ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Г. ЧЕЛЯБИНСКА ПУТЁМ УТИЛИЗАЦИИ СБРОСНОГО НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОГО ТЕПЛА

Рассмотрена возможность совершенствования системы теплоснабжения г. Челябинска путём внедрения теплонасосной технологии для утилизации сбросного низкопотенциального тепла. Проанализированы проблемы системы теплоснабжения в Российской Федерации. Большинство потребителей в крупных городах средней полосы России снабжаются тепловой энергией за счёт эксплуатации централизованной системы теплоснабжения. Такой подход является во многом устаревшим и неприменим к современной энергетической системе. Повысить эффективность централизованного теплоснабжения предлагается посредством тепловых насосов. Описан пример проведения оценки эффективности применения данного метода, а именно произведены расчёты, конечным результатом которых стала оценка эффективности утилизации сбросного низкопотенциального тепла в системе теплоснабжения г. Челябинска. Для этого предварительно были проанализированы источники информации о способах утилизации сбросной тепловой энергии, принципах работы тепловых насосов, классификации городских источников сбросного тепла. Первым этапом исследования стала разработка методики расчёта, позволяющей произвести данную оценку при варьируемых начальных параметрах объектов системы теплоснабжения. Это позволило оценить эффективность применения тепловых насосов для каждой категории городских источников сбросной тепловой энергии: энергетической (ТЭЦ, котельные, тепловые сети) и неэнергетической (жилые, общественные и производственные объекты). Второй этап заключался в применении полученной методики в условиях г. Челябинска. В качестве исходных были выбраны данные, характеризующие климатические особенности, энергетические параметры источников централизованного теплоснабжения, а также данные по населению, экономике и промышленным объектам г. Челябинска. Результатом проведённого исследования стало численное значение эффективности утилизации сбросного тепла в г. Челябинске.

1. Наумов, А.Л. Тенденции развития теплоснабжения в России [Электронный ресурс] / А.Л. Наумов // «АВОК». – 2001. – № 6. – Режим доступа: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php ?nid =446. – (Дата обращения: 05.05.2016).

2. Булыгина, О.Н. Анализ изменчивости климата на территории России в последние десятилетия / О.Н. Булыгина [и др.] // Труды ВНИИГМИ-МЦД. – 2000. – Вып. 167. – C. 315

3. Байтингер, Н.М. Современный взгляд на некоторые проблемы централизованного теплоснабжения [Электронный ресурс] / Н.М. Байтингер, В.В. Бурцев // СОК №10 | 2005. – Режим доступа: http://www.c-o-k.ru/articles/sovremennyy-vzglyad-na-nekotoryeproblemy-centralizovannogo-teplosnabzheniy. – (Дата обращения: 07.05.2016).

4. Хрилев, Л.С. Оптимизация систем теплофикации и централизованного теплоснабжения / Л.С. Хрилев, И.А. Смирнов. – М.: Энергия, 1978. – 264 с.

5. Стафиевская, В.В. Методы и средства энерго- и ресурсосбережения / В.В. Стафиевская, А.М. Велентеенко, В.А. Фролов. – Красноярск: ИПК СФУ, 2008. – 430 с.

6. Цейзер, Г.М. Оценка эффективности применения теплонасосных установок в целях утилизации сбросного тепла в условиях г. Челябинска // Сб. мат. II Всерос. (с международным участием) молодёжной науч.-практ. конф. «Введение в энергетику», Кемерово, 2016.

7. Цейзер, Г.М. Оценка эффективности применения теплонасосных установок в целях утилизации сбросного тепла в условиях г. Челябинска // Энерго- и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: материалы Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных с международным участием), Екатеринбург, УрФУ, 2016. – С. 703–705.

8. Богданов, А.Б. Проблемы энергосбережения в России / А.Б. Богданов // Профессиональный журнал. –2005. – Т. 06(19). – С. 52–56.

9. Цейзер Г.М. Оценка эффективности применения теплонасосных установок в целях утилизации сбросного тепла в условиях г. Челябинска // Материалы докладов XII Межд. молодёжной науч. конф. «Тинчуринские чтения», Казань, 3017. – С. 253–255.

10. Соколов, Е.Я. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения / Е.Я. Соколов, В.М. Бродянский. – М.: Энергоиздат, 1981. – 320 с.

11. Хайнрих, Г. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения / Г.Хайнрих, Х. Найорк, В. Нестлер. – М.: Стройиздат, 1985 – С. 351.

