1. Общие данные. Для отопления здания компрессорной (АБК, машинный зал) установлены 2 агрегата марки ЭВАН (рабочий и резервный) электроотопления мощностью 168 кВт каждый. Отдельный учёт потребления электроэнергии на отопление здания не ведётся. Расчётная нагрузка на отопление 0,082 гКал/ч. Температура теплоносителя - по графику 90/70°С. Рабочая установка температуры до 75%, или +67.5°С. В здании установлены компрессоры ВП3-20/9 мощность каждого 132 кВт, всего 6 агрегатов. Компрессоры обеспечивают подачу сжатого воздуха давлением 6,4 - 8 кг/см2 к потребителям, включаются по мере падения давления сжатого воздуха ниже 6,5 кг/см2. Охлаждение компрессоров производится водой через общий контур циркуляции. Расход воды в контуре 50 м3/ч, температура воды в контуре на входе в компрессоры от +16 до +20°С, на выходе от +22 до +36°С; в общем коллекторе в среднем на входе +18°С, на выходе +22°С. Вода охлаждается градирней типа «Росинка» на улице, температура в контуре зимой и летом примерно одинакова.
2. По результатам анализа тепловых потоков: Температура теплоносителя в системе оборотного водоснабжения компрессорной станции +22/+18°С, расход 50м3/ч. Количество удаляемой в атмосферу тепловой энергии от одного агрегата зимой и летом:
(22-18) х 50 : 1000 = 0.2 гКал/ч или 0.232 Мвт/ч. Или 1752 гКал/год
Максимальная часовая нагрузка на отопление Qмакс.= 0.082 гКал/час или 95.12 кВт/час
Средняя нагрузка Qср.= Qмакс х (20°С – (-8.1°С) : (20°С –(-37°С)= 0.040 гКал/час (46.4кВт/час)
При проектной максимальной нагрузке для нужд отопления требуется:
Qгод. = Qср. х 221 х 24 х =214.4 гКал, или 248240 кВт в год
3. Затраты на отопление. При стоимости 1 кВт=3.2 руб., стоимость отопления составит:
3.2 х 248240= 794368 руб./ год
4. Снижение затрат на отопление. При включении в контур охлаждения теплового насоса появится возможность снижения затрат на отопление в 4-5 раз. В реальности же, с учётом КПД агрегатов, по данным фирмы «STIEBEL ELTRON» для агрегата WPF52 (при входной температуре +20°С и выходной +60°С теплопроизводительность 78.7 кВт) нормальным считается коэффициент от 3.7 при Твых.+60°С, до 4.6 при +50°С, в среднем 4 и более. Тепловая энергия может использоваться и для ГВС. Эти же агрегаты возможно использовать для систем охлаждения (кондиционирования), подавая антифриз по пропиленовым трубопроводам в соседние здания.
По графику суточного потребления здания с максимальным расчётным значением тепловой нагрузки 5.76 гКал/сутки видно, что пиковое потребление 4.6 гКал или 80% от максимума, было всего 7 дней за весь период. Расчётная нагрузка обычно превышает фактическую. Предлагаемый агрегат, или его аналог, обеспечит теплом практически весь период без догрева. При возможном недостатке тепла в самые холодные дни автоматически подключаются имеющиеся электрокотлы.
Затраты на отопление составят:
794368 руб./год : 4 = 198592 руб./год
Экономия затрат на электроэнергию в год составит 595 776 рублей.
5. Окупаемость проекта. Предлагаемая схема - бивалентная, тепловой насос устанавливается на линию отопления; догрев (при необходимости) и резерв от существующих котлов. Управление от контроллера погодозависимого регулятора по наружной температуре. Стоимость теплового насоса «Вода-вода» 1 680 000 рублей. Вспомогательное оборудование, подключение, наладка системы 450 000 рублей. Проект 50 000 рублей. Итого: 2 180 000 рублей. Цены прогнозные, с запасом. Полная стоимость определится при проектировании с привязкой к объекту.
2 180 000 : 595 776 = 3.66 года
Окупаемость внедрения 3.66 года
Важно! 1.Тип, характеристики и производитель агрегата уточняется при проектировании.
2. Все расчёты производились в октябре 2019г.Евро 70-73 руб.
Приложение:
Внешний вид, технические данные и условия размещения агрегата на примере WPF52:
-
Габариты-1154х1245х860 мм
Масса 560 кг
Электропитание - 3 фазное
Электропотребление 12…20 кВт
Пусковой ток 60А
Рабочий ток 32А
cosФ 0.87
Условия размещения:
Пример внедрения на объекте РЖД:
Московская обл., сортировочная станция Бекасово.
Описание объекта: Здание компрессорной на горочном комплексе станции Бекасово. Отопление осуществлялось от центральной котельной, которая уже вырабатывала свой ресурс. Выполнена модернизация системы отопления помещений сортировочной станции и одновременного охлаждения компрессорного цеха тормозной системы сортировочной горки. Ввод в эксплуатацию – осень 2011 года. Было предложено установить два тепловых насоса немецкой фирмы Stiebel Eltron из модельного ряда WPF. Суммарная тепловая мощность получилась равной 150 кВт при потреблении электроэнергии около 30 кВт. Таких показателей удалось достичь за счет использования в качестве источника тепла воды из системы охлаждения компрессоров. Температура которой не опускается ниже 25°С круглый год, а объемный расход составляет около 120 м³/час.
Итог реализации проекта:
Отказ от устаревшей системы централизованного теплоснабжения в пользу индивидуального теплового пункта; снижение эксплуатационных затрат на отопление; утилизация сбросного тепла технологических процессов.