335
Автономне теплопостачання ферми
Росія – найбільший світовий експортер енергетичних ресурсів і займає провідну позицію в запасах традиційних паливно-енергетичних ресурсів, більшість території країни є поза централізованими системами постачання енергії. В результаті аналізу нижче показане використання теплового насоса (ХП) допоможе вирішити проблему теплопостачання ізольованих ферм.
Теплові насоси використовують безкоштовні та відновлювані джерела енергії: низький потенціал тепла повітря, грунту, підземних вод та відкриті нефризуючі резервуари, цей факт дозволяє використовувати їх в фермах віддалені від окружних нагрівальних мереж. Для вивчення ефективності використання ТНК в Росії було обрано 11 областей, розташованих в районі міст Псков, Санкт-Петербурга, Астрахана, Сочі, Красноярськ, Чита, Якутськ, Продакшн, Петропавловськ-Камчатський, Владивосток, Єкатеринбург.
Є широкий спектр теплових установок, як джерело первинного тепла, який може служити повітрям, грунтом або резервуаром. Використання теплових насосів з різними типами колекторів накладають деякі обмеження на їх використання. При використанні водяного теплового насоса в зонах з зовнішніми температурами в зимові місяці нижче -20°C, резервне джерело тепла повинна бути встановлена протягом холодних місяців. При аналізі показників температури повітря найхолодніших п'ятиденних періодів у вибраних містах ми отримали, що тільки в двох регіонах (півні міст Сочі та Петропавлово-Камчатського) температура повітря не падає нижче -20 ° С, що дає можливість використовувати тепловий насос для покриття потреби теплопостачання приватного будинку в цих містах.
Нагрівальний насос з ґрунтовим колектором можна використовувати тільки якщо температура грунту на рівні прокладки колектора не падає нижче 0 ° С (тобто немає переходу грунту до замороженого стану), навіть взимку. Так в 9 містах (Псков, Санкт-Петербург, Астрахан, Сочі, Продажхархард, Петропавловськ-Камчатський, Владивосток, Красноярськ, Єкатеринбург) з 11 проаналізовано можливість укласти горизонтальний наземний теплообмінник на глибину 1,6 м, так як глибина заморожування грунту знаходиться над цим значенням.
Росія – територія з найбільшою поширеністю пермафросту. У зоні переморожування ґрунтів становить понад 60% території країни; переважно це територія Центрального та Східного Сибіру та північної частини Далекого Сходу. На пермафрості Магадан, Анадир, Якутськ, Мирни, Норільськ, Ігарка, Надим, Воркута, на кордонах з Читою є також острови пермафрост. Місто Якутськ знаходиться в районі пермафроста, грунт заморожує досить великій глибині, що дає можливість використовувати термальну систему з горизонтальним колектором в зонах з перморожуванням і, зокрема, в Якутську. Чита регіон має частину території на замороженій ділянці, де глибина заморожування грунту перевищує 3,2 метрів, що також робить його непрактичною для використання агрегату з горизонтальним колектором в регіоні Чита як джерело тепла для опалення приміщення.
На російському ринку представлені теплові насоси зарубіжних виробників, оскільки вітчизняний ринок теплотехніки формується тільки. Найдешевші виробники TN є країнами, такими як Китай, Чехія та Сполучені Штати Америки. Термальні рослини виробництва в Німеччині і Швеції найдорожчі. За розрахунками вартість 1 кВт теплової геотермічної установки від зарубіжних виробників становить 19 996 рублів, вартість повітряної теплової установки трохи перевищує цю кількість і становить 20 505 рублів.
Порівняння витрат на встановлення геотермальних і повітряних колекторів, враховуючи витрати на перевезення, монтаж і введення в експлуатацію, показує, що тепловий насос з вертикальним розташуванням наземного контуру є найдорожчим - 102,279 рублів. за 1 кВт потужності обладнання, далі тепловим насосом з горизонтальним розташуванням наземного контуру - 79,674 рублів. Найдешевшим є повітряний обігрівач з 44,383 рублів за 1 кВт, так як поза повітрям використовується як джерело тепла і не потрібно додаткових витрат для екскавації траншей, тому вартість TH знижується і визначається тільки ціною самого насоса і монтажної роботи.
Період окупності (RO) ТНК безпосередньо пропорційно капітальним витратам його установки і навпаки пропорційно економії коштів готівкою, що дорівнює вартості опалення. Тарифи на теплову енергію в містах Росії дуже різні, тому ціна 1 Гкал енергії в Санкт-Петербурзі становить 1050 рублів, а в Петропавловському-Камчатському - 3580 рублів (тобто тарифи варіюватися 3 рази).
Найкоротший період окупності побачається в східних областях Росії, де витрати на опалення району досить високі. Мінімальний термін окупності в Петропавловському-Камчатському для геотермального насоса з горизонтальною петлею становить 7 років, для теплової установки з вертикальним колектором - 9 років, далі Якутськ (Сов. = 13 років) і Красноярськ (Согор. = 15 років, Свер. = 22 років). Максимальний термін окупності теплових інсталяцій в Санкт-Петербурзі (Согор. = 34 роки, Свер. = 47 років) і Псков (Согор. = 33 роки, Свер. = 46 років), Сочі (Согор. = 31 років, Свер. = 41 роки).
