Утилизация тепла оборотного водоснабжения

Утилизация тепла.

Внедрение тепловых насосов с целью утилизации тепла оборотного водоснабжения многими крупными западными компаниями подтверждает наличие огромного потенциала для снижения производственных затрат. Весь секрет кроется в эффективном использовании всего, что дает производственный процесс. Так тепловую энергию, которая возникает в результате охлаждения оборудования, на Западе эффективно используют для обогрева помещений. Отечественные технологии в металлургии и машиностроении ненамного отличаются от западных, однако расходы на производство продукции значительно превосходят западные аналоги. Большинство же российских предприятий загрязняют тепловой энергией окружающую среду. При этом затраты на отопление производственных помещений повышают себестоимость продукции. Можно привести следующий пример. Системами охлаждения производственного оборудования в России ежегодно используется 130 км3 оборотной воды. Это составляет 650 млн. Гкал тепловой энергии идущей в никуда. А 10-15 % от общего количества тепловой энергии хватит на обогрев жилого фонда минимум 10 городов с миллионным населением.

Утилизация тепла и эффективное его использование позволят сократить производственные издержки, тем самым повышая рентабельность продукции и ее конкурентоспособность.

Существуют определенные сложности для массового внедрения тепловых насосов. Прежде всего, отталкивает сумма капиталовложений. Кроме того, вода, используемая для охлаждения, содержит в себе огромное количество загрязняющих веществ, то есть необходимо дополнительное оборудование для ее очистки. Необходимость модернизации существующей системы отопления и водоснабжения, а также отдаленность от потребителя, значительно увеличивают стоимость проекта.

Соответственно температуре оборотной воды, выделяют несколько вариантов применения тепловых насосов. При температуре воды 20-45оС, ее напрямую можно использовать для обогрева цехов, используя драйкуллеры и калориферы. При температуре 30-45оС вода напрямую используется для обогрева административных зданий. Как приборы отопления, используются фанкойлы. Иная ситуация возникает, если температура воды колеблется от 10 до 45оС и объем оборотной воды большой. В таких случаях используют многоступенчатые тепловые насосы для подогрева воды до 90оС. Использование многоступенчатых тепловых насосов позволяет отапливать целые населенные пункты.

Эффективность использования тепловых насосов.

Использование тепловых насосов позволяет вернуть тепло в систему теплоснабжения. Это дает возможность достигнуть повышения количества тепловой энергии при меньших затратах топлива.

Для демонстрации эффективности внедрения тепловых насосов приведем один пример. На одной из китайских ТЭЦ в г. Янгжин было установлено 6 насосов мощностью 30 МВт. Они утилизировали тепло градирен и дополнительно использовали пар давлением 0,5 МПа. На выходе температура воды составляла 70/90оС. Это позволило не только обеспечить теплоснабжение одного из районов города, но и реализовать избыточное тепло другим потребителям. Реализация данного проекта позволила: получить дополнительный доход в сумме $ 5 млн. за счет реализации тепловой энергии сторонним организациям; экономить 500 000 тонн воды, а также 49300 тонн угля; уменьшить выбросы углекислого газа и оксидов азота в атмосферу.

Сроки окупаемости проектов по внедрению тепловых насосов и использованию низкотемпературного тепла для обогрева предприятия составляет от 2 до 4 лет, при строке эффективного использования оборудования больше 10 – 15 лет.

Основные варианты применения тепловых насосов.

Тепловые насосы используются для получения альтернативной тепловой энергии, необходимой для отопления разных объектов. Использование тепловых насосов позволяет реализовать две задачи. Первая задача – снижение затрат на отопление как предприятия, так и жилого фонда в его окрестностях. Вторая задача – повышение экологичности продукции и уменьшение нагрузки на окружающую среду. Таким образом, предприятие имеет не только экономию за счет эффективного использования тепловой энергии и снижение себестоимости производства продукции, но и снижение экологических затрат и позиционирование как экологически ответственного производителя.

Наиболее эффективно применять тепловые насосы:

1. При новом строительстве. При проектировании объектов необходимо сравнить затраты на эксплуатацию разных источников тепла для отопления, для подогрева воды и т.д. использование тепловых насосов может быть экономичней подведения газа и строительства газовой котельной, а с учетом роста стоимость газа это избавит от лишних расходов.

2. Для сельских населенных пунктов и отдельно стоящих фермерских хозяйств. В данном случае речь идет о тепловых насосах, которые позволяют аккумулировать тепло из атмосферы или из грунта. Данные технологии широко распространены во многих европейских странах.

3. На насосных станциях и канализационных очистных сооружениях – использование тепловой энергии сточных вод для целей обогрева рядом стоящих зданий.

4. При реконструкции котельных установка тепловых насосов позволяет уменьшить количество топлива при той же температуре на выходе.

Несмотря на большие капиталовложения, которые требуются для внедрения тепловых насосов на производстве, это имеет очень значительный эффект. Зачастую, оборотную воду сбрасывали в водоемы, производя небольшую ее очистку, однако это приводит к нарушению теплового баланса водоема, к уничтожению флоры и фауны. Иными словами, возникает тепловое загрязнение различных водоемов. Использование тепловых насосов с одной стороны позволяет устранить тепловое загрязнение окружающей среды, а с другой стороны, сокращает расходы на отопление за счет экономии разных видов топлива.