непредвиденных случаях. Некоторые специалисты полагают, что оптимальный вариант – обеспечение двукратного мощностного резерва, чтобы потребность в тепле удовлетворялась в полной мере. Это не значит, что один из котлов при обычной работе будет работать на износ, а второй – простаивать. За равномерным распределением нагрузки следит современная автоматика, оптимизирующая работу каскада котлов.

Все статьи >

Автономные источники тепла

Автономные источники тепла — это источники тепла , не подключенные к системам центрального отопления. Эти источники не подключены к внешним тепловым сетям и часто не являются полностью автономными , так как подключены к централизованным системам подачи топлива (преимущественно газа), электроэнергии и воды. Они обслуживают один дом, группу домов, а иногда и небольшой город.

Автономные источники теплоснабжения включают котлы малой мощности, а также газопоршневые агрегаты и газовые турбины малой мощности. Газопоршневые установки и мини-ТЭЦ на базе паротурбинных и газотурбинных установок являются автономными источниками как тепловой, так и электрической энергии, т.е. когенерационными источниками.

В качестве основного топлива для газопоршневых агрегатов используется природный газ с метановым числом не ниже 75. Допускается использование попутных, технических газов и биогаза.

Капитальные вложения в когенерационное оборудование выше требуемых вложений в автономных источников тепла , но значительно меньше, чем в строительство объектов большой мощности.

Когенерационные установки имеют срок окупаемости 3-5 лет, а в большой энергетике — более 10 лет. На сегодняшний день когенерационная технология является одной из ведущих в мире, так как обладает высочайшей топливной эффективностью, удовлетворительными экологическими показателями и мобильностью.

Например, доля когенерационных электростанций в энергетике Дании составляет около 60%, Нидерландов ~ 43%, Финляндии ~ 33%, Австрии ~ 25% и так далее.

В Украине в когенерационном цикле, включая действующие ТЭЦ, вырабатывается около 7% электроэнергии, Украина имеет достаточно большой потенциал для внедрения когенерационных технологий. Комбинированная выработка тепла и электроэнергии в котельных позволяет установить до 6 тыс. МВт генерирующих мощностей, в промышленном тепле ~ 8 МВт, а на базе ГТС путем когенерации — создать до 2 тыс. МВт новых мощностей. .

Когенерация автономная Источники энергии на основе газовых турбин и паровых турбин имеют большую единичную мощность (от 1,25 МВт) и поэтому редко используются в качестве местных источников тепла. На ГТУ ТЭЦ продукты сгорания после расширения в турбине подаются в утилизационный теплообменник, в котором нагревается вода, или в котел-утилизатор, в котором вода превращается в пар. Полученная горячая вода или пар используются в системе отопления для обеспечения теплом потребителя.

Схема отопления ГТУ ТЭЦ

К-компрессор; КЗ — камера сгорания; Т-турбина; Г-генератор, ТУ — рециркуляционный теплообменник; насосы h2, h3; В1, В2 — клапаны.

На рисунке представлена ​​схема ГТУ ТЭЦ с рециркуляционным теплообменником. Сжатый в компрессоре воздух вместе с топливом подается в камеру сгорания. Продукты сгорания вращают ротор турбины, соединенный с ротором электрогенератора. На выходе из турбины температура продуктов сгорания составляет около 500°С, а их теплота используется для нагрева воды в рециркуляционном теплообменнике. Количество подаваемых продуктов сгорания в технических условиях может регулироваться. Насосы h2 и h3 обеспечивают циркуляцию воды в контурах теплообменника и потребителя тепла, а вентили В1 и В2 позволяют регулировать расход воды по этим контурам.

Удельная мощность газопоршневых агрегатов значительно ниже, чем у ГТУ, а их электрический КПД значительно выше, достигая 40%. В таких агрегатах тепловая энергия вырабатывается за счет использования тепла дымовых газов и тепла охлаждения блока цилиндров и масла, но это делает систему теплогенерации достаточно сложной в изготовлении и обслуживании. Доля вырабатываемого тепла составляет до 50% тепла, получаемого при сжигании топлива.

Сравнительный энергетический баланс когенерационных установок

При проектировании когенерационных установок основной задачей является выработка электроэнергии , а вырабатываемое тепло в данном случае играет второстепенную роль. В этом случае в отопительный сезон возникает дефицит тепла, который необходимо восполнять за счет дополнительных источников. Чаще всего этот вопрос решается установкой пиковых котлов.

