А.Ш. А лимгазин , ЕНУ им.Л.Н.Гумилева, профессор кафедры “Теплоэнергетика”,

1. А.Ш.Алимгазин, ЕНУ им.Л.Н.Гумилева, профессор кафедры “Теплоэнергетика”, доктор техническихнаук г.Астана, 2012 г. Казахстан «Разработка и внедрение энергосберегающей теплонасосной технологии нового поколения с использованием НВИЭ для повышения эффективности работы систем теплоснабжения зданий и сооружений в Республике Казахстан»

2. В настоящее время вопросы энергосбережения и эффективного использования возобновляемых и альтернативных источников энергии, являются одними из приоритетных направлений развития различных отраслей экономики Республики Казахстан

3. Тепловой насос • компактная, экономичная и экологически чистая система, позволяющая получать тепло для отопления и ГВС за счет аккумулирования тепла от низкопотенциальных источников (грунтовые и артезианские воды, тепло земных недр, промышленные и бытовые стоки, воды технологических циклов) и переноса его к теплоносителю с более высокой температурой

4. Принцип работы ТНУ • ТНУимеет4основныхэлемента: испаритель, компрессор, конденсатор и сброснойклапан. В испарителехладагентнагреваетсядотемпературы 6-8 0С, отобраннойизокружающейсреды (изземли, воды, воздуха), закипает и испаряется. Полученныйпарсжимаетсякомпрессором, и приростедавлениятемпературахладагентаподнимаетсядо 35-80 0С. Этатемператураотдаетсячерезтеплообменникконденсаторарабочейжидкостиотопительногоконтура, и хладагентобратноконденсируется. Сброснойклапансбрасываетдавление, перепускаяхладагент в испаритель.

5. Источники низкопотенциальной теплоты (с температурой от +50С до + 450С) для теплонасосных систем теплоснабжения • теплота грунтов, подземных вод, теплота близлежащих естественных водоемов; • сбросная теплота промышленных стоков предприятий (очистных сооружений крупных городов и населенных пунктов, стоков банно-прачечных комбинатов, сбросная теплота холодильных и насосных перекачивающих станций и т.п.); • сбросная теплота крупных промышленных предприятий регионов (оборотная вода технологических циклов ТЭЦ, ГРЭС, шахтные воды и т.д.); • теплота обратной линии тепловых сетей; • теплота вытяжного воздуха систем вентиляции, кондиционирования зданий

6. Низкопотенциальные источники теплоты в ТНУ

7. Применение ТНУ в мире • Развитие и усовершенствование ТНУ, постоянно возрастающий спрос на них, привели к тому, что многие высокоразвитые страны мира (США, Япония, Швеция, Германия, Финляндия и т.д.) используют их как основной источник в системах отопления и горячего водоснабжения жилых, общественных и производственных помещений, при утилизации низкопотенциальной теплоты в промышленности, ЖКХ, сельском хозяйстве.

8. в Швеции около 70% всего отопления обеспечивают геотермальные тепловые насосы. В Стокгольме 12% отопления города обеспечивается геотермальными тепловыми насосами общей мощностью 320 МВт, использующими как источник тепла Балтийское море с температурой + 8°С; • в Японии ежегодно производится около 3 млн. тепловых насосов различной мощности; в Германии предусмотрена дотация государства на установку тепловых насосов в размере 200 евро за каждый кВт установленной мощности

9. Примеры применения тепловых насосов в КНР • На предприятии по очистке сточ-ных вод (г.Шэньян) установлено оборудование - тепловые насосы типа GSHP- 8800 (8,8 МВт). Источник низкопотенциальной теплоты - сточные воды с температурой до 20 Си объемом до 120 000 м3/час. Твод., подаваемой потребителю 70С. Суммарная проектная мощность теплонасосной станции, работающей от теплоты сточных вод, составит 280 мВт (30 машин) и позволит обеспечить теплом до 1/3 объектов теплоснабжения в г.Шэньян

10. В странах СНГ внедрение ТНУ не получило достаточно широкого распространения по целому ряду причин (относительно низкая стоимость органического топлива до середины 90-х годов ХХ века, ориентация на центра-лизованное теплоснабжение и отсутствие необходимого оборудования) и на данный момент находится на начальной стадии, например, в России работает около 3000 ТНУ, а в Казахстане их порядка 400.

