Мощные тепловые насосы в Новосибирске

Мощные тепловые насосы

Преимущества Крупных Тепловых Насосов и Центрального Холодоснабжения
•Экономия
–Меньшие суммарные инвестиции
–Более низкие эксплуатационные расходы
–Более эффективное использование генерирующих мощностей и инфраструктуры
–Меньшая зависимость от постоянного роста цен на энергоресурсы и нехватки топлива
–Гибкость к изменениям нагрузок по теплу/холоду
•Экологичность
–Использование природных источников теплоты или тепловых отходов
–Меньшая утечка хладагента
•Надёжность
•Отсутствие локальных холодильных машин и вспомогательного холодильного оборудования
–Уменьшение энергопотребления в зданиях
–Увеличение полезных площадей в зданиях, отсутствие шума, меньшее количество технического оборудования, экономия водных ресурсов
–Субподряд: управление, эксплуатация
•Здоровье: отсутствие риска поражения пневмонией (“Болезнь Легионеров”)
•Снижение влияния “Городских островков тепла”

Почему Крупные Тепловые Насосы (КТН) или Центральное Холодоснабжение (ЦХ)?

КТН

•Использование природных источников теплоты
•Экологичность
•Экономия
•Высочайшая надёжность
•Гибкость
•Уменьшение потребления топлива свыше 75 % !

ЦХ

•Использование природных источников холода
•Экологичность
•Экономия
•Высочайшая надёжность
•Гибкость
•Отсутствие дополнительных электрических мощностей в центре города
•Экономия места в зданиях
•Субподряд: Управление, Эксплуатация
•Отсутствие шума в/от зданий
•Уменьшение потребления электричества на 50-90 % !
•Определение Величины Мощностей

Пример годового графика нагрузок по продолжительности стояния температур наружного воздуха

Шведский опыт

1985 - ≈ 2,000 MВт Крупные Тепловые Насосы для Центрального Теплоснабжения и Промышленности. Морская вода, Озёрная вода, Сточные воды, Водные ресурсы технологических процессов, Грунтовые воды, Уходящие газы.

1995 - ≈ 1,000 MВт Центральное Холодоснабжение для Городов и Промышленности. “Бесплатное” охлаждение, Холодильные Машины, Тепловые Насосы.

Ropsten/Стокгольм

Тепловые насосы функционируют с 1985.

Суммарная мощность: 250 MW

Температура морской воды t ≥ 2 °C.

Основные теплогенерирующие мощности для системы центрального теплоснабжения в Стокгольме.

Также используется для центрального холодоснабжения.

Основные теплогенерирующие мощности для южной части системы центрального теплоснабжения в Стокгольме

Hammarby

Тепловые насосы сданы в эксплуатацию в 1985г.
Тепловая мощность 200 MВт
Сточные воды ≥ 8 °C
Основные теплогенерирующие мощности для южной части системы центрального теплоснабжения в Стокгольме
Используется для центрального холодоснабжения

Комплексные центробежные установки

Центральное холодоснабжение и центральное теплоснабжение (“Nimrod”, Стокгольм)

4 холодильные машины / тепловых насоса (тип: UNITOP 33/28 CPY) обеспечивают:
- Лето: холодопроизводительность 48 МВт
- Зима:
  - холодопроизводительность: 23,6 МВт
  - теплопроизводительность: 35,6 MВт
В качестве альтернативы, установки могут работать только как тепловые насосы, утилизируя тепловые выбросы процесса очистки уходящих газов близлежащей угольной ТЭЦ. Зима: теплопроизводительность 60 MВт (COP≈5,0)

Nimrod / Стокгольм

Центральное холодоснабжение сдано в эксплуатацию в 2001г.
Мощность по холоду: 48 MВт.
Морская вода.
Также используется для центрального теплоснабжения: 36 MВт
Доступность ≥ 99,7 %.

Центральное теплоснабжение и холодоснабжение Akalla - Kista, Стокгольм

Тип: 3 установки UNITOP® 33CY
Хладагент: R134a
Максимальная холодопроизводительность: 25 000 кВт
Температуры (вх./вых.): 12°C / 4°C
Максимальная теплопроизводительность: 28 400 кВт
Температуры (вх./вых.): 50°C / 80°C

Опыт и выводы

Низкая продолжительность реализации проекта (1 – 1,5 года).
Расчётные показатели обеспечены на практике.
Высокая рентабельность.
Высокая доступность/надёжность ≥ 99,7 %.
Проектирование системы на перспективу.
Важность опыта в управлении системой.
Обеспечение эксплуатационного сервиса.

Геотермальный тепловой насос был установлен даже в широко известном небоскребе Нью-Йорка The Empire State Building.

Ещё один пример - высотное здание «MAIN TOWER» (Германия):

Высотное здание «MAIN TOWER» (Германия) Для энергоснабжения здания «MAIN TOWER» используются:

Автономные источники тепловой и электрической энергии, работающие на природном газе (когенераторы);

Тепло земли для отопления и охлаждения здания;

Внешние источники тепловой и электрической энергии (централизованное теплоснабжение и энергосистема города).

Автономным источником энергии являются две газовые теплоэлектростанции, расположенные в подземных этажах здания. В процессе выработки электроэнергии образуется тепло, которое используется для отопления или охлаждения здания. КПД когенерационных установок достигает 85%.

Для использования тепла (или холода) земли используется сеть трубок проложенных в сваях фундамента, по которым циркулирует теплоноситель (вода). Всего для опоры здания используется 112 свай диаметром от 1,5 до 1,8 м, достигающих глубины 50 м. Общая длина трубок, по которым циркулирует теплоноситель, составляет 80 км. Посредством теплоносителя тепло или холод земли через теплообменник передается в систему климатизации. Мощность теплонасосной установки, позволяющей использовать тепло земли, составляет 500 кВт.

В фундаментной плите здания толщиной 3,8 м сделаны полости, по которым также циркулирует теплоноситель. В зимнее время теплоноситель охлаждается наружным воздухом в установке, расположенной на крыше здания. Холод аккумулируется в фундаментной плите и затем используется для охлаждения офисных помещений в летнее время.

В качестве приборов отопления используются потолочно-лучистые панели. Охлаждение помещений осуществляется с помощью охлаждаемых потолков.