Энергосберегающие системы отопления для промышленных предприятий и жилых зданий

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ И ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

Журнал "Энергослужба предприятия" N 4(22) - Август 2006

В статье рассматриваются современные энергосберегающие системы отопления широкого применения.

Один из самых действенных факторов энергосбережения на промышленных предприятиях — использование децентрализованных систем отопления и ГВС. И уже накоплен достаточный опыт в применении децентрализованных систем теплоснабжения, в том числе и систем газового лучистого отопления. Большое количество инвестиционных проектов, реализованных в этой области, показывает, что вопрос перехода производственных предприятий на децентрализованные системы теплоснабжения выходит далеко за рамки чисто технического вопроса. Представляется необходимым перенос его в область большой экономики. Инфракрасное газовое отопление промышленных предприятий — метод кардинального снижения стоимости тепла.

Сегодня, когда физический износ оборудования производственных систем теплоснабжения достиг 80–100%, промышленные предприятия России встали перед необходимостью вложения значительных капитальных средств на их возобновление. И вопрос состоит уже не в том, вкладывать деньги или нет, а в том, как быстро и во что их вкладывать. Российские предприятия, обслуживаемые централизованными системами теплоснабжения, уже давно включены в кампанию по возобновлению основных фондов теплоснабжающих организаций. Осуществляется это посредством тарифов на отпускаемую предприятиям тепловую энергию. В прежние времена поставщик тепла мог претендовать на 20–30% наценки к топливной составляющей тарифа. Сегодня же эта наценка возросла до 60–70%, иногда даже и более того. Но и этот поток дополнительных средств на предприятия, поставляющие тепло, все равно недостаточен. Поэтому можно с уверенностью предположить, что тарифы на тепловую энергию будут продолжать расти вне зависимости от стоимости топлива.

В настоящее время положение производственных предприятий — владельцев собственных котельных обстоит также не лучшим образом. Спад производства привел к тому, что доля затрат на тепловую энергию в себестоимости выпускаемой ими продукции возросла от 0,5–5 до 20–50%, что делает их продукцию неконкурентоспособной. К тому же состояние этих котельных таково, что в любой момент предприятие может оказаться на грани замерзания. Сегодня большинство котлов, установленных в заводских котельных, уже давно пора списать в металлолом вместе с заводскими тепловыми сетями. Да и затраты на их постоянный ремонт растут из года в год, вынуждая владельцев все чаще задумываться о предстоящих переменах. Исходя из всего выше сказанного, можно предложить предприятиям два варианта выхода из создавшейся ситуации.

Первый вариант — это замена изношенного оборудования, котельных и тепловых сетей (последнее особенно важно, т. к. работа новой котельной на полуразрушенную тепловую сеть никакого эффекта не принесет). При этом, сохранив затраты на теплоснабжение на прежнем уровне, необходимо избавиться наконец от бесконечных ремонтов.

Второй вариант — это, начиная с цехов, «висящих на хвостах» тепловых сетей, поэтапно перейти на новые системы децентрализованного теплоснабжения на основе прямого использования природного газа и за счет резкого снижения затрат на теплоснабжение этих цехов окупить затраченные средства.

Вариант первый может сопровождаться значительными единовременными капитальными вложениями, т.к. требует комплексной реконструкции всей системы теплоснабжения, включая котельную, тепловые сети и системы отопления и вентиляции. Существенного улучшения положения он принести не может, т.к. затраченные деньги лягут дополнительным бременем на себестоимость продукции, увеличив и без того высокие цены на нее.

Вариант второй требует значительно меньших денежных затрат, т.к. реконструкции подвергаются только сами системы отопления и вентиляции. Необходимость в дальнейших затратах на реконструкцию тепловых сетей и котельную или исключается полностью, или сводится до минимума, достаточного для теплоснабжения административных помещений предприятия и технологии. При этом окупаемость затрат на реконструкцию осуществляется за счет снижения затрат на теплоснабжение предприятия. И даже более того, после завершения срока окупаемости вложенных средств экономия затрат на теплоснабжение превращается в существенную дополнительную прибыль предприятия.

