Cтраницы: << предыдущая | .... | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Руководство по применению тепловых насосов с использованием вторичных энергетических ресурсов и нетрадиционных возобновляемых источников энергии
Окончание
- строительство новых и реконструкция существующих питающих центров на напряжение 110, 220 кВ;
- применение в системе электроснабжения Москвы ГТУ-ТЭЦ малой мощности, тепловых насосов и других источников нового поколения, обеспечивающих децентрализацию общей системы, в т.ч. строительство источников малой мощности для обеспечения делового центра "Москва-Сити", свободной экономической зоны в Ново-Подрезково, жилых районов Кожухово, Щербинка, крупных административных центров;
- высвобождение территорий, занятых воздушными ЛЭП;
- развитие существующих Московских теплоэлектроцентралей путем замены турбогенераторов, выработавших свой ресурс, новыми, той же мощности;
- размещение основного объема необходимого строительства источников нового поколения экологически чистых электростанций небольшой мощности на базе парогазовых, газотурбинных и газодизельных установок в городах и крупных поселках городского типа, расположенных в центральной части Московской области, что позволит высвободить электрическую мощность на Московских ТЭЦ для использования потребителями г. Москвы.
На рисунке 3 представлена возможная схема интеграции тепловых насосов в систему энергоснабжения объектов городского хозяйства. Как видно из рисунка, предлагаемая схема обеспечивает экономию 60% первичного топлива.
Рис. 3
В таблице 1 приведены существующие и планируемые Генеральным планом на период до 2020 г. электрические и тепловые нагрузки г. Москвы. Представленный в таблице вариант теплоснабжения Москвы с использованием теплонасосных систем теплоснабжения (ТСТ) предполагает использование для привода тепловых насосов 5000 МВт установленных мощностей ТЭЦ по выработке электроэнергии.
Таблица 1
| НАИМЕНОВАНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ | 1999 г. | 2020 г. | |
| Вариант Генплана | Вариант с ТСТ | ||
| Электрическая нагрузка, МВт | 6700 | 9500 | 14500 |
| Тепловая нагрузка, МВт | 44900 | 57200 | 57200 из них ТЭЦ - 39700 |
| Доля электрической нагрузки, % | 13 | 14 | 27 |
В таблице 2 представлены результаты укрупненного технико-экономического сравнения традиционного и "теплонасосного" вариантов теплоснабжения Москвы в 2020 г.
Технико-экономическое сопоставление вариантов проводилось при следующих основных допущениях:
1. Стоимость 1 тонны условного топлива (т у.т.) принята равной 100 $ США.
2. Капитальные вложения в 1 кВт установленной мощности традиционного теплогенерирующего оборудования (РТС, индивидуальные газовые котельные и пр.) приняты равными 100 $ США без учета капвложений в тепловые сети;
3. Капитальные вложения в 1 кВт установленной тепловой мощности ТСТ приняты равными 250 $ США, включая 50 $ США в систему сбора низкопотенциального тепла. При этом капвложения в ТСТ обеспечиваются без издержек для городского бюджета только за счет инвесторов строящихся и реконструируемых объектов.
4. Среднегодовой коэффициент преобразования ТСТ принят равным 3,5.
5. При проведении расчетов рассматривался только зимний режим с продолжительностью отопительного периода 5000 часов, при этом средняя тепловая нагрузка, как на традиционное теплогенерирующее оборудование, так и на ТСТ принималась равной 0,5 от нагрузок, приведенных в таблице 1.
