Теплоснабжение объектов ЖКХ электрическими системами с тепловыми насосами и теплоаккумуляторами

Опытное конструкторско-технологическое бюро
Института технической теплофизики НАН Украины
Теплоснабжение объектов ЖКХ
электрическими системами с
тепловыми насосами и
теплоаккумуляторами
к.т.н., директор ОКТБ ИТТФ НАНУ
Уланов Николай Маранович
г. Киев, 20 ноября 2014 г.
1
Согласно ДБНВ.2.5-23:2010 для стационарного электрического
отопления зданий могут применяться следующие приборы и
системы
1. Низкотемпературные сухие и масляные радиаторы;
2. Нагревательные панели;
3. Нагревательные кабели, которые укладываются непосредственно в
строительные конструкции;
4. Электротепловентиляторы;
5. Аккумуляционные электропечи;
6. Электрокотлы;
7. Электронагреватели поточной среды;
8. Тепловые насосы;
9. Электроотопительные приборы с инфракрасным излучением;
10. Электрокамины;
11. Установки гидродинамического нагрева (УГД).
Котельная установка мощностью 140 кВт
Преимущества электрических электродных котлов
1.
Высокая эксплуатационная надежность (процесс нагрева основан на ионной проводимости
теплоносителя и происходит за счет непосредственного протекания электрического тока
через него);
2.
Плавный выход на полную мощность, т. к. электропроводность теплоносителя находится в
прямой зависимости от ее температуры;
3.
Высокая точность контроля и поддержания заданных температурных параметров;
4.
Компактность установки и простота монтажа;
5.
Возможность использования в качестве вспомогательного источника тепла в совмещенной
системе отопления;
6.
Бесшумность в работе (уровень шума не превышает 37 дБ);
7.
Полная пожаробезопасность при разгерметизации системы (при утечке теплоносителя
система нагрева автоматически прекращает работу);
8.
Простота интеграции в уже существующие системы отопления;
9.
Значительная экономия потребляемой электроэнергии (не менее 30 % по сравнению с
ТЭНами) за счет плавного выхода на полную мощность и алгоритму управления;
10. Высокий коэффициент преобразования энергии (до 99,5 %).
Технологическая схема блока электрокотлов, работающих в
период действия льготного тарифа на электроэнергию
1
3
4
12
8
2
5
9
10
7
11
13
6
14
1 – пульт управления; 2 – блок электродных нагревателей; 3 – расширительный бак; 4 –
система отопления; 5 – теплоаккумулирующая емкость;
6, 7 – сетевой циркуляционный насос; 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 – шаровой клапан
5
Технологическая схема системы электроотопления с
теплоаккумулятором и тепловым насосом
3
1
4
3
11
20
13
21
7
2
2
12
14
15
5
6
8
10
16
17
18
9
19
1 – пульт керування, 2 – електродні нагрівачі, 3 – розширювальний бак, 4 – система опалення, 5 –
теплоакумулятор, 6 – конденсатор, 7 – компресор, 8 – терморегулюючий вентиль, 9, 10 – циркуляційні
насоси, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 – запірна арматура, 20, 21 – зворотні клапани
Латентный гибридный тепловой аккумулятор АКТ-У-7500
Основные технико-экономические показатели
Наименование основных
элементов систем
теплоснабжения и
показателей
Капитальные затраты по системам, тыс. грн.
Электро-котлы и
ТН с водой
Электро-котлы и ТН
с ТАМ
Электро-котлы, ТН с
водой и тепловой
насос
Обычное
электроотопле-ние
Электродные котлы
504,0
504,0
441,0
210,0
Теплоаккуму-лятор
526,6
439,3
263,3
-
Теплоаккумулирующие
материалы
0,64
397,4
0,32
-
-
-
450,0
-
28,0
28,0
32,0
28,0
94
72
98
72
ВСЕГО
1152,6
1420,7
1284,6
310,0
Стоимость 1 Гкал
416,0
416,0
508,6
1465,0
Ожидаемый срок
окупаемости, лет
7,6
9,3
9,5
-
Тепловой насос
Циркуляционные насосы,
трубопроводы, арматура
Теплообменники
Выводы
1.
Применение той или иной электрической системы теплоснабжения объектов ЖКХ
о п р е д е л я етс я ус ло в и я м и ко н к р етн о го о бъ е к та те п лос н а бже н и я : н а л и ч и ем
дополнительных электрических мощностей, площадей для размещения оборудования,
стоимость основных видов оборудования – тепловых насосов, электрокотлов, емкостей
д л я р а з м е щ е н и я т е п л о а к к ум у л и р у ю щ и х м а т е р и а л о в и т. д .
2.
Анализ технико-экономических показателей рассмотренных в докладе систем
электрического отопления показывает, что наиболее экономически оправдана при
существующих тарифах на энергоносители, воду, стоимости оборудования является
система состоящая из электрокотлов и водяного теплоаккумулятора, хотя и большого
о б ъ е м а .
С р о к
о к у п а е м о с т и
7 , 6
г о д а .
3.
Система электрического отопления с электрокотлами, водяным теплоакумулятором и
тепловым насосом компактна, требует меньше электроэнергии, обеспечивает гибкость
управления тепловыми режимами, но из-за высокой стоимости самых тепловых насосов
с р о к о к у п а е м о с т и в р а с с м о т р е н н о м в а р и а н т е с о с т а в л я е т 9 , 5 л е т.
Спасибо за внимание!
Опытное конструкторско-технологическое бюро ИТТФ НАНУ
тел./факс +38 044 424 96 42
e-mail: e3therm@gmail.com
10