Реконструкция системы теплоснабжения Елизовского водоканала

5. Характеристика системы отопления.

Основная часть жилого фонда имеет централизованное отопление. Практически все многоквартирные дома подключены к системе холодного водоснабжения и к системам водоотведения. Не подключены к канализации (выгреба) 8 многоквартирных домов, в том числе один 64 кв. и один 48 кв. дом. Основная часть частных домов (более 80%) не подключена к системе водоотведения и использует выгреба. Система централизованного горячего водоснабжения практически отсутствует, в период девяностых годов из-за недостаточного финансирования большая часть котельных и ЦТП были закрыты. Для горячего водоснабжения большая часть населения использует систему централизованного отопления, при этом от батарей и вводов системы отопления обеспечивается отвод воды к кухонному крану и к душу (ванной). Качество горячей воды не полностью соответствует  существующим  нормативным  требованиям,  так же  вода относится к технической.

При прохождении преддипломной практики на объектах Елизовского водоканала особое внимание было уделено изучению особенностей системы отопления производственных помещений. В настоящее время отопление и горячее водоснабжение осуществляется от собственной бойлерной, использующей эл. энергию. 

Задача экономически эффективного нагрева воды, которая используется в качестве теплоносителя в системах водяного отопления и горячего водоснабжения, была и остается актуальной независимо от способа осуществления этих процессов, конструкции системы отопления и источников получения тепла. Огромное разнообразие современных новинок в этой сфере - котлов, радиаторов, насосов, генераторов заставят задуматься над тем, посредством каких критериев выбрать оптимальный вариант и чему именно отдать предпочтение. Сейчас доступны различные источники тепловой энергии: нефть, уголь, газ, дерево и электричество. У всех имеются свои преимущества, но, взвесив все критерии, такие как низкая стоимость капитальных вложений, хорошая управляемость, практически абсолютная чистота, большой комфорт и довольно скромные эксплуатационные расходы - легко прийти к выводу, что отопление с использованием теплового насоса - это выбор сегодняшнего и завтрашнего дня.

Котлы на природном газе получили наиболее широкое распространение, но при их использовании возникает больше проблем, чем с любыми другими теплоносителями. Например, давление в наших газовых магистралях существенно ниже, чем в Европе, и отличается низкой стабильностью. При газовом отоплении необходимы прокладка газопровода и отдельное помещение под котельную с окном и форточкой. Кроме того, потребуются

разработка проекта ввода газа, разводка и подключение газового оборудования. Подключение газа запрещено без утвержденной и согласованной с соответствующими службами проектной документации, затраты на которую существенно снижают выигрыш от низкой цены за газ в период эксплуатации, в отличие от затрат при использовании теплового насоса. Особенностью эксплуатации отопления с газовым котлом является необходимость периодической профилактики и контроля горелок, кранов и автоматики. Проведение таких работ должны осуществлять фирмы, имеющие лицензии, иначе существует серьезная опасность возникновения аварийной ситуации.

Электрические котлы являются наиболее чистым видом топлива. Они просты в эксплуатации: не требуют наличия и обслуживания дымоходов, приточных и вентиляционных каналов, топочной или котельной. В городских условиях, где обеспечена бесперебойная подача электроэнергии практически любой мощности, аргументом против использования электрических котлов может быть только экономическая нецелесообразность их применения. 
Электричество есть на любом объекте, но соответствуют ли возможности имеющейся электрической сети потребностям котла? Следует учитывать, что питание электрокотлов мощностью свыше 6 кВт трехфазное, а установка котлов мощностью свыше 10 кВт требует согласования со службами Энергонадзора, в отличие от затрат при использовании теплового насоса. Расходы на эксплуатацию систем электрического отопления превышают расходы на эксплуатацию всех остальных отопительных систем.