Наиболее распространенным автономным источником теплоснабжения в настоящее время являются маломощные водогрейные котлы . По месту расположения они делятся на встроенные, пристроенные, раздельные, крышные. Чаще всего используют газ или дизельное топливо. Реже используемым местным топливом являются древесные отходы. За время эксплуатации таких котлов возникают проблемы, связанные с дымоходом, так как каждый автономный источник требует сооружения индивидуальной системы дымохода, относительная стоимость которой тем выше, чем меньше мощность источника.

 

Крышные котлы имеют большое преимущество, так как их можно устанавливать не только на крышу или техэтаж строящихся зданий, но и на уже существующие. Они не требуют дополнительного места внутри или снаружи дома; повышается пожаробезопасность сооружения по сравнению с другими вариантами размещения; исчезают риски загазованности полов и отпадает необходимость строительства высоких дымоходов и т. д. При этом может использоваться система трубопроводов и отопительных приборов, предназначенная для централизованной системы теплоснабжения. Проблема дымохода для крышных котлов не стоит так остро, как в других случаях. При проектировании и установке крышных котлов на существующих зданиях необходимо учитывать прочность строительных конструкций.

Одним из современных способов повышения энергоэффективности является создание систем, позволяющих полностью использовать химическую энергию топлива. Низкотемпературные водогрейные котлы, реализующие эту идею, называются конденсационными котлами. Их внедрение экономит первичное топливо и снижает выбросы CO2.

Преимущество конденсационного котла перед конвекционным заключается в том, что в конденсационном котле используется теплота парообразования (конденсации) водяного пара, содержащегося в продуктах сгорания.

Причиной образования конденсата является падение температуры продуктов сгорания ниже температуры точки росы (для продуктов сгорания природного газа tp = 52 ÷ 54 °С), которая зависит от температуры обратной воды, проходящей через дополнительный теплообменник, расположенный за котле или внутри котла.

Автономные источники тепла, использующие электричество, такие как электрокотлы и электронагреватели, требуют меньших капитальных затрат и легко регулируются. Главный их недостаток в том, что они используют дорогое электричество. Их использование оправдано только в районах, где нет других источников энергии или имеется избыток электроэнергии, а также временные источники (например, при строительстве).

К автономным источникам энергии относятся широко распространенные в мире тепловые насосы, с помощью которых тепловая энергия может передаваться от источника тепла с низкой температурой (0-25°С) — почвы, воздуха, воды и т.п. — к получатель (потребитель). ) с высокой температурой (50-90 °С) при условии подвода механической энергии извне для привода компрессора (энергия привода). Тепловая мощность (теплоемкость) теплового насоса состоит из двух составляющих: тепла, полученного испарителем от источника тепла, и энергии привода, с помощью которой полученная тепловая энергия поднимается на более высокий температурный уровень. Типы тепловых насосов бывают абсорбционными и компрессорными.

Энергоэффективность компрессорного теплового насоса оценивается отношением тепловой мощности к потребляемой мощности и называется коэффициентом преобразования.

Фактические коэффициенты пересчета могут быть 3-7, т.е. на 1 кВт потребляемой мощности можно получить 3-7 кВт тепловой мощности.

Во многих странах тепловые насосы являются основой политики энергосбережения. Они широко распространены в США, Канаде, Дании, Швеции, Германии, Японии и других странах. Украина имеет высокий энергетический потенциал низкопотенциальной теплоты, в частности почвы и подземных вод, но недостаточно внедряет тепловые насосы.

Основными преимуществами автономных систем теплоснабжения являются возможность индивидуального регулирования тепловой нагрузки и отсутствие дорогостоящих тепловых сетей, являющихся одним из основных источников теплоты и теплопотерь. Недостатками таких систем являются необходимость дополнительных площадей для их установки, индивидуального обслуживания и ремонта, стоимость дымоходной системы.

Исследование схемы работы теплонасосной установки как автономного источника теплоснабжения в условиях умеренного климата | Материалы конференции AIP

Пропустить пункт назначения

Исследовательская статья| 03 октября 2022 г.

