Економічні переваги застосування теплових гідродинамічних насосів
При придбанні нового обладнання одним з основних критеріїв вибору є його економічна ефективність. Однак часто зустрічається вузький підхід - порівняння тільки варіантів вартості буде придбане обладнання, призводить до значних фінансових втрат на етапах монтажу та експлуатації. Для вибору оптимального варіанту необхідна комплексна оцінка всіх витрат.
Витрати на опалення, теплопостачання та ГВП можна розділити на три групи:
- поточні експлуатаційні витрати;
- витрати на енергоносій.
Але перш, ніж приступити до оцінки витрат необхідно зробити вибір між централізованим і автономним видом опалення.
У плановому радянському господарстві автономне теплопостачання практично не розвивалося, оскільки це не відповідало державної ідеології. Перевага віддавалася об'єктів, обслуговуючим цілі міста. Левова частка коштів витрачалося на будівництво гігантських ТЕЦ, а котельні малої і середньої потужності залишалися на периферії державних інтересів в комунальному теплопостачанні. Крім того, розвиток малої і середньої енергетики істотно гальмувала державна політика в сфері цін на енергоресурси. Через дешевизну основних видів палива виробники не потребували передовому ресурсозберігаючому обладнанні.
При підключенні об'єкта до існуючої централізованої системи теплопостачання капітальні витрати на прокладку теплотраси та обладнання теплового пункту орієнтовно становлять 1,7 ÷ 3,95 млн. Рублів, у тому числі:
· На прокладку теплотраси при її віддаленості на відстань 500 м - від 1,5 до 3,75 млн. Рублів. За різними даними вартість прокладки 1 метра сучасної теплотраси (труби з пінополіуретанової теплоізоляцією) становить від 3000 до 7500 руб .;
· На закупівлю і монтаж обладнання для теплового пункту порядку 200 000 тис. Рублів.
Найпростіший спосіб зробити систему опалення енергозберігаючої - наблизити виробництво тепла, до споживача цього тепла і не втрачати його в зношених теплотрасах. Собівартість тепла практично повсюдно значно нижче ціни тепла, що купується «з боку». Набагато перспективнішою витрачати гроші на свій власний розвиток, а не на розвиток іншого підприємства, що є, як правило, монополістом.
Друге питання, на яке необхідно відповісти: який вид енергоносія вибрати? Існуючі види автономного теплового обладнання по виду енергоносія можна поділити на: твердопаливні (вугілля, дрова), на рідкому паливі (мазут, дизельне паливо), газові та електричні (ТЕНи, електродні, індукційні і т.д.). Кожен вид обладнання має свої переваги і недоліки і знаходить свого споживача.
Основними типами обладнання для децентралізованих систем, на які здебільшого і орієнтуються при розробці останніх, є досить традиційні нагрівальні пристрої, засновані на прямому нагріванні теплоносія. Однак, як відзначають багато фахівців, такі пристрої мають цілу низку недоліків, що знижують їх конкурентоспроможність в порівнянні з централізованими системами теплопостачання. Серед них: більш висока питома витрата палива і потенційно більш висока небезпека в експлуатації. Крім цього при експлуатації твердопаливних котлів необхідно доставляти, розвантажувати і зберігати паливо, утилізувати шлаки, встановлювати і експлуатувати очисні системи. За утилізацію шлаків необхідно вносити значну «плату за негативний вплив на навколишнє середовище». Кочегари повинні працювати в три зміни, що значно збільшує експлуатаційні витрати. Використання котлів на рідкому паливі знімає частину проблем, проте вартість рідкого палива значно вище, ніж твердого.
При виборі теплового обладнання все більша увага приділяється екологічної безпеки. Теплове обладнання на твердому і рідкому паливі в багатьох випадках не проходить за критерієм екологічної безпеки, так як при згорянні цих видів палива виділяється багато шкідливих речовин, а при згорянні твердого палива ще залишається велика кількість шлаків, які необхідно утилізувати.
Тому реально в багатьох випадках вибір стоїть між газом і електрикою.
Капітальні витрати на будівництво газової котельні значно вище, ніж при застосуванні електронагрівального обладнання. Наприклад, на сайті однієї компанії, що надає послуги з газифікації промислових об'єктів і приватних будинків в Московській області, наведено перелік виконуваних компанією робіт при газифікації об'єкта:
· Оформлення підключення газу, підготовка необхідних первинних документів для подачі заявки на газифікацію об'єкта (оформляються необхідні документи на підключення газу, визначається вартість підключення газу, ціни);
· Отримання технічних умов (оформлення земля, котедж, газ);
· Оформлення газу і складання проектної документації (на цьому етапі визначається газовий трест);
· Проектування газопостачання будинку, або проектування газопостачання котеджу, погодження та затвердження проекту;
· Узгодження схеми підключення газу у відповідних державних інстанціях;
· Монтаж газової труби від газової магістралі до об'єкта, підключення магістрального газу, підведення газу;
· Врізка газу в газову магістраль;
· Приймання об'єкта фахівцями газових і протипожежних служб, оформлення газу;
· Здача об'єкта в експлуатацію.