12. Аникина И.Д. Применение тепловых насосов для повышения энергоэффективности паросиловых ТЭС/ И.Д. Аникина, В.В. Сергеев // Научно-технические ведомости Cанкт-Петербургского государственного политехнического университета. – 2013. – Т. 3(178). – С. – 56–61.

13. Молодкина, М.А. Применение теплового насоса в схеме теплофикационной установки ТЭЦ на базе парогазовой установки с котлом утилизатором на примере Северо-Западной ТЭЦ / М.А. Молодкина, В.М. Боровков // XXXVII Неделя науки СПбГПУ: материалы Всерос. межвуз. науч. 16 конф. студентов и аспирантов. – СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. – С. 111–112.

14. Девянин, Д.Н. Разработка и испытание на ТЭЦ- 28 ОАО «Мосэнерго» лабораторного стенда по апробации схем использования тепловых насосных установок в энергетике [Электрон. ресурс] / Д.Н. Девянин, Ю.Н. Соколов // ЭСКО Электронный журнал энергосервисной компании «Экологический системы». – 2007. – № 10. – С. 79–85.

15. Канина, Л.П. проблемы и пути решения комплексной защиты оборудования систем теплоснабжения в аварийных переходных гидравлических режимах в тепловых сетях / Л.П. Канина// Материалы конф. «Тепловые сети. Современные решения» 17 по 19 мая 2005 г. НП «Российское теплоснабжение». – С. 84–90.

16. Васильев, Г.П. Эффективность и перспектива использования тепловых насосов в городском хозяйстве Москвы / Г.П. Васильев // Энергосбережение. – 2007. – № 8. – C. 63–65

17. Шилкин, Н. В. Утилизация тепла канализационных стоков / Н. В. Шилкин // Энергосбережение в системах промышленного энергоснабжения. – «Опыт проектов утилизации сбросного тепла в промышленности. Выпуск 2». – С. – 9–14.

18. Слесаренко, В.В. Перспективы применения тепловых насосов при утилизации теплоты городских стоков / В.В. Слесаренко, В.В. Князев, В.В. Вагнер // «Энергосбережение и водоподготовка». – 2012. – № 3 (77). – С. 28–34.

19. Цейзер, Г.М. Использование низкопотенциальной сбросной тепловой энергии для целей теплоснабжения в условиях г. Челябинска: ВКР, 2016.

20. Фролов, В.П. Эффективность использования тепловых насосов в централизованных системах теплоснабжения / В.П. Фролов [и др.] // Новости теплоснабжения. – 2004. – № 7. – С.50–55

21. Дегтяренко, А.В. Теплоснабжение: учеб. пособие / А.В. Дегтяренко. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2010. 185 с

22. Маслов, Е.А. Автоматическое регулирование тепло- и парогенерирующих установок / Е.А. Маслов. – Томск, 2009. 74 с.

23. Климат Челябинской области. – Режим доступа: http://chelpogoda.ru/pages/490.php – (05.12.2006).

24. Филатова, О.С. Сорбционные тепловые насосы на твердых сорбентах для выработки тепла и холода/ О.С. Филатова [и др.] // Тепло- и массоперенос. 2007: сб. науч. тр. Минск : ИТМО им. А. В. Лыкова НАН Беларуси, 2007. – С. 275–281.

25. Галимова, Л.В. Абсорбционные холодильные машины и тепловые насосы / Л.В. Галимова. – Астрахань: АГТУ, 1997. – С. 226

26. Хромченков, В.Г. Определение потерь тепла в тепловых сетях / В.Г. Хромченков, Г.В. Иванов, Е.В. Хромченкова // Журнал «Новости теплоснабжения». – 2006. – № 6 (70). – С. 32–36.

27. Талцис, Н. Опыт утилизации низкопотенциального тепла с использованием абсорбционного теплового насоса / Н. Талцис // Журнал «Новости теплоснабжения». – 2011. – № 5 (129). – С. 112–117.

28. Челябинск – промышленность города, предприятия и заводы Челябинска. – Режим доступа: http://www.metaprom.ru/regions/chelyabinsk.html – (Дата обращения: 01.02.2017).

29. Экономика Челябинской области. – Режим доступа: http://chelindustry.ru/left_prom2.php?rr=1 – (Дата обращения: 05.02.2017).

30. Проект схемы теплоснабжения Челябинского городского округа до 2029 года. – Режим доступа: https://cheladmin.ru/sites/default/files/pz_ot_26.12.13._s_n ovym_titulom_0.pdf – (Дата обращения: 01.02.2017).

31. Административное деление. – Режим доступа: http://cheladmin.ru/ru/gorod-chelyabinsk/ administrativnoedelenie. – (Дата обращения: 17.02.2017).