​Тепловая энергия – без ущерба природе

30 мая 2013 года Указом Президента РК Н. Назарбаева­ была утверждена Концепция по переходу Республики Казахстан к «зеленой» экономике, нацеленная на эффективное использование природных ресурсов и повышение благосостояния граждан через диверсификацию всех отраслей экономики и создание новых рабочих мест.

На Степногорском горно-химическом комбинате (СГХК) первым практическим шагом в реализации данной концепции стал проект, предусматривающий установку тепловых насосов, генерирующих тепловую энергию на нужды горячего водоснабжения и отопления в здании № 36 (насосная станция склада кислот), расположенном на значительном удалении от завода, на территории ТОО «СП «СКЗ-Казатомпром».

Тепловые насосы используют энергию, постоянно присутствующую в воздухе, воде и верхних слоях земли, и преобразуют ее в полезное тепло для отопления. Преимуществом в данном способе получения полезного тепла является то, что используются неограниченные природные ресурсы, причем без нанесения вреда окружающей среде. Термодинами­ческий теп­ловой насос аналогичен холодильной машине. Однако если в холодильной машине основной целью является производство холода путем отбора теплоты из какого-либо объема испарителем, а конденсатор осуществляет сброс теплоты в окружающую среду, то в тепловом насосе картина обратная. Конденсатор является теплообменным аппаратом, выделяющим теплоту для потребителя, а испаритель – теплообменным аппаратом, утилизирующим низкопотенциальную теплоту: вторичные энергетические ресурсы и (или) нетрадиционные возобновляемые источники энергии.

Для обеспечения функцио­нирования теплового насоса основное значение имеет хладагент, имеющий свойство испаряться при низких температурах. При подаче солевого раствора/;грунтовой воды/;воздуха через теплообменник (испаритель) циркулирующий в нем хладагент (рабочая среда) отбирает от источника тепла необходимое для испарения тепло и переходит из жидкого состояния в газообразное. За счет увеличения давления компрессором происходит повышение температуры хладагента, затем – передача полученного тепла в циркуляционный контур системы водяного отопления. После снижения остаточного давления цикл начинается заново.

В целях оптимизации расходов и снижения энергозатрат СГХК в марте текущего года заключил договор с подрядной организацией. Буровые, монтажные и пусконаладочные работы предполагают бурение 9 скважин на глубину 100 м с последующим монтажом геотермальных зондов, установку теплового насоса «солевой раствор – вода», группы циркуляционных насосов, буферного накопителя со встроенным контуром подготовки горячей воды, монтаж соединительных линий и приборов, наладку погодозависимой автоматики.

На сегодня завершается бурение скважин с установкой геозондов, выполнен монтаж оборудования. В течение последних двух дней мая произведено подключение электроэнергии, и с 3 июня осуществлен запуск установки в тес­товом режиме. После отладки тестового режима система в летнее время будет обеспечивать горячее водоснабжение, а с началом холодов – и отоп­ление здания № 36.

Расчетная среднегодовая мощность системы тепловых насосов составляет 48,6 кВт. Технико-экономические расчеты показали, что себестоимость тепловой энергии составит 6,09 тенге/;кВт-ч, что почти в 3 раза ниже стоимос­ти закупаемой энергии. Объем финансовых вложений составил 18,5 млн тенге. С учетом принятых расчетных условий затраты на создание СТН окупятся за 4 года и 5 месяцев. Доход за 10 лет эксплуатации составит 40,6 млн тенге при сроке службы оборудования 20–25 лет.