VALTEC

Опалення промислових будівель та підприємств тепловим насосом «повітря-вода»

Н. Вовк

Чому саме зараз розглядаємо тему енергозбереження? Енергетична безпека країни, саме зараз набула особливого значення саме для нас. Якщо не займатися питанням скорочення споживання електроенергії , газу, то у найближчий перспективі, наші підприємства стануть збитковими або і взагалі зникнуть

Звертаю увагу на те, що майже протягом 15 років, а то і більше, постійно відбуваються «газові» війни. Немає чіткого розуміння ціни та стабільності постачання газу до споживачів. Відмова від використання викопних ресурсів та використання енергії з відновлювальних джерел веде до зниження витрат на опалення, виготовлення ГВП, а також до зниження викидів СО2 – дбайливе ставлення до природи. Енергоефективне опалення та кондиціонування в приміщеннях АБК великого підприємства, не тільки починає зниження адміністративних витрат на виробництво, а отже збільшення прибутку підприємства, а головне, підвищую комфорт робітників та їх працездатність.

Попри значну загальну висоту приміщення, робоча зона та зона обігріву в промислових будівлях може не перевищує стандартних 2–3 метрів. Для промислових приміщень зазвичай маємо дуже великий об'єм повітря та складну конфігурацію будівлі. А ще, при розрахунку опалення промислових приміщень, треба мати на увазі, що є вироблення тепла верстатами, виробничими лініями, машинами т. і. Подекуди є необхідність в зональному або, навпаки, рівномірному прогріванні повітря. Отже, враховуючи специфіку таких приміщень, обрати оптимальний варіант опалення щодо вартості і ефективності не просто. Та ще й існує постійний тиск від зростання тарифів на енергоносії, тобто щодо збільшення постійних витрат на опалення, а це суттєво впливає на собівартість товару, послуги тощо.

Відео. Опалення промислового підприємства тепловим насосом «повітря-вода»: відгук

Однак, незважаючи на складнощі, які виникають, організація ефективного опалення для промисловості є надважливим завданням, і на то є вагомі причини. Правильно облаштована система опалення в промислових будівлях не тільки забезпечує комфортні умови праці, а, як наслідок, підвищує продуктивність співробітників. Опалення має також забезпечити промислово-виробниче обладнання необхідним мікрокліматом. Температура на робочому місці завжди є важливим фактором продуктивності і якості роботи, оскільки вона впливає не тільки на працівників та обладнання, а й на матеріали, що обробляються. Наприклад сучасне обладнання, може навіть не запуститися, якщо температура в приміщенні занадто низька. Підтримка певного мікроклімату має особливе значення також і для збереження вже готового товару, бо є певні вимоги щодо зберігання готової продукції.

Розглянемо найоптимальніші способи опалення для промислових приміщень з урахуванням фактору постійного зростання вартості енергоносіїв.

Водяні системи опалення виробничих приміщень та їх модернізація

Зараз джерелом тепла в промисловості частіше за все виступає вода, а місцева газова, пелетна або твердопаливна котельня забезпечує нагрівання води. При цьому кожен вид котельні має свої переваги та недоліки.

Газова котельня – високий тариф на газ, обов’язкова перевірка лічильників, яка може призводити до перебоїв роботи виробництва.

Пелетні або твердопаливні котельні мають ряд суттєвих недоліків: потрібне місце зберігання пелет або дров; додаткові одна або дві штатні одиниці працівників, які відповідають за своєчасне завантаження палива та технічний догляд; рівень викидів СО2 дуже високий; значна вартість пелет.

Суттєвим недоліком котелень будь-якого типу ще є той факт, що багато грошей та часу вимагають роботи з будівництва та облаштування додаткового приміщення (котел та місце зберігання дров/пелет), додаткові погодження/дозволи визначені законодавством, димохід і його обслуговування. Додатковий персонал, для обслуговування твердопаливного котла, витрати на чистку димоходу.

Сучасні технології дозволяють модернізувати водяні системи опалення з суттєвим зниженням споживання викопних енергоресурсів, зниженням витрат на опалення та використанням відновлювальних джерел енергії, а саме повітря в якості теплоносія-джерела енергії. Застосування теплового насосу типу повітря-вода, дозволить економити до 80% вартості енергії.

Зображення тепловий нсос повітря-вода

Теплові насоси «повітря-вода» офіційно класифікуються та відносяться до обладнання, яке використовує відновлювані джерела енергії – енергію навколишнього повітря, звідси й економія. Сучасні промислові теплові насоси типу «повітря-вода» здатні працювати при температурі зовнішнього повітря – 30 °C, виробник Templari.

