Зміст журналів



Оцінка ефективності вироблення теплової енергії теплонасосними станціями на основі теплоти низькотемпературних підземних вод за методологією повних енергетичних витрат

Білодід В.Д., канд. техн. наук, ст. наук. співр., Станиціна В.В., канд. техн. наук
Інститут загальної енергетики НАН України, вул. Антоновича, 172. м. Київ, 03150, Україна
Мова: українська
Джерело: Проблеми загальної енергетики, 2020, 3(62):46―52
https://doi.org/10.15407/pge2020.03.046
Рубрика: Підвищення ефективності виробництва та використання енергетичних ресурсів
УДК: 620.92
Надійшла: 05.08.2020
Опубліковано: 29.09.2020

Анотація:

Теплонасосна станція (ТНС) як джерело постачання теплової енергії системи централізованого теплопостачання розглядається як альтернатива опалювальним котельням на органічному паливі (переважно на природному газі). Одним із перспективних напрямів застосування потужних ТНС, який сьогодні активно досліджується, є використання їх як споживачів-регуляторів при регулюванні електричного навантаження в електроенергетичних системах. В статті як джерело низькопотенційної теплоти (ДНТ) розглянуто підземні (артезіанські) води, які залягають на невеликій глибині та мають стабільні параметри впродовж року. На території України існують регіони із достатніми запасами підземних вод, які можуть бути використані в якості ДНТ для ТНС.
Розрахунок енерговитрат на будівництво, експлуатацію та ліквідацію ТНС проведено на прикладі проекту ТНС встановленою тепловою потужністю 9 МВт у складі 3-х теплових насосів потужністю 1,9 МВт кожен та пікового газового котла потужністю в 3,2 МВт, з врахуванням типового графіку теплових навантажень для умов м. Києва.
Ефективність такої ТНС визначалася за методологію оцінки повних енергетичних витрат з порівнянням отриманих показників з аналогічними показниками газової котельні такої ж потужності.
Визначено енерговитрати на створення всіх елементів ТНС та її будівництво: теплового насосу та іншого обладнання, будівлі станції, буріння та облаштування свердловин, трубопроводів, пікового газового котла. Розраховано енерговитрати на створення і експлуатацію автономної газової котельні такої ж потужності. Оцінено зменшення енерговитрат на створення ТНС за рахунок використання поліетилен-пропіленових труб замість сталевих.
Порівняння енерговитрат показує, що створення і експлуатація ТНС на артезіанських водах з піковою котельнею протягом першого ж року експлуатації компенсує енерговитрати на її створення, а в подальшому забезпечується їх економія. Експлуатація такої ТНС з використанням артезіанських вод забезпечить майже чотирикратну економію енергії у порівнянні з автономною котельною.

Ключовi слова: енерговитрати, порівняльний аналіз, теплонасосні системи, артезіанські підземні води, автономна котельня, теплопостачання

Лiтература:

  1. Білодід В.Д. Повні енергетичні витрати на електроенергію, що виробляється енергетичними об’єктами. Проблеми загальної енергетики. 2017. Вип. 3(50). С. 23—32. https://doi.org/10.15407/pge2017.03.023
  2. Zogg M. History of Heat Pumps. Swiss Contributions and International Milestones.  Oberburg, Switzerland: Process and Energy Engineering (CH-3414). 2008. 114 p.
  3. Биндеман Н.Н., Язвин Л.С. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод. М.: Недра. 1970. 216 с.
  4. Кулик М.М. Співставний аналіз техніко-економічних характеристик Канівської ГАЕС та комплексу споживачів-регуляторів для покриття графіків електричних навантажень. Проблеми загальної енергетики. 2014. Вип. 4(39). С. 5—10.
  5. Кулик М.М. Техніко-економічні аспекти використання споживачів-регуляторів у системах автоматичного регулювання частотою і потужністю. Проблеми загальної енергетики. 2015. Вип. 1(40). С. 20—28. https://doi.org/10.15407/pge2015.01.039
  6. Білодід В.Д., Ленчевський Є.А. Моделювання взаємодії комплексу споживачів-регуляторів на основі електричних теплогенераторів в системах теплопостачання в процесах ущільнення графіків навантажень електроенергетичних систем. Проблеми загальної енергетики. 2017. Вип. 4(51). С. 33—39. https://doi.org/10.15407/pge2017.04.033
  7. Дослідження територіальної структури та доцільних обсягів будівництва теплонасосних станцій на низькотемпературних підземних та термальних водах: звіт про НДР (заключн.) : «ТЕРМАЛЬ» / Інститут загальної енергетики НАН України; кер. Білодід В.Д. К., 2012. 187 с. – ДР№ 0110U002010. – ДО№ 0213U003249.
  8. Сталинский Д.В., Каневский А.Л., Литвиненко В.Г. Энергоемкость производства продукции на металлургических предприятиях Украины. Сталь. 2010. № 4. С. 126—129.
  9. Звіт про використання палива, теплоенергії та електроенергії за 2010 рік. Форма державної статистичної звітності України 11 МТП за 2010 р.
  10. Білодід В.Д. Визначення ефективності вироблення електричної енергії атомними електростанціями за методологією повних енергетичних витрат. Частина 1. Витрати енергії на будівництво. Проблеми загальної енергетики. 2018. Вип. 2(53). С. 36—44. https://doi.org/10.15407/pge2018.02.036
  11. Шестеров В.П. Сооружение, эксплуатация и ремонт водозаборных скважин: учебное пособие. Томск: Изд-во Томского политехническо¬го университета, 2010. 208 с.
  12. Устройство артезианской скважины. URL: http://www.skvajina.com/artezian/ustroystvo.html (дата звернення: 28.07.2020 р.)
  13. Скважины большого диаметра / Сайт компанії ООО «Геос». URL: http://geos2005.ru/blog/skvazhiny-bolshogo-diametra.html (дата звернення: 28.07.2020 р.)
  14. Краткий справочник по проектированию и бурению скважин на воду / Рецензент д-р техн. наук А.С. Белицкий (Институт биофизики Минздрава СССР). 2-е изд. М.: Недра, 1983.
  15. ГОСТ Р 51750–2001 Энергосбережение. Методика определения энергоемкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических энергетических системах. Общие положения.

Скачування:

Повний текст (PDF)