Инфракрасное газовое отопление промышленных предприятий

Все сказанное выше относилось в основном к предприятиям, использующим собственные источники тепла. Как же быть тем, кто получает тепло со стороны? Ответ здесь прост: намного перспективнее тратить деньги на свое собственное развитие, чем на развитие другого коммерческого предприятия, являющегося, как правило, монополистом. Экономический эффект от отключения предприятия от централизованных сетей теплоснабжения значительно выше, чем у предприятий, пользующихся собственным теплом. Ведь заводская себестоимость тепла практически везде значительно ниже цены тепла, покупаемого со стороны. Исходя из опыта применения систем инфракрасного отопления, именно на этой категории предприятий и наблюдался наибольший экономический эффект. Стоимость гигакалории тепла после внедрения ИК-отопления снижалась в разы. Это показывает наблюдение по сданным объектам, где были установлены ИК-газовые системы. Так, например, на объекте «Оснащение-М» (Санкт-Петербург) стоимость одной гигакалории тепла за 2004–2005 гг. составила всего 119 руб. при стоимости природного газа около 1300 руб. за 1 тыс. куб. м.

Очень интересные преимущества применения ИК-газовых систем прослеживаются при использовании их на объектах сельскохозяйственного комплекса (теплицы, крытые сады, предприятия животноводства и птицеводства). Комфорт от применения ИК-систем в различных питомниках здесь воспринимается как природный (от солнца). Правильно спроектированный «солнечный» комфорт и гибкость регулирования режимов температуры дают дополнительный привес, сокращение срока откорма и снижение потерь молодняка.

Вопрос децентрализации систем теплоснабжения в малом бизнесе не менее важен. Специалисты знают, что вопрос централизованного теплоснабжения малых, вновь создаваемых производств способен стать началом их конца. Если производство разворачивается на условиях аренды уже существующих производственных помещений, то автономность его теплоснабжения становится фактором его финансовой независимости. В этих случаях применение лучистых нагревателей тоже является экономически целесообразным. Во-первых, присутствуют низкие стартовые затраты на поставку и монтаж (обычно в два раза меньше, чем затраты на строительство котельной). Во-вторых, можно констатировать низкую стоимость и тепла, и эксплуатационных расходов.

Все эти экономические эффекты связаны с особой физикой энергообмена при инфракрасном отоплении. В энергообмене совершенно отсутствует какой-либо материальный промежуточный теплоноситель. Даже краткое описание принципа работы может занять не одну страницу. Если же попытаться сказать о принципе инфракрасного отопления одной фразой — то это работает, как наше Солнце. Системы местного инфракрасного лучистого отопления работают на природном и сжиженном газе и электроэнергии. Эти системы способны обеспечить достаточно комфортные условия производства, развернутого буквально в чистом поле, вне каких-либо помещений или на отдельно взятой части неотапливаемого помещения.

Поставщиков инфракрасного газового оборудования сейчас немало, и зачастую потребитель очень долго выбирает. Ведь параметров выбора очень много: лучистый КПД системы (зависит от конструктивных особенностей), необходимая по условиям и задаче конфигурация системы, организация удаления продуктов сгорания, срок службы, удобства в монтаже и техническая поддержка, предлагаемая поставщиком система контроля температуры, весовые характеристики (т.к. системы монтируются под потолком и излишний вес серьезно увеличивает стоимость монтажа, иногда приходится усиливать потолочные конструкции) и, конечно, соотношение «цена — качество». Откровенно говоря, каждый параметр выбора необходимо рассматривать подробно, но это невозможно сделать в рамках обзорной статьи. Трудное решение выбора в любом случае опять лежит на плечах заказчика или потребителя.

Совет от авторов: не бойтесь задавать много вопросов при знакомстве с поставщиком инфракрасных систем (здесь не бывает лишних или наивных вопросов), ведь это системы высоких технологий. Правильно выясненные встречные вопросы в диалоге заказчик - поставщик гарантируют заказчику оптимально экономичную систему отопления, которая на долгие годы заставит его забыть о проблемах отопления вообще.

Системы воздушного отопления и воздушные завесы

Что такое энергосберегающая система? Ответ лежит в самом названии. Это система отопления, которая производит и передает тепло с наиболее высоким коэффициентом полезного действия. И самый простой способ сделать систему отопления энергосберегающей – приблизить энергоагрегат, производящий тепло, к потребителю этого тепла. Этот принцип по-другому называют принципом децентрализации.

Можно определить, при каких условиях применение децентрализованных систем выгодно:

• плохие показатели существующей системы (как комфортные, так и экономические);
• необходимость реконструкции или ремонта системы ввиду физического износа.