Таблица 2
| НАИМЕНОВАНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ | ВАРИАНТ ГЕНПЛАНА | ВАРИАНТ С ТСТ |
| 1 | 2 | 3 |
| 1. Мощность установленного оборудования, мВт: | 66700 | 66700 |
| - электрооборудование, в том числе: | 9500 | 14500 |
| - тепловые насосы; | - | 5000 |
| - тепловое оборудование, в том числе: | 57200 | 57200 |
| - тепловые насосы. | - | 17500 |
| 2. Экономия энергоресурсов: | ||
| - в млн. мВт·часов в год; | - | 32,25 |
| - в млн. тонн условного топлива в год. | - | 3,84 |
| 3. Капитальные вложения в систему теплоснабжения, млн. $ США: | ||
| - из городских источников (РТС, котельные и пр.); | 1230 | - |
| из внебюджетных источников в теплонасосное оборудование (средства заказчиков объектов). | - | 4375 |
| 4. Экономия эксплуатационных затрат в городском хозяйстве на приобретение первичного топлива, млн. $ США в год. | - | 384 |
Таким образом, внедрение технологий, использующих тепловые насосы, в городское хозяйство Москвы может позволить обеспечить необходимый до 2020 г. прирост теплогенерирующих мощностей за счет внебюджетных средств, не увеличивая при этом потребления первичного топлива (природного газа и мазута).
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
ПРИМЕРЫ ВЫБОРА ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ ТЕПЛОНАСОСНЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Теплонасосная система теплоснабжения здания канализационно-насосной станции № 3 в Куркино
Здание канализационно-насосной станции размером в плане 15х12 м сострит из двух этажей для персонала и подземного технологического помещения, содержащего емкость с установленными в ней погружными фекальными насосами.
Тепловой нагрузкой надземной части является система отопления, а подземной - система вентиляции. Централизованное теплоснабжение отсутствует, в проекте рассмотрен вариант традиционного теплоснабжения от электрических бойлеров. Принципиальная схема ТСТ здания КНС-3 в Куркино представлена на рисунке 4. В качестве альтернативы рассматривается энергосберегающая теплонасосная система теплоснабжения (ТСТ) с использованием вторичных энергетических ресурсов и нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
Принципиальная схема ТСТ здания КНС-3 в Куркино
1. Тепловой насос;
2. Циркуляционный насос;
3. Электрокотел-догреватель системы отопления;
4. Электрокотел-догреватель системы вентиляции;
5. Вентиль;
6. Обратный клапан;
7. Теплообменник утилизации тепла сточных вод;
8. Термоскважина;
9. Калорифер системы вентиляции;
10. Датчик температуры.
Рис. 4.
Нагрузки теплоснабжения по проекту:
| Вид нагрузки | Величина нагрузки, кВт | Температура в помещении °С |
| Отопление | 37,2 | +18 |
| Вентиляция | 101,6 | +5 |
После рассмотрения проекта рекомендовано для снижения нагрузок применить утепленные ограждения надземной части, а в системе вентиляции установить теплообменник-рекуператор для подогрева приточного воздуха вытяжным, что позволяет повысить минимальную температуру приточного воздуха перед калорифером с -26 до -9 °С и снизить нагрузку вентиляции до 45,9 кВт (на 54%).
Нагрузки теплоснабжения после введения энергосберегающих мероприятий:
| Вид нагрузки | Величина нагрузки, кВт | Температура в помещении °С |
| Отопление | 17,8 | +20 |
| Вентиляция с рекуперацией | 45,9 | +5 |
С учетом этих нагрузок разработана схема ТСТ, использующей низкопотенциальную теплоту грунта, и на основании теплового расчета выбрано основное оборудование.
Состав энергогенерирующего оборудования и распределение нагрузки:
| Вид нагрузки | Тип оборудования | Тепловая мощность кВт | Электрическая мощность кВт | Температура теплоносителя °С |
| Отопление | Тепловые насосы | 11,4 | 4,4 | 50¸55 |
| Электрокотел | 8,5* | 9,0 | 35¸85 | |
| Вентиляция с рекуперац. | Тепловые насосы | 45,3 | 11,7 | 30 |
| Электрокотел | 11,4* | 12,0 | 35 |
Технико-экономическим расчетом определены сроки окупаемости капитальных затрат при прогнозируемых тарифах на электроэнергию: на конец 2000 г. - 6,2 года, на конец 2001 г. (с учетом прогнозируемого роста тарифов на энергоносители) - 2,9 года.