Опалення за допомогою теплових насосів повітря можливе тільки в двох з одинадцять міст, які розглядаються, а саме в Сочі і Петропавловськ-Камчатському, термін окупності теплових установок в цих містах становить 10 років і 2 роки, відповідно.
Термін служби теплового насоса обмежений тільки життя компресора, оскільки єдиний пристрій, що містить рухомі частини, термін служби якого становить 25 років. Після цього терміну компресор необхідно замінити. Термін служби колекторів досягає 50 років. У таблиці нижче представлені розрахунки витрат на готівку (CF) для теплопостачання понад 25 років з використанням різних джерел теплоенергетики: централізоване опалення (CFTS); електричне, тверде паливо та дизельне котел (DZEC, DZTT, DZDT), тепловий насос (DZTN.V), TH з горизонтальним та вертикальним колектором (DZTN.G, DZTN.U).
У більшості міст розглянуто термін окупності теплової установки менше, ніж його термін служби (25 років). Це дозволяє зробити прибуток 171 126 рублів. (Астрахан, при використанні теплової установки з горизонтальним колектором) до 2,992,380 рублів. (Петропавловськ-Камчатський, використовуючи повітряний колектор) за 25 років використання ТН.
У кліматичних умовах Санкт-Петербурга і Пскову немає видів теплових насосів. У цьому випадку необхідно враховувати варіанти опалення з іншими джерелами енергії. З таблиці вище, можна побачити, що в St. Петербург, тепловий насос з горизонтальним колектором не сплачувати за 285,653 рублів. і 720,706 рублів. з вертикальним колектором. При порівнянні з іншими джерелами теплової енергії, виходить, що використання ТН, навіть якщо період їх окупності перевищує термін служби, економічно вигідно, так як витрати на 25 років (погашення) будуть менше, ніж вартість обігріву будинку при використанні інших установок за той же період.
Результати розрахунку ефективності теплових насосів, що виготовляються з урахуванням температурних обмежень (зовнішня температура повітряних тн нин -20 °C і температури грунту tg > 0 °C) і термін служби теплових насосів (25 років), показують доцільність і ефективність їх використання в Росії. опублікований
Автор: Є.А. Муравлева
P.S. І пам'ятаєте, просто змінивши наше споживання – разом ми змінюємо світ!
Приєднуйтесь до нас на Facebook, VKontakte, Odnoklassniki
Джерело: Альтернативнергія.ru
Теплові насоси використовують безкоштовні та відновлювані джерела енергії: низький потенціал тепла повітря, грунту, підземних вод та відкриті нефризуючі резервуари, цей факт дозволяє використовувати їх в фермах віддалені від окружних нагрівальних мереж. Для вивчення ефективності використання ТНК в Росії було обрано 11 областей, розташованих в районі міст Псков, Санкт-Петербурга, Астрахана, Сочі, Красноярськ, Чита, Якутськ, Продакшн, Петропавловськ-Камчатський, Владивосток, Єкатеринбург.
Є широкий спектр теплових установок, як джерело первинного тепла, який може служити повітрям, грунтом або резервуаром. Використання теплових насосів з різними типами колекторів накладають деякі обмеження на їх використання. При використанні водяного теплового насоса в зонах з зовнішніми температурами в зимові місяці нижче -20°C, резервне джерело тепла повинна бути встановлена протягом холодних місяців. При аналізі показників температури повітря найхолодніших п'ятиденних періодів у вибраних містах ми отримали, що тільки в двох регіонах (півні міст Сочі та Петропавлово-Камчатського) температура повітря не падає нижче -20 ° С, що дає можливість використовувати тепловий насос для покриття потреби теплопостачання приватного будинку в цих містах.
Нагрівальний насос з ґрунтовим колектором можна використовувати тільки якщо температура грунту на рівні прокладки колектора не падає нижче 0 ° С (тобто немає переходу грунту до замороженого стану), навіть взимку. Так в 9 містах (Псков, Санкт-Петербург, Астрахан, Сочі, Продажхархард, Петропавловськ-Камчатський, Владивосток, Красноярськ, Єкатеринбург) з 11 проаналізовано можливість укласти горизонтальний наземний теплообмінник на глибину 1,6 м, так як глибина заморожування грунту знаходиться над цим значенням.
Росія – територія з найбільшою поширеністю пермафросту. У зоні переморожування ґрунтів становить понад 60% території країни; переважно це територія Центрального та Східного Сибіру та північної частини Далекого Сходу. На пермафрості Магадан, Анадир, Якутськ, Мирни, Норільськ, Ігарка, Надим, Воркута, на кордонах з Читою є також острови пермафрост. Місто Якутськ знаходиться в районі пермафроста, грунт заморожує досить великій глибині, що дає можливість використовувати термальну систему з горизонтальним колектором в зонах з перморожуванням і, зокрема, в Якутську. Чита регіон має частину території на замороженій ділянці, де глибина заморожування грунту перевищує 3,2 метрів, що також робить його непрактичною для використання агрегату з горизонтальним колектором в регіоні Чита як джерело тепла для опалення приміщення.