Волкова О.С.;

Гусева О.А.;

Пташкина О.С.-Гирина

Информация об авторе и статье

^а) Автор, ответственный за переписку: [email protected]

Материалы конференции AIP 2661, 120002 (2022)

https://doi.org/10.1063/5.0107284

• Разделенный экран
• Взгляды
  • Содержание артикула
  • Рисунки и таблицы
  • Видео
  • Аудио
  • Дополнительные данные
  • Экспертная оценка
• Нажмите здесь, чтобы открыть pdf в другом окне PDF для
• Делиться
  • Твиттер
  • Фейсбук
  • Реддит
  • LinkedIn

• Иконка Цитировать Цитировать

• Поиск по сайту

Цитата

Волкова О. С., Гусева О.А., Пташкина-Гирина О.С.; Исследование схемы работы теплонасосной установки как автономного источника теплоснабжения в условиях умеренного климата. Материалы конференции AIP 3 октября 2022 г.; 2661 (1): 120002. https://doi.org/10.1063/5.0107284

Скачать файл цитаты:

• Рис (Зотеро)
• Менеджер ссылок
• EasyBib
• Подставки для книг
• Менделей
• Бумаги
• КонецПримечание
• РефВоркс
• Бибтекс

панель инструментов поиска

Расширенный поиск |Поиск по цитированию

Особенности размещения сельскохозяйственных потребителей являются предпосылками для использования автономных систем их теплоснабжения. В качестве автономного источника теплоснабжения наиболее перспективным является использование теплонасосных установок, в частности воздушного теплового насоса, применение которого в условиях умеренного климата ограничено. Цель работы — выявление надежной схемы работы воздушной теплонасосной установки, способной обеспечить требуемые параметры микроклимата помещения в условиях умеренного климата.

Темы

Тепловые насосы

1.

С.К.

 

Шерязов

,

О.С.

 

Пташкина-Гирина

, «

Оценка возобновляемых источников энергии для систем теплоснабжения

» , в

сборник: 2017 Международная конференция по промышленному инжинирингу, приложениям и производству, ICIEAM 2017

— Материалы. электронное издание,

8076239

(

2017

)

2.

О.С.

 

Пташкина-Гирина

900 94,

Н. С.

 

Низамутдинова

,

С. К.

 

Шерязов

9 0094 , »

Технико-экономическая оценка системы теплоснабжения с использованием возобновляемых источников энергии

»,

в сборнике: 2018 Международная мультиконференция по промышленной инженерии и современным технологиям, FarEastCon 2018

, с.

8602526

(

2018

)

3.

С.К.

 

9000 2 Шерязов

,

О. С.

 

Пташкина-Гирина

,

О. А.

  9001 1

Гусева

, “

Возобновляемая термальная печь с низким оптическим напряжением; энергетическое исследование водных объектов

», В сборнике

: Международная мультиконференция по промышленной инженерии и современным технологиям, FarEastCon 2019

, с.

8934199

(

2019

)

4.

А. А.

 

9000 2 Малышев

,

Ю.А. В.

 

Татаренко

,

В. С.

 

Киреев

, “

Эксерж тик анализ агрегатов тепловых насосов для различных климатических условий

», в

Бюллетень Международной академии холода

,

1

,

22

—

28

(

2019

)

5.

Тепловые насосы: отопление и горячее водоснабжение

,

Каталог Mitsubishi Electric

,

2011

-2012.

6.

СП 131.13330.2018 Строительная климатология СНиП 23-01-99.

Москва

,

Стандартинформ

,

2019

.

7.

О. А.

 

Гусева

,

О. С.

 

Pt ашкина-Гирина

,

О.С. использование энергии воды

», в

Конспект лекций по электротехнике

, 729 ЛНЭЭ ,

877

—

890

(

2021

).

8.

Рекомендации по использованию нетрадиционных источников энергии в животноводстве, кормопроизводстве, фермерских хозяйствах и сельском жилом хозяйстве

. Издание Федерального государственного научного учреждения.

НПЦ «Гипронисельхоз»

,

Москва

. Дата обновления 01.01.2021 (https://docs.cntd.ru/document/1200034469)

9.

О.С.

 

Пташкина-Гирина

,

Р.Ж.

 

Низамутдинов

,

О.С.

Учебник

(

Министерство образования и науки Российской Федерации, Южная Уральский государственный университет, кафедра электрических станций, сетей и систем электроснабжения

,

Челябинск

,

2017

).