Утилизация тепла предприятий
Реальные соотношения цен на электроэнергию, тепло ТЭЦ и топливо вынуждают большинство предприятий переходить на собственные генераторы теплоты. В этой связи заложенный потенциальный рост цен на энергоносители и в ближайшем будущем и сейчас стимулирует "настоящего хозяина" применять энергоэффективные технологии для своего предприятия.
Применение теплонасосных установок (ТНУ) для промышленного предприятия наиболее эффективно для:
- утилизации теплоты водооборотных систем в технологических процессах;
- утилизации теплоты вентиляционных выбросов;
- утилизация теплоты сбросных вод
с последующим использованием теплоносителя в:
- отоплении помещений различного назначения;
- приготовлении горячей воды для технологического цикла, для душевых и т.д.
- нагреве вентиляции в помещениях, где она необходима;
- предварительном нагреве подпиточной воды на котельной;
- и др.
Использование низкопотенциального тепла градирни
Основной функцией градирни является охлаждение технической воды, охлаждающей оборудование цеха или предприятия. Это избыточное тепло снимается воздухом, который потом просто выбрасывается в атмосферу. Такой подход крайне неэффективен. Тепло технической воды можно снимать тепловым насосом и подавать его в систему отопления или пускать на нужды ГВС. При этом тепловой насос может работать как вместо градирни, так и с ней.
Показательное решение ООО «ЭкотермоИнжиниринг»
Описанное ниже обоснование производилось для одного из наших проектов.
Исходящие данные заказчика:
- расход охлаждаемой воды на градирне – 40м3/час;
- температура воды, предназначенной для отбора тепла - 30°С;
- минимальная допустимая температура воды после отбора тепла - 10°С;
- сменность работы градирни – 3 смены по 8 часов (24 часа в сутки), 5 дней в неделю, 12 месяцев в году;
- температура теплоносителя в системе теплоснабжения – до 50°С;
- тепловая нагрузка на системы отопления участков: 20кВт и 60кВт;
- расход тепла на систему горячего водоснабжения – 1600кВт*ч/сутки;
Предлагаемое решение заключается в установке ТНУ типа «вода-вода» для утилизации тепла системы оборотного водоснабжения, которое на данный момент удаляется с помощью градирни, с последующим использованием для системы отопления 2-х цехов предприятия в зимний период и нагрева воды для ГВС круглый год.
1. Отопление
Общее количество потребляемой тепловой энергии на отопление за 135 дней (отопительный период длится 189 дней, однако учитываем периодичность работы градирни – 5 дней в неделю, остальные 54 дня отапливаются газовой котельной) на оба отапливаемых цеха - 80кВт: порядка 129600 кВт*ч/сезон.
Для выработки данного количества теплоты газовой котельной, расход газа составит: 18600м3.
При использовании теплового насоса для выработки тепловой энергии, расход электроэнергии составит порядка 24000 кВт*ч.
2. Горячее водоснабжение
Общий расход тепловой энергии на нагрев горячей воды за 126 рабочих дней переходного и отопительного периода составит 202000 кВт*ч/сезон
Для выработки данного количества теплоты, расход газа в газовой котельной составит: 28900м3.
При использовании теплового насоса для выработки тепловой энергии, расход электроэнергии составит порядка 38800кВт*ч.
Таким образом, при выработке указанного количества тепловой энергии газовой котельной, общий расход газа составит 47 500 м3. При нынешней цене за 1м3 газа, равной 2,9 грн., стоимость газа составляет порядка 138 000 гри.
При выработке данного количества тепловой энергии тепловым насосом, общий расход электроэнергии составит порядка 62 800 кВт*ч.
При нынешнем тарифе на электроэнергию, а это 0,75 грн/кВт*ч общая стоимость составит 47 100 грн.
!!!ЭКОНОМИЯ от использования теплового насоса
составляет 90 тысяч гривен!!!
Стоимость необходимого оборудования с учетом монтажных работ составила около 195 тысяч гривен.
Срок окупаемости решения без учета подорожания энергоносителей = 2,2 года.
В расчетах принимается:
СОР тепловых насосов = 5,2; то есть на 1кВт потребленной электроэнергии тепловой насос выдает 5,2кВт тепла;
При сжигании 1м3 газа, с учетом его теплотворной способности и КПД котла , вырабатывается 7кВт тепла.
Перспективным для существующих предприятий является применение теплонасосных установок в сочетании с утилизацией теплоты вентвыбросов. Воздушное отопление характерно для многих промышленных предприятий. Установки утилизации теплоты вентвыбросов позволяют предварительно нагреть поступающий в цех наружный воздух. В этих условиях ТНУ может работать при достаточно высоком коэффициенте преобразования.
Кроме того, многие перерабатывающие предприятия, одновременно с теплом нуждаются в искусственном холоде. Так как тепловые насосы могут работать как на тепло, так и на холод, в режиме холодильной машины, то могут быть оптимально встроены в различные технологические процессы.
Технологические процессы сельского хозяйства связаны с большим потреблением теплоты, которое в значительной степени удовлетворяется за счет электроэнергии. С другой стороны, сельское хозяйство располагает большими собственными вторичными тепловыми ресурсами, но из-за их низкого температурного уровня они используются недостаточно.
Применение тепловых насосов в технологических процессах сельского хозяйства позволяет использовать сбросную низкопотенциальную теплоту для теплоснабжения. Например, на молочных фермах существенную долю расхода энергоресурсов составляют затраты электроэнергии на привод компрессоров холодильных машин, предназначенных для охлаждения свежевыдоенного молока и на нагрев воды для санитарно-технологических нужд. Такое сочетание потребности в теплоте и холоде создает благоприятные условия для применения тепловых насосов.
Также с вентилируемым воздухом стойловых помещений выбрасывается значительное количество тепловой энергии, которое успешно может быть использовано в качестве низкопотенциального источника тепла для тепловых насосов. Применение ТНУ на животноводческих фермах обеспечит одновременно кондиционирование воздуха в стойловых помещениях и теплоснабжение производственных помещений.
