Применение тепловых насосов для нужд водоканалов

Когда выполняется отбор тепла от канализационных стоков, ограничением для качественной работы тепловых насосов может являться минимальная температура, при которой еще возможна жизнедеятельность бактерий. Данный нюанс необходимо учитывать при проектировании теплонасосной системы, и в случае необходимости, выполнять отбор тепла уже на очищенных стоках. При этом теплосъем с первичного источника тепла на очистных сооружениях может быть организован двумя способами:
- через полиэтиленовые трубы теплового коллектора;
- через промежуточный теплообменник из нержавеющей стали.

Выбор конкретного способа зависит от условий эксплуатации и осуществляется при проектировании системы. У каждого способа есть свои плюсы и минусы. Так, например, для теплового насоса с тепловой мощностью 100 кВт общая длина полиэтиленовых труб будет составлять порядка 1500 метров. Основным недостатком такой системы является громоздкость конструкции. С другой стороны, организация теплосъема через промежуточный теплообменник при достаточно компактной установке оборудования требует дополнительных затрат электроэнергии на работу циркуляционного насоса, что приведет к снижению коэффициента мощности теплового насоса примерно на 0.4.


Следует заметить, что перед принятием решения о переходе на систему теплоснабжения с применением теплового насоса, необходимо произвести энергетический аудит здания для выявления первоочередных энергосберегающих мероприятий. Так как парк зданий водоканалов в основном относится к старым постройкам тридцатилетней давности, то, как правило, до перехода на низкотемпературную систему отопления с тепловым насосом, экономически целесообразнее сначала провести мероприятия, направленные на уменьшения тепловых потерь зданий путем утепления ограждающих конструкций (замена окон, утепление кровли и/или фасадов). В некоторых случаях, без проведения мероприятий по утеплению здания, реализовать систему отопления с использованием теплового насоса не представляется возможным из-за ограничения по максимальной температуре на подаче в систему отопления 55-65°С (зависит от производителя теплового насоса).

К примеру, при проведении энергетического аудита административно-бытового корпуса очистных сооружений одного из водоканалов было показано, что замена оконных конструкций и утепление кровли отапливаемых помещений снизит общие тепловые потери здания более чем в два раза. Кроме того, как правило, в старых зданиях водоканалов в качестве отопительных приборов используются чугунные радиаторы. Такая устаревшая система распределения тепла не в состоянии обеспечить требуемую по существующим нормам температуру в помещениях, равную 20°С при условии установки низкотемпературного источника тепла, в качестве которого применяется тепловой насос.


Наиболее оптимальной отопительной системой для низкотемпературного источника тепла является водяной теплый пол. Однако, ввиду большей стоимости самой системы водяного теплого пола и работ по ее монтажу, для снижения начальных затрат и обеспечения требуемой отопительной нагрузки помещений рекомендуется увеличивать теплоотдающую поверхность радиаторов и повышать эффективность теплоотдачи путем замены устаревших чугунных радиаторов на современные стальные панельные. В дополнение к вышесказанному, следует отметить, что применение тепловых насосов для внутренних нужд водоканалов следует рассматривать как комплексное энергосберегающее мероприятие, а не как единичную замену существующего котельного оборудования на теплонасосную установку.