Технологии

На странице "Технологии" мы размещаем практически готовые наукоёмкие проекты, создавая мостик между разработчиками технологий и их потребителями. Авторы проектов получают почти бесплатную рекламу. Инвесторы - предложения от которых сложно отказаться. В выигрыше, по идее, должны быть все. Посмотрим, как получится на самом деле.    

© Scientific-Engineering Center, 3R-Технологии. naumir@yandex.ru, miily@yandex.ru

Технико-экономическое предложение

Теплота воды, воздуха, грунта для нагревания и охлаждения

     Нагревание или охлаждение жилых и производственных зданий, выработка технологического пара или горячей воды осуществляется тепловыми насосами. Для указанных целей в основном используют тепловые насосы компрессионного и сорбционного (абсорбционный, адсорбционный) типа.

Компрессионный тепловой насос работает с помощью электрического или механического привода, например, двигателя внутреннего сгорания. Сорбционный тепловой насос работает на бросовых источниках тепловой энергии: дымовые газы печей и аппаратов, горячие стоки промышленных предприятий, паровые и газовые выбросы и другие. Наиболее перспективным источником тепла и электроэнергии для сорбционных тепловых насосов является солнечная энергия.

     Для переноса теплоты от источника к потребителю, тепловой насос с электрическим приводом компрессора потребляет некоторое количество энергии. Для выработки 100 кВт час теплоты расходуется 20-40 кВт час электрической энергии.

Дизельный привод компрессора теплового насоса позволяет дополнительно использовать 35-40% топлива, превратившегося в теплоту на выхлопе и в радиаторе дизеля. В этом случае тепловой насос дает в 2.0-2.5 раза больше полезного тепла на 1 кг использованного топлива.

     Абсорбционный тепловой насос для выработки 100 кВт час потребляет не более 1.5 кВт час электрической энергии. Эта энергия расходуется на привод насоса раствора, и двух водяных циркуляционных насосов. Указанное количество электроэнергии можно получить за световой день от фотоэлектрической солнечной панели мощностью 100-120 Ватт.

Экономическая целесообразность применения тепловых насосов показана на примере сравнения различных систем нагревания. Расчет произведен для жилого дома площадью 235 м². Требуемое количество теплоты для обогрева (охлаждения) такого дома – 30 кВт час.

Таблица 1

Топливо для обогрева	Тип оборудования		Коэффициент использования первичного топлива	Стоимость единицы топлива		Стоимость 30 кВт час тепловой энергии
Нагревание тепловым насосом
Электрическая энергия	Тепловой насос с источником тепла от грунта		КОП = 3.5	$ 0.085 / kWh		$0.729
Электрическая энергия	Тепловой насос с источником тепла от наружного воздуха		КОП = 2.2	$ 0.085 / kWh		$1.159
Солнечная энергия	Абсорбционный тепловой насос с источником теплоты от солнечных нагревателей воды		КОП = 0.75	$ 0.000 / kWh		$ 0.000
Нагревание электричеством
Электрическая энергия	Нагреватель сопротивления		КОП = 1.0	$ 0.085 / kWh		$2.550
Нагревание природным газом
Газ природный		Печь или котел	КПД = 80%		0.55 / м^3		$2.074
Нагревание жидким топливом
Нефтяное топливо		Печь или котел	КПД = 80%		0.63 / литр		$2.333

     Стоимость установки теплового насоса зависит от используемого источника теплоты. Если теплота отбирается из грунта, то необходимо проложить тепловоспринимающий коллектор. Такой коллектор может быть расположен горизонтально или вертикально. Стоимость прокладки горизонтального коллектора порядка $8,000, вертикального – $14,000. Тепловой насос с учетом монтажа стоит приблизительно $10,000. Эксплуатационные расходы при этом составляют, соответственно $40.00 и $75.00 ежемесячно (при 7% закладных на 25 лет). 

     Использование грунта в качестве источника теплоты для теплового насоса дает годовую экономию в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2

Тепловой насос с источником теплоты из грунта по сравнению с…	Тепловой насос с источником тепла от наружного воздуха	экономия 37%	$ 0.430
	Нагреватель сопротивления	экономия 71%	$ 1.821
	Газ природный	экономия 65%	$ 1.345
	Нефтяное топливо	экономия 69%	$ 1.604
	Газ сжиженный	экономия 79%	$ 2.768

     Использование абсорбционного теплового насоса с источником солнечной тепловой и электрической энергии позволяет полностью отказаться от углеводородного топлива и сетевой электроэнергии. Тепловую и электроэнергию получают с помощью комбинированного солнечного коллектора. Стоимость абсорбционного теплового насоса производительностью 30 кВт, содержащего градирню для охлаждения воды, составляет ~ $8,000. Стоимость одного комбинированного солнечного коллектора вместе с аккумуляторами тепловой и электрической энергии составляет ~ $600-700. Система обогрева (охлаждения) с аппаратами для нагрева (охлаждения) воздуха для дома площадью 235 м² стоит $1,000-1,200.  

     Применение абсорбционного теплового насоса с источником от солнечной энергии окупается за 4-4.5 г.

     Тепловые насосы широко применяют на промышленных предприятиях (предприятия пищевой, молочной, бумажной промышленности, химической и др.). В качестве источника теплоты используется сбросная вода производства или водопроводная вода, которая идет на технологические или иные нужды.

     Тепловой насос для выработки технологического пара с температурой 110-115 С или горячей воды с температурой 60-70 С обеспечивает экономию топлива (мазут или соляровое топливо) на 26-30%, снижение суммарных годовых издержек на 40%, снижение себестоимости выработки 1 кВт тепла / холода на 45%.

     В случае вашей заинтересованности мы можем провести необходимые технико-экономические и тепловые расчеты, подобрать тепловой насос и выполнить наиболее эффективную систему обогрева (охлаждения).