11. Эффективностьвнедрения ТНУ в РеспубликеКазахстан Эффективностьприменениятепловыхнасосов в РеспубликеКазахстанбудетболеевысока, чем в большинстведругих стран, из-за: • жесткихклиматическихусловий; • продолжительногоотопительногопериода, достигающегоот 200 до 250 дней в году

12. Нормативно-законодательная база для внедрения теплонасосных технологий в Республике Казахстан • Закон РК «О поддержке использования возобновляемых источниках энергии» (№165-IV от 4 июля 2009 г.); • Закон РК «Об энергосбережении и повышении энергоэ-ффективности» (принят Парламентом РК 21.12.2011 г.); • Закон РК «О внесении изменений и дополнений в некоторые законодательные акты Республики Казахстан по вопросам энергосбережения и повышения энергоэффективности» » (принят Парламентом РК 21.12.2011 г.); • нормативные документы «Руководство по применению тепловых насосов с использованием нетрадиционных возобновляемых источников энергии и вторичных энергетических ресурсов»

13. Научные достижения • в 2008 -2011 г.г. получено 5 инновационных патентов Республики Казахстан на теплонасосные установки; • разработаны и утверждены Агентством РК по делам строительства и ЖКХ (ноябрь 2009 г.) нормативные документы по применению ТНУ в Республике Казахстан; • издана первая в РК монография по теплонасосным технологиям(2010 г.); • в 2010 году совместно с коллегами из ЗАО «Энергия» (г. Новосибирск) подана заявка на международный патент по разработке теплонасосной технологии нового поколения, которая позволяет подавать теплоноситель в систему отопления с температурой до 800С, в то время как все существующие зарубежные аналоги могут обеспечить только 55-600С

14. При реализации этих технологий вместо существующих систем автономного энергоснабжения (угольные котельные, котельные на жидком топливе, электро-котлы) будут получены значительные экономический и экологический эффекты: - снижение в 2-4 раза бюджетных средств, выделяемых на теплоснабже-ние с традиционными котельными; - полное отсутствие выбросов в атмосферу; - малый срок окупаемости проектов (2-4 года)

15. За 1999- 2012 годы группой наших компаний в Республике Казахстан внедрены: - свыше 130 пилотных объектов в различных климатических регионах Республики Казахстан, в том числе: - АО «Казцинк»(г.Усть-Каменогорск); - Черемшанская птицефабрика ВКО; - ГУ «Восточно-Казахстанская областная специальная школа-интернат для детей-сирот»(г.Усть-Каменогорск); - Комплекс административно-производственных зданий АО «Парк ядерных технологий» (г.Курчатов ВКО); - административные и производственные здания, фермерские хозяйства, ряд коттеджей; - объекты малого и среднего бизнеса Тепловая мощность установленных составляет от 5 кВт до 3 000 кВт

16. Краткая характеристика объекта теплоснабжения с применением ТНУ - ГУ «Восточно-Казахстанская областная школа - интернат для детей - сирот» (г.У-Каменогорск) • Общая отапливаемая площадьобъекта-3854 м2, • Расход топлива за отопительный сезон127,0 тыс.литров дизельного топлива общей стоимостью свыше 8,5 млн.тенге • Вместо двух котлов на жидком топливе (марки «Buran Boyler») установлен тепловой насос типа GSHP-310 тепловой мощностью 310 кВт и электрической мощностью 60 кВт. • Экономический эффект - применение такой установки позволило снизить ежегодные затраты на отопление, по результатам отопительных сезонов 2006-2011 года, в 4 раза

17. Общийвидшколы, устройство, панельуправлениятепловогонасосатипа GSHP – 310 дляавтономноготеплоснабжения ГУ «Восточно-Казахстанскаяобластнаяшкола-интернатдлядетей-сирот»

