Утилизация тепла

Основной особенностью использования тепловых насосов в промышленности является наличие громаднейших источников потенциального тепла – технологическая вода, применяемая для охлаждения в технологических процессах, оборотная вода, шахтные воды и терриконы  и т.п. Фактически, в настоящее время это тепло сбрасывается в окружающую среду, в то время как его можно было бы использовать для отопления админзданий, цехов, рабочих поселков рядом с заводом, экономя тем самым значительные средства и улучшая социально-экономическую ситуацию в регионе.

Так, на одном из заводов технологическая вода, которая выделяется при сушке древесины, с температурой около 50С сбрасывалась в канализацию (см. рисунок ниже).

В предложенном специалистами нашей фирмы варианте утилизации тепла технологическая вода подается в два теплообменника, где охлаждается до температуры 30С. Полученное тепло (вода с температурой 28С) транспортируется к месту использования (отопление офисного здания теплопотреблением 352 кВт и пожарного депо теплопотреблением 78 кВт соответственно), где подается в тепловые насосы, которые производят непосредственно отопительную воду со средней температурой 53,5С.

 Предложенный вариант хорош также тем, что при транспортировке теряется относительно небольшая часть тепла (вода с температурным графиком 28/24С). Также можно было бы использовать все тепло, которое содержится в сбрасываемых стоках, однако у Заказчика в настоящее время нет необходимости отапливать большее количество зданий, поэтому предложенная схема извлекает наиболее доступное тепло из технологической воды.

Экономические показатели: КПД (COP) тепловых насосов в этом режиме составляет 5,6. С учетом необходимой электрической мощности для циркуляционных насосов на прокачку теплоносителя КПД всей системы составляет 5,2 (что означает, что на 1 кВт затраченной электрической энергии мы получаем 5,2 кВт тепла). Срок окупаемости установки тепловых насосов составляет 3,5 года.

Опыт установки геотермальных тепловых насосов на некоторых шахтах России:

1. В 1988г. на шахте "Ключевская" ПО "Кизелуголь" (Пермская область) была разработана и внедрена технология утилизации тепла оборотной воды компрессоров с применением тепловых насосов для улучшения охлаждения процесса сжатия воздуха и отопления промплощадки шахты.

2. В 2001 году на шахте "Осинниковская" ОАО "Кузнецкуголь" в Кемеровской области была установлена опытно-промышленная установка по утилизации низкопотенциального тепла шахтных вод, которая полностью покрывает потребности горячего водоснабжения шахты и позволяет отключить шахтную котельную в летнее время года.

Опытная эксплуатация показала высокие технико-экономические и экологические показатели снижения себестоимости вырабатываемой 1 Гкал тепловой энергии в 2,5 раза по сравнению с теплом, получаемым от угольной котельной шахты, полное исключение вредных выбросов в атмосферу, образующихся при сжигании угля, и штрафов за эти выбросы.