Жидкое нефтяное топливо является на сегодняшний день наиболее испытанным и универсальным топливом, не требующим создания специальных коллективных инфраструктур: газопроводов, подстанций и электросетей. Стоимость оборудования высокая, эксплуатационные расходы, при сегодняшнем уровне цен на дизельное топливо, также очень высоки. При установке дизельных (жидкотопливных) котлов дополнительно требуется монтаж емкости для топлива и помимо этого нужны подъездные пути для топливозаправщика. Обязательно необходим фильтр тонкой очистки топлива, иначе форсунки котла быстро засорятся, котел начнет дымить и существенно снизится КПД. При работе котла обязательно нужны система поджига, устройство контроля горения и насос подачи топлива. Проблемы получения и подачи горячей воды, устройства котельной и дымоходов такие же, как и у газовых котлов.

Твердотопливные котлы до сих пор не потеряли своей актуальности. К их неоспоримым достоинствам можно отнести невысокую цену и возможность работы без электричества. Недостатки - необходимость постоянного контроля горения, невозможность полной автоматизации котельной, потребность в ежедневной чистке топки котла. Для отопления твердым топливом необходимо осуществлять его доставку, разгрузку, иметь площадку для хранения его запасов, в отличие от теплового насоса. Из сравнительных характеристик, представленных в таблице 2, напрашиваются соответствующие выводы:

• Уже на данный момент тепловые насосы являются более экономичными, чем котлы на дизельном топливе или электрическое отопление, а в ближайшем будущем, так как цены на энергоносители продолжают расти, они станут бесспорными лидерами и будут превосходить даже газовые котлы

• Также можно предположить, что рост цен будет более резким, поскольку

природных запасов нефти и газа осталось всего лишь на 40 и 60 лет.

• Кроме прямого экономического эффекта, тепловой насос абсолютно экологически безвредный источник теплоснабжения, взрывобезопасен.

• Поскольку тепловые насосы не используют в своей работе топливо, то соответственно стоимость их эксплуатации не будет зависеть от изменения цен на энергоносители.

В качестве низко потенциального источника тепла с применением теплонасосной установки в системе отопления производственных помещений Елизовского водоканала предлагается использовать тепло перекачиваемой  воды резервных скважин Авачинского водозабора. Вода из скважины №12 погружным насосом подается на теплонасосные установки, которые отбирают от нее тепло, и возвращается в скважину №13 (рисунок 4).

 

Технические характеристики	Способ обогрева помещения
	Газовый котел	Котел на жидком топливе	Электрический котел	Тепловой насос
Стоимость оборудования	Средняя	Средняя	Низкая	Высокая
Отапливаемая площадь, м2	180	180	180	180
Мощность установки, кВт	10,8	10,8	10,8	10,8
Площадь котельной, м2	6	6	3	6
Расход электрической энергии,кВт/час	1,5	2	13	2
Источник тепловой энергии	Газ	Дизельное топливо	Электрический ток	Тепло воды, электрический ток
Расход энергоносителя в год	5000 м3	10000 литров	69000 кВт	Энергия воды - бесплатно
Срок службы	15-20 лет	15-20 лет	3-8 лет	до 50 лет
Пожароопасность	Опасен (постоянный огонь)	Опасен (постоянный огонь)	Опасен	Безопасен
Взрывоопасность	Опасен	Опасен	Опасен	Безопасен
Уровень экологической опасности	Вреден (выделяет CO и NOx)	Вреден (выделяет CO и NOx)	Безвреден	Безвреден
Вентиляция	Необходима	Необходима	Не нужна	Не нужна
Обслуживание	Регулярный осмотр	Регулярный осмотр	Периодический осмотр	Периодический осмотр
Надежность	Высокая	Высокая	Высокая	Очень высокая
Автономность при отсутствии снабжения энергоносителями	Не обеспечивает	Не обеспечивает	Не обеспечивает	Обеспечивает при наличии резервного электрогенератора 2 кВт
Возможность охлаждения помещения	Не обеспечивает	Не обеспечивает	Не обеспечивает	Обеспечивает

 

Таблица 2. Сравнительные характеристики отопительных установок

 

Рисунок 4. Принцип монтажа насосов в скважину 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В отчете о практике рассматривались вопросы реконструкции системы теплоснабжения объектов Елизовского водоканала посредством применения теплонасосных установок, использующих тепло воды существующих скважин.