18. Первый в РеспубликеКазахстанпромышленныйтепловойнасос НТ-3000 (тепловаямощность 3,7 Гкал) запущенна АО «Казцинк» в декабре 1999 г. (г.Усть-Каменогорск)

19. Применение ТНУ для отопления «Комплекса административно-производственного назначения» АО «Парк ядерных технологий» (г.Курчатов) • Общая площадь обогрева объекта – 6 500 м2, • Год реализации проекта - 2009 год • Вместо двух котлов на жидком топливе (фирма Wiеssman) были установлены 2тепловых насоса типа GSHP-380 и GSHP-250. • Источник теплоты - грунтовые воды. Создана инженерная система подающих и сбросных скважин, обеспечивающая надежную работу агрегатов, которые хорошо зарекомендовали себя в отопительные сезоны 2009-2012 года с сильными и продолжительными морозами.

20. Проекты по применению ТНУ, над которыми ведутся работы в настоящее время • Теплоснабжение на ряде объектов Министерства обороны РК (Щучинско-Боровская зона), Министерства по ЧС РК (вместо существующих котельных на жидком и твердом видах топлива); • Реконструкция системы отопления 5 жилых домов АО «Санаторий Щучинский» (г.Щучинск); • Реконструкция теплоснабжения учреждений образова-ния: средни е школы г.Астаны, СШ №38 г.Семей (вместо существующих котельных) • Реконструкция систем отопления объектов АО «Астана-СуАрнасы»; • Реконструкция системы теплоснабжения объекта «Детская деревня г.Темиртау»

21. Рабочей группой акимата г.Астаны разраба-тывается проект«Регионального комплексного плана мероприятий энергосбережения г.Астаны на 2012-2015 годы»,согласно которого предусматриваетсяприменение ТНУ на ряде объектов социальной сферы столицы с использованием теплоты грунта, грунтовых вод (объекты здравохранения, образования), а также сбросной теплоты предприятий (АО «АстанаСуАрнасы»)

22. Планируемые пилотные проекты по применению теплонасосных систем теплоснабжения на объектах социальной сферы г.Астаны (2012 г.- 2013 г.г.) Общая экономия – 41,86 млн. тенге в год Средняя окупаемость проектов – 3,5 года

23. Сравнение различных видов автономного теплоснабжения ГУ «Средняя школа № 44» г. Астаны (стадия разработки ПСД)

24. Использование сбросной теплоты циркуляционной воды ТЭЦ-2 г.Астаны • Перспективным представляется (совместно со специалистами из КНР, РФ) реализация пилотного энергосберегающего проекта в г.Астане с использованием теплоты циркуляционной воды ТЭЦ-2 для теплоснабжения строящихся объектов зоны Парка индустриально-инновацион-ного развития столицы . • Параметры сбросной воды, идущей на градирни ТЭЦ-2: • - температура 20-32 С; • - объем до 32 000 м3/ час

25. Канализационно-очистные сооружения АО «Астана Су Арнасы» • В 2011-2014 г.г. запланиро-вано применение ТНУ с утилизацией теплоты очищенных сточных вод на объектах 1 и 2 очереди предприятия: • станция ультрафиолетового обеззараживания (УФО); • насосная станция биоло-гически очищенных сточных вод (НС); • здание флотофильтров (ФФ); • реагентное хозяйство (РХ).

26. РЕЗЮМЕ Резюме Внедрениеновыхэнергосберегающихтепло-насосныхсистемтеплоснабжения с использованиемвозобновляемых и низкопотенциальныхисточниковтеплотыдает возможность: • существенного снижениярасходаорганичес-коготоплива, чтопозволитзначительноуменьшитьэффектнеблагоприятноговоздействиянаокружающуюсредуотсжиганияразличныхвидов топлив; • повышения эффективности систем тепло-снабжения зданий и сооружений; • уменьшенияпарниковогоэффекта.

27. СПАСИБО ЗАВНИМАНИЕ ! • СПАСИБО • ЗА ВНИМАНИЕ !