Объект: общественная баня

В конце 2016 года был спроектирован, смонтирован и введён в эксплуатацию тепловой пункт на базе двух геотермальных тепловых насосов теплопроизводительностью 20 кВт по адресу: Ленинградская область, Лужский район, пос. имени Дзержинского, пер. Дачный, д. 3, здание общественной бани. Тепловой пункт полностью решает задачи отопления и приготовления горячей воды. Уникальность данному проекту придаёт использование двух источников низкопотенциальной энергии, а именно — грунт (семь вертикальных геотермальных зондов длиной по 100 м) и воздух (драйкулер).

Опыт применения тепловых насосов в муниципальных энергосистемах Ленинградской области. 3/2018. Фото 1

На стадии разработки технического решения на основании расчётов и аналитической работы было выявлено, что из-за большой и круглогодичной нагрузки на систему ГВС объём буровых работ доходит до 1400 м. Использование драйкулера в геотермальном контуре позволило сократить объём бурения до 700 м и гарантированно исключить замораживание скважин. При проектировании особое внимание было уделено повышению надёжности системы и резервированию основных агрегатов.

В системе предусмотрено: два тепловых насоса, два циркуляционных насоса на буферную ёмкость, два циркуляционных насоса для геотермального контура и два насоса на систему отопления (основной и резервный, переключение на резервный происходит в автоматическом режиме), а также электрические ТЭНы (в системе отопления и бойлерах).

Для приготовления горячей воды предусмотрены пластинчатый теплообменник и две накопительные ёмкости из нержавеющей стали объёмами по 1000 л. Слаженную работу всех узлов и агрегатов обеспечивает центральный контроллер, разработанный специалистами компании. Управление системой осуществляется с помощью семидюймового цветного сенсорного дисплея, размещённого на щите автоматизации. Такие же дисплеи используются в тепловых насосах TME.

Также следует отметить функцию контроля за давлением в геотермальном контуре и контуре отопления. При падении давления ниже заданных параметров система отключается для того, чтобы предотвратить выход из строя дорогостоящего оборудования. При этом информация обо всех внештатных ситуациях вносится в электронный журнал с указанием причины возникновения. За время эксплуатации система не дала поводов для сомнений в её надёжности, показав эффективность и отсутствие отказов и аварий, быстро выйдя на расчётные эксплуатационные показатели.

Объект: очистные сооружения

В октябре 2017 года была реализована система отопления административного здания площадью 1200 м² на станции канализационных очистных сооружениях в городе Приозерске Ленинградской области. Основным источником тепла в предложенной схеме является геотермальный тепловой насос с номинальной теплопроизводительностью 68 кВт. В качестве резервного источника тепла был использован электрокотёл производительностью 70 кВт. Низкопотенциальным источником тепла в данной системе являются сточные воды с температурой не ниже +12 °C в зимний период.

Опыт применения тепловых насосов в муниципальных энергосистемах Ленинградской области. 3/2018. Фото 2

В сточные воды погружен теплообменник из нержавеющей стали, который обеспечивает отбор тепла. Теплообменник спроектирован и изготовлен с учётом результатов тщательного анализа химического состава воды, скорости потока и особенностей монтажа. Установка теплообменника произведена на раму таким образом, чтобы обеспечить удобный доступ для обслуживания в межсезонье.

Также, как и на описанном ранее объекте, здесь предусмотрено резервирование циркуляционных насосов с возможностью ротации и автоматическим переключением на резервные. Щит автоматизации подключён к контроллеру теплового насоса по протоколу RS-485 и передаёт всю информацию по основным параметрам работы теплового пункта, таким как: функционирование и возможные неисправности циркуляционных насосов, температура воды в ёмкости вторичного отстойника, низкое давление в геотермальном и в главном контурах.

Данный контроллер позволяет отслеживать параметры сети электроснабжения по следующим параметрам: низкое напряжение, высокое напряжение, последовательность фаз, обрыв фазы. В случае выхода любого из параметров за допустимые пределы работа теплового пункта блокируется. Кроме того, контроллер имеет возможность передачи сигнала аварии на диспетчерский пульт, передача основных данных также может быть осуществлена по протоколу RS-485 на удалённый сервер.

Проведённая проверка эффективности работы установки после двух месяцев её функционирования показала, что эксплуатационные расходы ниже расчётных, что объясняется более высокой температурой сточных вод.

Опыт применения тепловых насосов в муниципальных энергосистемах Ленинградской области. 3/2018. Фото 3

Объект: культурно-досуговый центр

В декабре 2017 года начался монтаж теплонасосной установки мощностью 130 кВт на базе геотермальных тепловых насосов теплопроизводительностью 68 кВт в количестве двух штук в Кингисеппском районе Ленинградской области в культурно-досуговом центре. Выбор теплового насоса для теплоснабжения данного объекта был обусловлен высокой стоимостью тепловой энергии от центральной котельной, которая работает на мазутном топливе, с одной стороны, и недостатком электрических мощностей для электроотопления — с другой. В качестве резервной системы в проекте оставили тепловой узел от централизованной системы теплоснабжения. Теплонасосная установка обеспечивает теплоснабжение систем отопления, вентиляции и приготовления горячей воды.

В качестве источника низкопотенциальной энергии используется 25 вертикальных скважин глубиной 100 м, объединённых с помощью колодца со встроенным коллектором. Сложность реализации проекта заключалась в стеснённых условиях размещения оборудования. Специалисты компании выполнили проект с использованием 3D-моделирования. Это позволило разработать оптимальный план монтажных работ, сократить сроки производства работ и разместить оборудование в небольшом помещении теплового пункта.

Разработанные и реализованные системы на базе тепловых насосов имеют сроки окупаемости от пяти до семи лет, при этом значительно повышая надёжность теплоснабжения данных объектов.