Теплонасосная система горячего водоснабжения секции типового жилого дома серии П44
Тепловой узел горячего водоснабжения запроектирован на каждую секцию жилого дома, содержащую 64 квартиры и рассчитанную на 224 жителя. Число этажей - 17.
Тепловой узел горячего водоснабжения предназначен для подогрева водопроводной воды до температуры, предусмотренной СНиП 2.04.01-85*, с использованием теплоты грунта и утилизируемых вентиляционных выбросов.
Нагрузка горячего водоснабжения:
Максимальный часовой расход горячей воды, м3/час - 4,47,
соответствующая тепловая нагрузка, кВт - 282.
Средний за сутки часовой расход горячей воды, м3/час - 1,07,
соответствующая тепловая нагрузка, кВт - 79,2.
Как видно по суточному графику разбора воды, максимальная нагрузка почти вчетверо превышает среднюю.
Из соображения снижения капитальных затрат на наиболее дорогое оборудование (тепловые насосы) принимается схема с суточным аккумулированием.
Расчетный срок окупаемости за счет экономии эксплуатационных затрат 4 года.
Принципиальная схема теплонасосной системы горячего водоснабжения секции жилого дома типовой серии П44 показана на рисунке 5.
Принципиальная схема теплонасосной системы горячего водоснабжения секции жилого дома типовой серии П44
1. Бак-аккумулятор среднетемпературный
2. Бак-аккумулятор высокотемпературный
3. Тепловой насос
4. Коллектор сбора теплоносителя из тепловых насосов
5. Коллектор раздачи теплоносителя в тепловые насосы
6. Коллектор сбора теплоносителя из ССНТГ
7. Коллектор раздачи теплоносителя в ССНТГ
8. Термоскважина ССНТГ
9. Промежуточный теплообменник утилизации вентвыбросов
10. Циркуляционный насос контура теплоносителя
11. Электронагреватель
12. Датчик температуры
13. Теплообменник нагрева воды
14. Циркуляционный насос нагрева воды
15. Таймер
16. Клапан регулирующий трехходовой с электроприводом
17. Циркуляционный насос контура утилизации вентвыбросов
18. Кран трехходовой
19. Циркуляционный насос циркуляции
20. Повысительный насос
Рис. 5.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВОЗМОЖНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НИЗКОГО ПОТЕНЦИАЛА И ТЕХНОЛОГИЙ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ТЕПЛОНАСОСНЫХ СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
2.1. Теплота окружающего воздуха
2.2. Теплота грунтовых и подземных вод
2.3. Теплота водоемов и природных водных потоков
2.4. Солнечная энергия
2.5. Теплота грунта поверхностных слоев Земли
2.6. Теплота воздуха, выбрасываемого вентиляционными системами
2.7. Комбинированное использование низкопотенциального тепла вытяжного воздуха, условно-чистых стоков и грунта
3. СИСТЕМЫ СБОРА НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ГРУНТА ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ЗЕМЛИ
3.1. Устройство горизонтальных грунтовых теплообменников
3.2. Устройство вертикальных грунтовых теплообменников
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ С ТЕПЛОНАСОСНЫМИ СИСТЕМАМИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Общие указания по проектированию системы сбора низкопотенциального тепла грунта (ССНТГ)
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Пример расчета коэффициента теплоотдачи от теплоносителя ССНТГ к грунту
Режим кондиционирования
Режим теплоснабжения
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Методика оценки подъема поверхности грунта при образовании в грунтовом массиве областей мерзлого грунта
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Определение необходимого объема заполнения водой герметичных труб термоскважин при их опускании в скважину, заполненную буровым раствором
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 О теплофизических свойствах грунтов
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Перспективы внедрения тепловых насосов в систему теплоснабжения Москвы
ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Примеры выбора принципиальных схем теплонасосных систем теплоснабжения
Cтраницы: << предыдущая | .... | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
скачать архив.zip(329 кБт)
Обсудить на форуме
Другие Документы