Додаткова перевага може бути також у охолодженні промислового приміщення, якщо замінити батареї на фанкойли та є можливість утеплення труб, то тепловим насосом «повітря-вода» можна не тільки опалювати, але й охолоджувати виробниче приміщення в літній сезон. Фанкойли створять циркуляцію повітря в приміщені та більш рівномірну температуру по всьому приміщені, а тепловий насос забезпечить ефективне використання витраченої енергії у порівнянні із будь-якими котлами, які спалюють паливо, та суттєво знизить рівень шкідливих викидів пальних газів та СО2.

Повітряне опалення тепловим насосом «повітря-вода» виробничих цехів

Зображення опалення тепловим насосом Повітряне опалення в промислових приміщеннях може зайняти достойне місце та є достатньо вигідним способом. Тепловий насос типу «повітря-повітря» належить до енергоефективного обладнання, а за рахунок переміщення повітря, що гарантує циркуляцію повітря, теплі повітряні маси не скупчуються під стелею, а рівномірно розподіляються по всьому приміщенні. Є теплові насоси, що працюють без гідравлічного контуру, а з’єднання між внутрішніми та зовнішніми блоками є доволі простим, тому такі насоси мають дуже високу продуктивність та ефективність.

Перевагою теплових насосів «повітря-вода» та «повітря-повітря» є ще й те, що не потрібні дозволи та погодження для його застосування від контролюючих організацій та додаткового технічно-логістичного місця.

Розрахунок теплових втрат промислового приміщення

Більш детально розглянемо питання вартості опалення на виробництві тепловим насосом у порівнянні з традиційними котлами.

Слід заздалегідь зробити розрахунок для визначення кількості необхідної теплової енергії для підтримки певного температурного режиму в приміщенні, як з метою реалізації нових або реорганізація існуючих інженерних систем. Даний розрахунок також нам потрібен для коректності підбора обладнання. Для цього необхідно врахувати розмір цеху, клімат певного регіону, розташування будівлі, технологічні норми та особливості тепломережі.

При створені схеми опалення на виробництві враховується технологічний процес для кожного виробничого приміщення та визначаються місця, що потребують опалення. Крім того при розробці проекта системи опалення треба врахувати тип обладнання, яке застосовується на виробництві, його температурні показники та габарити, які можуть бути перепоною для прокладення тепломережі.

Важливо! Теплотехнічний розрахунок повинні робити проектувальники, які мають спеціалізовану освіту. Але для орієнтовного розрахунку, аби порівняти різні системи опалення і зробити висновок, чи потрібна модернізація системи опалення, можна скористатися стандартним методом.

Загальна кількість тепла:

Qт =V×∆T×K/860, (кВт/год), де:

V – внутрішній об’єм приміщення, що потребує опалення (Ш×Д×В, м);
∆T – значення різниці між зовнішньою та бажаною внутрішньою температурою, градуси;
К – коефіцієнт втрати тепла;
860 – перерахунок на кВт/год.

Коефіцієнт тепловтрат К залежить від типу будівлі, рівня її теплоізоляції та будівельних матеріалів – чим менша теплоізоляція, тим вище значення даного коефіцієнта.

Значення ефективного ККД у теплових насосів «повітря-вода» є 3-4. Наприклад, використовуючи тепловий насос та витрачаючи на його роботу 1 кВт електроенергії, на виході отримуємо 3-4 кВт тепла, тобто з повітря отримуємо ще 2-3 кВт тепла додатково до витраченої енергії.

Для наочності зробимо розрахунок опалення на виробництві площею 1000 м2 із загальними тепловими витратами 50 Вт/м2. Така площа є не великою, але для наочності цього буде достатньо. Отже, необхідна теплова потужність опалення становитиме 50 кВт.

При раціональному програмуванні температури обігріву протягом доби допускається зменшити коефіцієнт середньої кількості тепла до пікової до 0,7:

Qтепло за добу = 840 кВт/добу.

Споживання теплової енергії за 185 днів (опалювальний сезон):

Qтепло рік = 151 200 кВт.

Вартість опалення тепловим насосом «повітря-вода»

Споживання електричної енергії для виробництва теплової енергії за рік тепловим насосом відповідної потужності, наприклад, марки Templari Kita (в Україні предсталяє компанія «Ейр-Стрім») , з урахуванням середньорічного коефіцієнта ефективності SCOP = 4,1:

Wтепло = 36 879.

Тарифи на електроенергію за 1 кВт/год, з ПДВ, на поточний рік дорівнює 4,21 грн/кВт.

Вартість опалення та ГВП тепловим насосом за рік становитиме 155 257 грн. з ПДВ.