Вартість робіт по підключенню до газової магістралі об'єкта і тепловою потужністю 90 ÷ 100 кВт і оснащення його необхідним обладнанням орієнтовно може скласти 10,3 млн. Рублів, у тому числі:
· Підготовка та узгодження проектної та дозвільної документації - 5 млн. Рублів;
· Прокладка газопроводу (з урахуванням всіх витрат на матеріали, обладнання та роботи) - 10 тис. Руб. за 1 метр, при відстані 500 м витрати на прокладку складуть 5 млн. рублів;
· Витрати на установку і підключення газового обладнання (включаючи приймання об'єкта газової служби та протипожежної служби) - 20 ÷ 50 тис. Рублів;
· Витрати на придбання котла потужністю 90 кВт з комплектом автоматики - 200 тис. Руб.
· Витрати на установку і підключення котла (включаючи приймання газовою службою) - 45 тис. Рублів;
· Придбання та встановлення димоходу (з нержавіючої сталі) - 60 тис. Рублів.
Терміни реалізації проекту газифікації об'єкта з урахуванням отримання всіх погоджень і дозволів складають в середньому 1,5 року. При цьому газовий трест може і не дати дозволу на підключення об'єкта до магістрального газопроводу.
Експлуатаційні витрати на опалення, теплопостачання та ГВП при використанні електронагрівальних приладів також значно нижче, ніж для газових котлів. Це викликано тим, що електронагрівальні пристрої пожежо-, вибухо- безпечні, не виробляють шкідливих викидів. Тому на відміну від газових котелень, немає необхідності у використанні і обслуговуванні систем пожежо вибухо- безпеки і пристроїв що запобігають шкідливі викиди, відповідно немає необхідності в витратних матеріалах і запасних частинах до них, в оплаті фахівців, які обслуговують ці системи. Газові котельні повинні обслуговуватися персоналом зі спеціальним допуском, стан устаткування регулярно перевіряється численними контролюючими органами і т.д. Експлуатація теплових установок з електричною потужністю до 100 кВт здійснюється без ліцензії (ФЗ № 28-ФЗ від 03.04.96 р). Вони прості в технічному обслуговуванні, їх може обслуговувати електрик без спеціального допуску.
Витрати на енергоносій. Чи не паливо має бути дешевим, а тепло, які споживачі отримують під час зимових хуртовин.
Теплові гідродинамічні насоси ефективніше електронагрівальних пристроїв інших видів. При підборі потужності ТЕНових, електродних та інших електронагрівальних пристроїв, в проект закладається 1 кВт електричної потужності на 10 кв.м. площі приміщень, що обігріваються. При укрупненому підборі потужності теплових гідродинамічних насосів типу «ТС1», 1 кВт встановленої потужності повинен обігрівати 30 кв.м. Тому для обігріву приміщень потрібна менша виділена електрична потужність, силовий кабель значно меншої вартості, що в багатьох випадках, при обмеженнях на споживання електроенергії, є визначальним фактором при виборі виду електронагрівального обладнання.
Дизельна модульна котельня потужністю 500 кВт, «П'ятисотка», з котлом REX-50, пальник Ecoflam, виробництва ТОВ «ПромКотел», опалювальна площа близько 6000 м 2. Споживана потужність 5 кВт. Витрата палива в середньому: 50 кг / год. Для опалення приміщення об'ємом 6 000 * 3 = 18 000 м 3 котельня буде витрачати в місяць 50 * 24 * 30 = 36 000 кг. дизельного палива і 5 * 24 * 30 = 3 600 кВт електроенергії. При цінах з таблиці 1 вартість опалення в місяць становитиме: 36 000 * 24,40 + 3 600 * 2,14 = 886 104 руб.
При застосуванні теплових гідродинамічних насосів ТС1-075 на опалення близького за обсягом будівлі Філії «Пластімекс М» м Рошаль Московської області витрачалося: 45 455 * 2,14 = 97 273,7 руб.
З таблиці видно, що навіть витрати на енергоносій у теплових гідродинамічних насосів типу «ТС1» нижче, ніж у газових котлів.
Принцип роботи теплового гідродинамічного насоса заснований на фізичному законі перетворення кінетичної енергії води в теплову. Вода, або інший рідкий теплоносій, під тиском подається в теплогенератор. При зустрічі з швидко обертовим диском теплогенератора частки води, прилеглі до диска, під дією відцентрової сили прагнуть до периферії корпусу теплогенератора, а частинки, що прилягають до її стінок, рухаються від периферії до центру. При зустрічі частинок настає розрив суцільності середовища, що веде до утворення кавітаційних бульбашок. Такий вид кавітації називається гідродинамічним. Під дією сил гравітації і міжмолекулярних зв'язків молекул води кавитационні бульбашки вибухово «схлопиваются» з виділенням тепла. Так як кавитационні процеси відбуваються на відстані від поверхні вала і корпуса, конструктивні елементи теплогенератора не піддавалося руйнуванню.
Існують і інші теорії, що пояснюють процеси виділення тепла в «вихрових теплогенераторах». Однак жодна з теорій не може повністю описати ці процеси, дати методи розрахунку і оптимізації конструкції теплових установок. В даний час наукові дослідження зводяться лише до фіксації результатів роботи створених теплових установок.
У теплогенераторі типу «ТС1» процес нагріву відбувається при оборотах вала 2960 + 1,5%. На інших оборотах ефективність знижується. Регулює температурний режим здійснюється включенням-виключенням електродвигуна за сигналами з датчика температур. При досягненні теплоносієм максимальної температури задається споживачем, електродвигун вимикається, при охолодженні теплоносія до мінімальної заданої температури - включається. Діапазон задаються температур повинен бути не менше 20 о С. При правильному підборі потужності, в середньому за опалювальний сезон, виріб працює 25-30% часу.
Потужність установки, кВт