Ii

I S

in « « «

себя гелиоконтур и контур подпиточной воды. Ее работа предусматривается в межотопительный период для частичного покрытия нагрузки горячего водоснабжения.

4.4. КОМБИНИРОВАННЫЕ СОЛНЕЧНО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВНЕПИКОВОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

В связи со строительством на европейской территории Союза атомных электростанций, существенно возросла установленная мощность энергетического оборудования, работающего в базисном режиме, что при значительной суточной неравномерности электропотребления вызывает необходимость осуществления ряда мероприятий по обеспечению устойчивых режимов электроэнергетической системы. В связи с этим в Украинской ССР начаты разработки систем теплоаккумуляцион-ного электротеплоснабжения, работающих в часы провалов в графиках электрических нагрузок.

С целью круглогодичного и круглосуточного использования установленного оборудования и увеличения объема экономии топливно-энергетических ресурсов в КиевЗНИИЭП разработаны и реализуются системы солнечно-электрического теплоснабжения жилых, общественных и производственных зданий, дополняющие существующие электрокотельные солнечными водонагревателями, трубопроводами, теплообменной аппаратурой и запорно-регулирующей арматурой, что позволяет в межотопительный период получать горячую воду для технологических и коммунально-бытовых нужд, используя солнечную энергию в сочетании с внепиковой электроэнергией.

Для Украгропрома КиевЗНИИЭП разработаны технические решения солнечно-электрических котельных различной мощности.

Принципиальная схема системы включения три контура:

замкнутый солнечный теплоприемный контур, состоящий из солнечных коллекторов теплообменника, насоса, запорно-регулирующей арматуры; разомкнутый контур горячего водоснабжения, со стоящий из теплообменника, насоса, бака-аккумулятора горячей воды, запорно-регулирующей арматуры и регулятора температуры; замкнутый контур дублера, включающий электрокотлы, баки-накопители, запорно-регулирующую арматуру. Насос, который прокачивает теплоноситель в контуре дублера, благодаря чередованию работы солнечного тепло-приемного контура и контура дублера является облщм для двух контуров.

Полная автоматизация управления режимами работы комбинированной системы солнечно-электрического теплоснабжения, а также автоматизация всех ее узлов и оборудования позволяет значительно повысить эффективность системы, улучшить ее экономические показа-

Кл

КУ

ПИА

ТА

ТЗ III

Н2

-оо-

8ВЛ

РРТ2 ГШ

КУ

ОБОГРЕВ

TS полов

КУ

Гж. 4.16. Приншпжальвая схема оолне<шо-элект1»п1еской сжтемы тецпосвабхввия свияар-вика маточника в колхозе Зологавошского района Ч^жасской обл.

ТА — теплоаккумулятор; Ш, Н2 — насосы; ПМА — противонакипный аппарат; ВВП — водоводяной подогреватель; Кц — трехфазовый регулировочный клапан; Т1 ... Т6 — термосопротивления; РТ1, РТ2 - регуляторы температур; КУ — коммутирующее устройство; РРТ1, РРТ2 - регуляторы разности температур

тели. Первая такая система построена и эксплуатируется в колхозе Золотоношского района Черкасской области (рис. 4.16).

Проведены натурные исследования, которые показали, что система производительностью 25 м^сут экономит 21 т усл. топл. в год; годовой экономический эффект от внедрения составляет 7,8 тыс. руб. при капитальных вложениях 17,5 тыс. руб.

В настоящее время разработан экспериментальный проект комбинированной системы солнечного горячего водоснабжения и дежурного отопления с использованием внепиковой электроэнергии для базы отдыха на 500 мест. Система работает в двух режимах - летнем^ (горячее водоснабжение) и зимнем (дежурное отопление).

Принципиальная схема системы включает три контура: солнечный теплоприемный контур; контур накопления, который в зависимости от режима работы системы работает как контур горячего водоснабжения либо дежурного отопления; контур электродублера. Система работает в автоматическом режиме, обеспечивая следующее:

включение в работу циркуляционных насосов всех контуров, подогревателей - по сигналу таймера, бака-дублера - по установленной температуре;

регулирование температуры горячей воды, подаваемой потребителю, и температуры теплоносителя в отапливаемых помещениях в зависимости от температуры наружного воздуха;

подпитку контуров.

Проведенные натурные исследования комбинированных систем солнечно-электрического теплоснабжения и опыта эксплуатации таких систем, анализ проведенных разработок, использование серийного оборудования, а также предполагаемая дифференциация тарифов на электроэнергию, включая ее удешевление во время провалов в графиках электрических нагрузок, свидетельствует, что применение таких комбинированных систем весьма перспективно для технологических нужд народного хозяйства и различных объектов соцкультбыта (базы отдыха, пионерлагеря и т.д.).

Создание солнечно-топливных и солнечно-электрических котельных и солнечных приставок к действующим котельным, можно рассматривать как наиболее перспективное направление использования солнечной энергии для целей теплоснабжения. Достигаемая в таких установках экономия топлива составляет 100 ... 150 кг усл. топл./нод с 1 м^ коллекторов. По эффективности и надежности работы они находятся приблизительно на одном уровне, что позволяет рекомендовать их ко внедрению на вновь строящихся, реконструируемых и действующих котельных.