Вартість опалення газовим котлом

При спалюванні 1 м3 побутового газу виділяється 8 кВт теплової енергії. З урахуванням ККД газового котла (приблизно 90%), при спалюванні 1 м3 газу котлом виробляється 7,2 кВт теплової енергії.

Тобто для опалення та виробництва гарячої води на рік потрібно Vгаз = 21 000 м3.

Середня вартість газу на 2022 рік за 1 м3 дорівнює 35,00 грн. з ПДВ.

Отже вартість опалення газовим котлом за рік становитиме 735 000 грн. з ПДВ.

Вартість опалення твердопаливним котлом

При спалюванні 1 кг пелет виробляється у середньому 5 кВт тепла. Необхідна кількість пелет для опалення буде не меншою за 30240 кг.
Середня вартість 1 кг пелет 2022 році складає приблизно 8,5 грн/кг.
Вартість опалення твердопаливним котлом на пелетах відповідатиме сумі 257 040 грн. з ПДВ.

Таблиця 1. Вартість опалення промислового приміщення 1000 м2 (за тарифами 2022 року)

Генератор тепла Вартість опалення на рік, грн. з ПДВ. Порівняння з ТН
Газовий котел 735 000 4,7
Тепловий насос «повітря-вода» 155 256 1
Твердопаливний котел (пелета) 257 040 1,7

Тобто, вартість опалення тепловим насосом дешевше за газ у 4,7 рази, та у 1,7 рази аніж твердопаливним котлом.

Тому що тепловий насос можна використовувати не тільки для опалення приміщення й виробництва гарячої води, а ще і для кондиціонування (охолодження), то розрахуємо витрати на охолодження.

Потужність системи кондиціонування з урахуванням середньої потужності системи кондиціонування для 1 м2 становитиме 70 Вт:

Кількість годин використання холодильного обладнання на повну потужність в сезон приймаємо 1200 годин, а кількість холоду, потрібного за сезон

Qхолод сезон = 60 000 кВт.

Споживання електричної енергії в режимі охолодження за сезон з урахуванням коефіцієнта перетворення системою кондиціонування 3 (в середньому для інверторних кондиціонерів та теплового насоса):

Wхолод = 20 000 кВт

Вартість кондиціонування становитиме 84 200 грн. з ПДВ.

Як зекономити на опалені та забезпечити потрібний мікроклімат на виробництві?

Порівнюючи початкові інвестиції в систему опалення – тепловий насос «повітря-вода» може виявитися не найдешевшим обладнанням, але головне враховувати майбутні витрати на експлуатацію. Вартість опалення – це т. з. «постійні» витрати, які суттєво впливають на собівартість одиниці товару.

Якщо використовувати в якості джерела твердопаливний котел або газовий – витрати зростуть на додаткові погодження, дозволи, приміщення, димохід і та його обслуговування, підведення газу або доставку палива, пожежну безпеку тощо, вимоги до яких визначені законодавством. При встановленні для опалення теплового насосу «повітря-вода» чи повітря-повітря» не потрібні ані дозволи, ані додаткові приміщення. Внутрішній блок теплового насосу настільки компактний, що може з легкістю бути змонтований та схований, наприклад, в кухонній шафі.

Тепловий насос «повітря-вода» має переваги завдяки своїй універсальності: окрім використання системи теплового насосу для опалення також можна й охолоджувати приміщення та цілий рік готувати гарячу воду для санітарних потреб.

Показники теплових насосів «повітря-вода»

Важливо розібратися та зрозуміти, що таке ККД (коефіцієнт корисної дії) теплового насосу – багато хто не уточнює, для яких температур наведений ККД, а це дуже важливо!

Зазвичай ККД наводять для зовнішньої температури повітря А2 (+2 °С) та А7 (+7 °С) і температури нагрівання води W35 (+35°С).

Є не менш важливі технічні параметри, на які треба звернути увагу, це звуковий тиск та час розмерзання зовнішнього блоку теплового насосу.

Теплові насоси, які справді є ефективними, повинні мати сертифікати, наприклад EHPA (European Heat Pump Association), чим підтверджують показники теплового перетворення ККД / COP.

Ще одна з переваг використання теплових насосів – це зниження викидів СО2: всотуючи енергію з повітря, тепловий насос суттєво менше забруднює навколишнє середовище, ніж традиційне паливо.

За допомогою енергоощадних систем опалення ефективно створюється комфортне середовище. Запровадження таких рішень дозволяє економити енергоресурси, знижуючи виробничі витрати й зменшуючи собівартість продукції, що збільшує прибуток і сприяє подальшому розвитку.

Будуймо енергонезалежне майбутнє разом!

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі AW-Therm та корисні відео на Youtube-каналі. Долучайтесь!

Переглянуто: 3 655

Вас може зацікавити:



Залишити коментар

Telegram