Впровадження теплонасосних установок

Використання теплових насосів на різних первинних джерелах теплової енергії сьогодні є технологією, яка має один з найбільших темпів поширення. У світі мільйони будівель тепло- і холодозабезпечуються з використанням теплових насосів, є і багато інших шляхів їх впровадження. В житлово-комунальному секторі одним з найважливіших напрямів використання теплонасосних установок (далі – ТНУ) є утилізація теплової енергії стічних вод. В Україні такі системи вже реалізуються у Вінницькій і Рівненській областях. Певна робота в цьому напрямі розпочата і в Луганській області. Загалом подано 7 пропозицій щодо включення ТНУ до Програми, їх використання передбачається для потреб гарячого водопостачання (3 установки), опалення
(2 установки), одна установка опалення та ГВП і одна опалення та охолодження. Джерелами низькопотенційної енергії є каналізовані стоки
(3 установки), промислові стоки (2 установки), шахтні води і зовнішнє повітря. Суттєво різняться і потужності ТНУ – від 30 до 0,1 Гкал/год. Такий спектр пропозицій дозволить при їх реалізації накопичити різноманітний досвід експлуатації ТНУ й уточнити їх реальні техніко-економічні показники для подальшого впровадження.

При розрахунку цих показників розробники, як і в інших розділах роботи, використовували різноманітні джерела інформації для визначення величин капітальних вкладень і очікуваних технічних показників роботи системи, зокрема при визначенні необхідної теплової потужності ТНУ для опалення вважалось за доцільне визначити потужність ТНУ як таку, що відповідає середній за опалювальний сезон, що дозволить оптимально поєднати величини капітальних вкладень і експлуатаційні витрати.

Цікава пропозиція Луганського МКП «Теплокомуненерго», в якій пропонується побудувати на міських очисних спорудах теплонасосну станцію з когенераційною установкою сумарною потужністю 24,76 МВт для гарячого водопостачання східних кварталів Жовтневого району. Капітальні витрати на спорудження станції складають близько 161 млн грн в цінах 2009 р., річна економія природного газу – близько 17 млн м³.

Для оцінки величини капітальних вкладень у складі техніко-економічних показників запропонованих проектів з впровадження ТНУ використані дані сайту http://vde.com.ua/stoimost_teplovogo_nasosa.html, на якому запропоновані в широкому спектрі потужностей теплові насоси. Вартість теплових насосів
(далі – ТН) різних потужностей дорівнює добутку питомої вартості, прийнятої по сайту, на величину потужності. Загальна величина капітальних вкладень визначається відповідно до проектів – аналогів використання підвищувального коефіцієнта 1,5 до вартості ТН, який враховує монтажні і пусконалагоджувальні роботи.

Кількість виробленої ТНУ теплової енергії розраховується залежно від режиму роботи установки – сезонний або цілорічний, відповідно визначається і кількість спожитої електроенергії (при цьому для всіх ТНУ приймається коефіцієнт перетворення теплового насосу 3,5, що відповідає середньорічним показникам в наявному діапазоні температур первинного джерела і навантаження). Вартість виробленої теплової енергії розраховується через середній тариф, визначений за середньозваженою ціною на газ для споживачів послуг централізованого опалення Луганської області, яка дорівнює
1650 грн/тис. м³ і розміру паливної складової в тарифі – 0,53. Визначена таким чином величина тарифу дорівнює 444,7 грн/Гкал. Вартість спожитої електроенергії визначається за її кількістю і відповідно до затвердженого НКРЕ тарифу – 0,996 грн/кВт·год.

Економічний ефект дорівнює різниці вартості виробленої теплової енергії і спожитої електроенергії, додаткові витрати на обслуговування ТНУ враховуються понижуючим коефіцієнтом 0,9. Розрахунки наведено в
додатку 17.

Особливістю впровадження ТНУ в м. Луганську є той факт, що ТНУ протягом опалювального періоду повністю заміщує навантаження системи гарячого водопостачання, за рахунок чого здійснюється економія газу. В неопалювальний період виробництво послуги ГВП, яке відсутнє на цей час, не може бути враховано при визначенні економії газу у порівнянні з базовим рівнем.

Загальний розрахунковий об’єм економії газу становить 15,2 млн м³, з яких 4,3 млн м³ припадає на заміщення природного газу електроенергією, використаною на привід ТНУ, а 10,9 млн м³ - безпосередня економія, отримана за рахунок утилізації скидної теплоти. Із загального по області обсягу економії природного газу ТНУ 80 % припадає на ТНУ на каналізаційних стоках в
м. Луганську і на промислових стоках в м. Алчевську. Остання передбачає використання ТНУ тільки протягом опалювального сезону, що зменшує економічну ефективність її впровадження і спонукає для подальшого опрацювання проекту з метою продовження періоду роботи ТНУ, оскільки промислові стоки не мають сезонної періодичності. Крім цього, будівництво опалювальної ТНУ потужністю, яка на 100 % забезпечує приєднане навантаження, не є оптимальним – слід таку потужну установку обов’язково поєднувати з піковими догрівачами, зменшуючи встановлену потужність ТНУ і капітальні витрати, оскільки капітальні витрати на одиницю встановленої потужності догрівачів завжди менша, ніж у ТНУ (а експлуатаційні витрати більші). Розробники, ґрунтуючись на власному досвіді впровадження ТНУ і літературних даних, при оціночних розрахунках обмежили встановлену потужність ТНУ 50 % максимально потрібного – більш точна цифра може бути визначена виключно в результаті техніко-економічного обґрунтування. Відповідні зауваження є у розробників і до пропозиції щодо ТНУ в
м. Луганську: безумовно ГВП як споживач виробленої теплової енергії є дуже привабливим, але запропонована при цьому підприємством потужність ТНУ на 100 % забезпечення потреби не є оптимальною, і ця схема також має бути докладно опрацьована в межах відповідного техніко-економічного обґрунтування.

Розрахунки показали, що впровадження ТНУ для цілорічного використання (системи ГВП, опалення-охолодження) є досить економічно привабливим. Строки окупності інвестицій мають дуже добрі показники. Звісно, конкретні розрахунки по конкретних об’єктах будуть мати інший вигляд, але при цьому, безумовно, загальний позитивний висновок щодо доцільності їх використання не зміниться і такі пропозиції мають всі підстави бути залишеними в Програмі для подальшого детального опрацювання і підготовки інвестиційних проектів.