4А ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В ПЮИЗВОДСТВЕ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изготовление сборных железобетонных изделий является одним из наиболее энергоемких технологических процессов в строительной индустрии. На тепловую обработку изделий приходится 50 ... 70 % общезаводского теплопотребления; это соответствует удельному расходу энергоресурсов на 1 м^ изделий 1,96 ГДж, или около 80 кг

усл. топл. (средний показатель по стране) [4], причем в районах с жарким климатом (Средняя Азия, Казахстан, Закавказье, южные области РСФСР и Украины) производится 25 % общего объема сборных железобетонных изделий, а расход тепловой энергии составляет 64 млн ГДж.

В настоящее время для производства железобетонных изделий разработаны технические решения по использованию солнечной радиации с естественной плотностью потока, основанные на применении различного вида гелиокамер и гелиоформ с покрытием СВИТАП, ТЕФОД, СГИТИП. Нагрев конструкций или материалов возможен до 45 ... 70 оС; экономия при этом составляет 70 кг. усл. топл. на 1 м^ изделий. При сооружении новых полигонов стоимость строительно-монтажных работ снижается на 20 ... 30 %, расход воды снижается на 0,5 т [3]. Этой проблемой занимаются институт ВНИПИТеплопроект Минмонтажспецстроя СССР и ряд институтов Госстроя СССР и общий

объем сборных железобетонных изделий, выпускаемых по такой технологии (в условиях тепловой обработки железобетонных изделий на технологических линиях открытых цехов и полигонов), в настоящее время составляет 25000 м^ в год [1,4]. ■

Однако основная масса (около 70 %) сборных железобетонных изделий изготовляется на технологическом оборудовании, расположенном внутри производственных зданий. Поэтому необходима разработка и внедрение эффективных способов использования солнечной энергии именно в таких условиях.

Выполненные КиевЗНИИЭП разработки схем и оборудования позволили наметить пути использования солнечной энергии в технологии производства сборного железобетона {табл. 4.1). ■

4.1. Области использовавия солнечной энергии в производстве железобетоввых изделий

солнечно-топливная котельная

солнечно-теплонасосные

установки Высокотемпературная система с концентрирующими Солнечными коллекторами: типа "Фоклин" и др.

С солнечными парогенераторами

Низкотемпературная обработка железобетона (в кассетных установках); предварительный нагрев компонентов; обработка железобетона традиционными методами Обработка железобетона -традиционными методами

Низкотемпературная обработка железобетона и обработка без пропарки традиционным методом

Обработка железобетона с пропаркой традиционным методом

ние

Теплоснабжение

Теплоснабжение

Создание систем солнечного теплоснабжения на существующих заводах ЖБИ с отработанной технологией осуществимо и экономически целесообразно уже сегодня. Однако это связано с дооборудованием традиционных котельных установками для предварительного нагрева (до 45-55 ^С) подпиточной воды; догрев ее до требуемой

температуры или получение пара осуществляется в котлах. Солнечные _ коллекторы могут размещаться на опорных конструкциях на крыше корпуса или на участке территории, прилегающей к котельной.

Применение солнечно-топливных котельных может обеспечить экономию энергоресурсов до 40 %, что составляет 34 т усл. топл. в год на 1000 м^ сборных железобетонных изделий. Экономический эффект при этом будет около 300 руб. на 1 м^ изделия.

С помощью солнечных установок можно осуществлять подогрев воды на коммунально-бытовые нужды предприятий и предварительный нагрев воды, идущей на затворение бетонной смеси, что, в свою очередь, увеличит долю применения солнечной энергии в тепловом балансе предприятия сборного железобетона.

Еще одно перспективное направление - создание на заводах ЖБИ систем с солнечно-теплонасосными установками. В последнее время интенсифицировались разработки и научные исследования в этой области, а в ближайшее время предполагается организовывать промышленный выпуск параметрического ряда парокомпрессионных тепловых насосов типа "вода-вода" производительностью 100 кВт ... 25 мВт, т.е. намечается создать материальную базу для внедрения систем с солнечно-теплонасосными установками. Достоинствами таких систем является получение требуемой температуры теплоносителя даже при неблагоприятных метеорологических условиях, а также сокращение потребления энергоресурсов до 60 %. Экономический эффект при этом составляет 3,6 руб. на 1 м^ изделия. Температурный уровень получаемого теплоносителя в таких установках зависит от типа рабочего вещества и находится в интервале 65... 80 ос.

Для создания высокотемпературных систем солнечного теплоснабжения с солнечными концентраторами и парогенераторами требуется разработка и выпуск соответствующего оборудования. Работы в этом направлении ведутся в ряде организаций. КиевЗНИИЭП и НПО "Солнце" АН Туркменской ССР проводят совместный эксперимент по использованию солнечных низкотемпературных коллекторов типа "Фоклин" на заводе ЖБИ в Туркменской ССР.

Важным направлением работ в этой области является разработка и внедрение низкотемпературной технологии с применением теплоносителя, температура которого не превышает 60 ... 70 °С. Однако применение такой технологии целесообразно только при использовании химических добавок, ускоряющих твердение и повышающих пластичность бетона, а также при наличии специального оборудования. Внедрение этой технологии позволит шире использовать солнечную энергию в общем энергетическом балансе предприятий, значительно увеличить экономию энергоресурсов при производстве сборных железобетонных изделий.