На російському ринку представлені теплові насоси зарубіжних виробників, оскільки вітчизняний ринок теплотехніки формується тільки. Найдешевші виробники TN є країнами, такими як Китай, Чехія та Сполучені Штати Америки. Термальні рослини виробництва в Німеччині і Швеції найдорожчі. За розрахунками вартість 1 кВт теплової геотермічної установки від зарубіжних виробників становить 19 996 рублів, вартість повітряної теплової установки трохи перевищує цю кількість і становить 20 505 рублів.
Порівняння витрат на встановлення геотермальних і повітряних колекторів, враховуючи витрати на перевезення, монтаж і введення в експлуатацію, показує, що тепловий насос з вертикальним розташуванням наземного контуру є найдорожчим - 102,279 рублів. за 1 кВт потужності обладнання, далі тепловим насосом з горизонтальним розташуванням наземного контуру - 79,674 рублів. Найдешевшим є повітряний обігрівач з 44,383 рублів за 1 кВт, так як поза повітрям використовується як джерело тепла і не потрібно додаткових витрат для екскавації траншей, тому вартість TH знижується і визначається тільки ціною самого насоса і монтажної роботи.
Період окупності (RO) ТНК безпосередньо пропорційно капітальним витратам його установки і навпаки пропорційно економії коштів готівкою, що дорівнює вартості опалення. Тарифи на теплову енергію в містах Росії дуже різні, тому ціна 1 Гкал енергії в Санкт-Петербурзі становить 1050 рублів, а в Петропавловському-Камчатському - 3580 рублів (тобто тарифи варіюватися 3 рази).
Найкоротший період окупності побачається в східних областях Росії, де витрати на опалення району досить високі. Мінімальний термін окупності в Петропавловському-Камчатському для геотермального насоса з горизонтальною петлею становить 7 років, для теплової установки з вертикальним колектором - 9 років, далі Якутськ (Сов. = 13 років) і Красноярськ (Согор. = 15 років, Свер. = 22 років). Максимальний термін окупності теплових інсталяцій в Санкт-Петербурзі (Согор. = 34 роки, Свер. = 47 років) і Псков (Согор. = 33 роки, Свер. = 46 років), Сочі (Согор. = 31 років, Свер. = 41 роки).
Опалення за допомогою теплових насосів повітря можливе тільки в двох з одинадцять міст, які розглядаються, а саме в Сочі і Петропавловськ-Камчатському, термін окупності теплових установок в цих містах становить 10 років і 2 роки, відповідно.
Термін служби теплового насоса обмежений тільки життя компресора, оскільки єдиний пристрій, що містить рухомі частини, термін служби якого становить 25 років. Після цього терміну компресор необхідно замінити. Термін служби колекторів досягає 50 років. У таблиці нижче представлені розрахунки витрат на готівку (CF) для теплопостачання понад 25 років з використанням різних джерел теплоенергетики: централізоване опалення (CFTS); електричне, тверде паливо та дизельне котел (DZEC, DZTT, DZDT), тепловий насос (DZTN.V), TH з горизонтальним та вертикальним колектором (DZTN.G, DZTN.U).
У більшості міст розглянуто термін окупності теплової установки менше, ніж його термін служби (25 років). Це дозволяє зробити прибуток 171 126 рублів. (Астрахан, при використанні теплової установки з горизонтальним колектором) до 2,992,380 рублів. (Петропавловськ-Камчатський, використовуючи повітряний колектор) за 25 років використання ТН.
У кліматичних умовах Санкт-Петербурга і Пскову немає видів теплових насосів. У цьому випадку необхідно враховувати варіанти опалення з іншими джерелами енергії. З таблиці вище, можна побачити, що в St. Петербург, тепловий насос з горизонтальним колектором не сплачувати за 285,653 рублів. і 720,706 рублів. з вертикальним колектором. При порівнянні з іншими джерелами теплової енергії, виходить, що використання ТН, навіть якщо період їх окупності перевищує термін служби, економічно вигідно, так як витрати на 25 років (погашення) будуть менше, ніж вартість обігріву будинку при використанні інших установок за той же період.
Результати розрахунку ефективності теплових насосів, що виготовляються з урахуванням температурних обмежень (зовнішня температура повітряних тн нин -20 °C і температури грунту tg > 0 °C) і термін служби теплових насосів (25 років), показують доцільність і ефективність їх використання в Росії. опублікований
Автор: Є.А. Муравлева
P.S. І пам'ятаєте, просто змінивши наше споживання – разом ми змінюємо світ!
Приєднуйтесь до нас на Facebook, VKontakte, Odnoklassniki
Джерело: Альтернативнергія.ru
