ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ТЕПЛОГЕНЕРАТОРОВ

26.01.2014 00:58

Просто - не значит, что ничего делать не нужно и что из «ничего» может получиться нечто высокоэффективное!

Современные системы теплового обеспечения являются достаточно сложными инженерными устройствами, требующими участия в их создании специалистов необходимой квалификации. И только правильно спроектированная и смонтированная система отопления может обеспечить высокий уровень комфорта в помещениях при значительной экономии энергоносителей за счет равномерного распределения тепла в здании и повышения общего КПД системы.

Большой выбор теплогенераторов и комплектующих устройств тепловых систем отечественного и иностранного производства, существующий сейчас на рынке, требует от специалистов, работающих в этой области, знания их технических особенностей, умения правильно применять современные технологические решения с целью повышения эффективности работы системы в целом. Это относится и к применению гидродинамических или, как их еще называют, вихревых теплогенераторов. Правильно и своевременно отмечено в статье «Вихревой теплогенератор для систем теплоснабжения» («НТ» № 8, 2007 г.), что отсутствие убедительных и доступных широкой аудитории экспериментальных данных привело к появлению многочисленных гипотез о механизме преобразования механической энергии воды в тепловую и утверждений о высокой эффективности вихревых теплогенераторов.

Одним из примеров необходимости тщательно взвешивать все последствия принимаемых, на первый взгляд, простых решений может служить опыт применения гидродинамических теплогенераторов УГД-400 в электрокотельной п. Моспино (Донецкая область, Украина) для отопления поселка состоящего из 5 и 10-этажных домов общей тепловой нагрузкой 4,46 МВт (3,84 Гкал/ч).

Фактическая установленная мощность теплогенераторов составляет 4,8 МВт (12 теплогенераторов по 400 кВт). Система работает по принципу аккумулирования тепла в два бака по 400 м3 каждый. Ночью гидродинамические теплогенераторы потребляют электроэнергию по сниженному тарифу, а днем в работе остаются только циркуляционные насосы, подающие горячую воду из баков потребителю.

Казалось бы, примитивнее схемы теплоснабжения не бывает (рис. 1), но как показала практика, из-за того, что бак-аккумулятор находится под атмосферным давлением, теплогенератор не может нагреть теплоноситель в баке более чем до 80 ОС (технологические ограничения данных гидродинамических теплогенераторов -возникает кавитация).

 

 

Проблему решили просто и самое главное без финансовых затрат - перешли на сниженный температурный график качественного регулирования (85/60 ОС), оставив температурный перепад без изменений (25 ОС), и игнорируя то, что внутридомовые системы отопления, а следовательно и площадь нагревательных приборов всех потребителей, рассчитывались на более высокие параметры теплоносителя. В таком случае для поддержания комфортного температурного режима внутри жилых помещений необходимо, как минимум, на 25-30% увеличить поверхности нагрева. Практически это не переход на новый тепловой режим, а снижение параметров за счет ограничения (срезки) температуры в подающем трубопроводе на уровне 80 ОС.

Как указывалось выше, экономическая эффективность применения гидродинамических теплогенераторов достигается за счет потребления электрической энергии на нагрев теплоносителя в часы провала графика электрической нагрузки, т.е. зарядка баков-аккумуляторов происходит на протяжении 7 часов (в ночное время), а использование нагретого теплоносителя происходит соответственно в оставшееся время.

 

 

Для определения теплового баланса и параметров теплоносителя в системе теплоснабжения проведен расчет режимов работы электрокотельной во всем диапазоне температурного графика качественного регулирования (табл. 1, 2, рис. 2). При этом наибольшее потребление тепла при расчетной температуре наружного воздуха -23 ОС будет составлять 6,12 Гкал/ч (в ночное время на отопление и аккумуляцию одновременно), в то время как максимально возможная располагаемая мощность электрокотельной - 3,84 Гкал/ч. В результате снижение температуры наружного воздуха (ниже -1 ОС) приведет к уменьшению комфортности помещений отапливаемых зданий и при расчетных условиях температура внутри помещений будет соответствовать +4 ОС (рис. 3).

 

 

Представленные предприятием «Донецкгортеплосеть» фактические режимы работы электрокотельной за январь 2007 г. подтверждают расчетные данные. Фактические температуры в подающей и обратной магистралях теплосети были на 10-23 ОС ниже нормативных (рис. 4) и при понижении температуры наружного воздуха эта разница увеличивалась. При падении среднесуточной температуры наружного воздуха ниже -8 ОС (30 и 31 января) дополнительно включались в работу два агрегата в дневное время (с 13:00 до 17:00 ч.), т.е. во время действия повышенных тарифов. Месячная усредненная максимальная мощность установленных гидродинамических теплогенераторов составила 3,5 Гкал/ч.

 

 

При расчетных условиях для обеспечения режимов работы электрокотельной необходимо 19 единиц УГД-400, но даже такое увеличение абсолютно не решает проблему качественного предоставления услуг по теплоснабжению.

 

 

Анализируя данные, видим ряд ограничений и недостатков в работе системы теплоснабжения и источника тепла:

□ несоответствие площади нагревательных приборов отопления потребителей принятому температурному графику;

□ несоответствие по температуре воды в баках-аккумуляторах, которую необходимо нагреть (при различных режимах) свыше 100 ОС, что практически невозможно из-за вскипания воды при атмосферном давлении;

□ температура в баках-аккумуляторах не должна превышать 95 ОС (п. 6.6.14 «Правил технической эксплуатации тепловых установок и сетей»);

□ максимально возможная температура воды на выходе из теплогенераторов - 80 ОС;

□ применение таких установок экономически оправдано только при работе в период ночного провала электрической нагрузки (при работе в полупиковом и пиковом периоде стоимость электрической энергии возрастает в 4 и 7 раз соответственно);

□ дефицит мощности электрокотельной;

□ не предусмотрена деаэрационная установка для дегазации сетевой и подпиточной воды;

□ баки-аккумуляторы не защищены от проникновения в воду кислорода;

□ напор, развиваемый сетевыми насосами, в 2 раза превышает напор при традиционных схемах теплосети, т.к. на всас насоса поступает вода от баков-аккумуляторов с атмосферным давлением (соответственно и потребляемая мощность в 2 раза выше).


Выводы

1. Гидродинамические теплогенераторы неприемлемы для применения в системах отопления жилых домов с температурным режимом работы по графику 95/70 и 105/70 ОС.

2. Несмотря на огромные затраты - люди в квартирах мерзнут.

3. Разработанные проекты с применением теплогенераторов должны строго отвечать требованиям СНиП «Тепловые сети» и СНиП «Отопление».

4. Разрабатываемые проекты должны проходить экспертизу в главном управлении «Государственной инспекции энергетического надзора за режимами потребления тепловой и электрической энергии».

5. Проекты должны быть экономически обоснованы и проведен сравнительный анализ использования традиционных источников тепла. Обязательно должно быть положительное заключение Государственного комитета Украины по энергосбережению.

6. До пуска электрокотельной в эксплуатацию система теплоснабжения должна быть налажена и отрегулирована (гидравлический и тепловой режимы).

comments powered by HyperComments

Последние