К преимуществам тепловых насосов в первую очередь следует отнести экономичность: для передачи в систему отопления 1 кВт·ч тепловой энергии установке необходимо затратить всего 0,2-0,35 кВт·ч электроэнергии. Так как преобразование тепловой энергии в электрическую на крупных электростанциях происходит с кпд до 50 %, эффективность использования топлива при применении тепловых насосов повышается. Упрощаются требования к системам вентиляции помещений, и повышается уровень пожарной безопасности. Все системы функционируют с использованием замкнутых контуров и практически не требуют эксплуатационных затрат, кроме стоимости электроэнергии, необходимой для работы оборудования.

Еще одним преимуществом тепловых насосов является возможность переключения с режима отопления зимой на режим кондиционирования летом: просто вместо радиаторов к внешнему коллектору подключаются фэн-койлы или системы "холодный потолок".

Считаю, что проектируемая система отопления производственных помещений является наиболее приемлемой для теплоснабжения  Елизовского водоканала, а по резерву оборудования скважин способна обеспечить перспективу дальнейшего развития предприятия и региона в целом.

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

1. Н.Н. Кошкин, И.А. Сакуна и др. Холодильные машины. – Л.: Машиностроение, 1985 – 542 с.
2. Е.М. Бамбушек, Н.Н. Бухарин и др. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин. – Л.: Машиностроение, 1987 – 424 с.
3. М.И. Френкель. Поршневые компрессоры. – Л.: Машиностроение, 1969 – 743 с.
4. Техника низких температур под редакцией И.П. Усюкина. – М.: Пищевая промышленность, 1977 – 244 с.
5. Холодильные компрессоры. Справочник под ред. А.В. Быкова и др. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981 – 279 с.
6. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию «Расчет и выбор самодействующих клапанов объемных холодильных компрессоров». – Сумы: «Энергетика».
7. В.М. Арсеньев. Методические указания к курсовому проектированию объемных компрессоров «Термодинамический расчет поршневого холодильного компрессора». – Харьков: ХПИ, 1984 – 10 с.
8. Данилова Г.Н., Богданов С.Н. и др. «Теплообменные аппараты холодильных установок» - Л.: Машиностроение, 1986 – 303 с.
9. Михеев М.А., Михеева И.М. «Основы теплопередачи» - М.: Энергия, 1973 – 320 с.
10. Идельчик И.Е. «Справочник по гидравлическим сопротивлениям» - М.: Машиностроение, 1975 – 560 с.
11. Свечков И.Н., Ярославский А.М. Технология компессоростроения.-М.:Машиностроение,1978.-200 с.,ил.
12. Ястребова Н.А. Технология машиностроения: Учебник для студентов, обучающихся по специальности «Холодильные и компрессорные машины и установки». – М.: Машиностроение, 1987. – 336 с.: ил.
13. Хайнрих Т., Найорк ., Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения. – М.: Стройиздат, 1985. – 351с.
14. ГОСТ 12.2.003-91 Оборудование производственное. Общие требования безопасности.
15. ГОСТ 12.2.016-81 Оборудование компрессорное. Общие требования безопасности.
16. В.Я.Карелин, А.В.Минаев. Насосы и насосные станции. Стройиздат. – М.: 1986.
17. ГОСТ 12.2.049-80 (2001) Оборудование производственное. Общие эргономические требования.
18. ГОСТ 14202 Трубопроводы промышленных предприятий.
19. СНиП 41.01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование.
20. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Часть 1. Отопление и теплоснабжение, Р. В. Щекин. – Киев: «Будiвельник», 1976.
21. СП 41-104-2000. Проектирование автономных источников теплоснабжения / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2003.
22. Экономическая целесообразность внедрения энергосберегающих мероприятий: учебное пособие/ А.А. Ильин. - Владивосток: Издательство ДВГТУ. 2005.
23. Швецов В.А., Опрышко  Б.А. «Обеспечение питьевой водой жителей Петропавловск-Камчатского городского округа при ЧС». Комплексное обеспечение региональной безопасности. Сборник трудов. Издательство Камчат ГТУ. Петропавловск-Камчатский. 2011.
24. Сканави А. Н., Махов Л. М. Отопление: Учебник для вузов. – М.: Издательство АСВ, 2002.
25. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Учеб. для вузов. – М.: Стройиздат, 1991.