Как правило, заказчик понимает, что желательно выбрать систему, которая имеет меньшие эксплуатационные затраты, чем та, которая была до этого. Если он решается на модернизацию (применение современных технологий), то, конечно же, его интересует энергосбережение. И, как правило, заказчик сам приходит к выводу, что ему нужна децентрализованная система. Зачем терять тепло при передаче? Надо тепло производить на месте его потребления. Вполне разумное решение. Даже при условии отсутствия всех экономических сравнительных расчетов по стартовым и эксплуатационным затратам критерий выбора системы отопления по принципу децентрализации вполне достаточен, чтобы понять, насколько такая система экономичнее. В рамках этой статьи невозможно подробно остановиться на всех аспектах сравнительного экономического анализа затрат различных систем отопления – это дело экономистов от энергетики, которые обладают инструментами и методикой современного энергоаудита.

Кратко можно указать вопросы, которые необходимо рассматривать при сравнительном анализе – это все потери при производстве и передаче тепла, регулируемость системы по заданной температуре в «зоне обитания», само собой стартовые затраты, прямые затраты на отопление (суммы, выплачиваемые за потребленное тепло), эксплуатационные затраты на содержание системы (плановые ремонты и заработная плата обслуживающего персонала), легкость перевода системы отопления на дежурный режим (поддерживающий минимальный температурный режим в нерабочее время). Как результат, любая децентрализованная система при анализе вышеперечисленных параметров, будет иметь неоспоримые преимущества перед централизованной, и с полной уверенностью уже может считаться энергосберегающей системой.

Простейший пример децентрализованной системы воздушного отопления – газовая система воздушного отопления. Тепло сгоревшего газа нагревает теплообменник, который принудительно обдувается потоком воздуха от вентилятора – просто и эффективно. Такие системы оснащаются температурными регуляторами, установленными на рабочем месте. По заданной температуре работает генератор теплого воздуха, который установлен прямо по месту потребления тепла. Децентрализация и легкость регулирования по заданной в зоне обитания температуре – это те самые характеристики, которые обозначают такую систему, как энергосберегающую.

Компания Roberts Gordon разработала технологичные газовые воздухонагреватели по принципу, который важен для потребителя в первую очередь, - это соотношение «цена - качество». Встроенные защиты обеспечивают безопасную работу и достаточны для сдачи системы самому притязательному проверяющему лицу. Теплообменник из алюминизированной термообработанной стали – такой способ обработки улучшает теплопередающие свойства стали и улучшает ее коррозийную устойчивость, а значит, теплообменник можно делать тонкостенным. Оцените преимущества – хорошая теплопередача (КПД), длительный срок службы при низкой стоимости материала на изготовление. Теплообменники из нержавеющей стали применяются по заказу в случае содержания летучих, химически активных соединений в воздухе (например, галогеносодержащих соединений в помещениях бассейнов, где воду обеззараживают хлором или фтором). Типоразмер по мощности единичных газовых воздухонагревателей варьируется от 18 до 300 кВт. Газовые воздухонагреватели могут работать как для прямого отопления со свободной циркуляцией воздуха в обогреваемом помещении, так и для работы в воздушных каналах, где очень высокие аэродинамические сопротивления. Серия Combat Сabinet Heater может работать в системе приточной вентиляции с непосредственным подогревом поступающего воздуха с приростом температуры 45-50oС. Есть системы двойного действия Dual Air с двойным моноблочным агрегатом, работающим как на нагрев поступающего воздуха, так и на охлаждение. Очень удобно: зимой отопление, летом – кондиционирование. Практически незаменимы там, где требуется строгий температурный график. Вопрос создания стабильной температуры для помещений, где это необходимо по технологии, решается установкой такой блочной системы.

Для современного загородного жилья из энергосберегающих газовых систем самой современной, легко регулируемой и экономичной является система воздушного отопления. Температура воздуха регулируется внутри коттеджа без промежуточного теплоносителя (воды), как обычно принято в традиционном отоплении от газовых котлов. Наша компания использует для этих целей хорошо себя зарекомендовавшие в США и Канаде климатические газовые системы Rheem (отопление/охлаждение) - один или два агрегата на весь коттедж. Нагретый или охлажденный воздух раздается по каналам в каждое помещение. Разморозка такой системе отопления не грозит по причине отсутствия воды, как промежуточного теплоносителя. Потребление газа по понятным причинам меньше на 20-25%.