Децентрализованное отопление – основа снижения энергоемкости производства
Д.В. Игонин, ООО «Комтел», г. Москва
Развитие российской экономики на современном этапе происходит в условиях удорожания энергетических ресурсов и ограничения доступа к ним. В тоже время, сейчас в России на единицу продукции расходуется в несколько раз больше тепловой энергии, чем в сходной по климатическим условиям Финляндии. По потреблению газа Россия является второй после США при значительно меньшим объеме производства. Эти обстоятельства давно уже определили остроту вопроса энергосбережения.
В настоящее время основная технология теплоснабжения – централизованное водяное отопление от котельных. Именно это обстоятельство и обеспечивает в основном высотий удельный расход тепловой энергии.
Во-первых, оборудование котельных и теплосети устарели морально и физически. Во-вторых, такая схема теплоснабжения имеет принципиальный недостаток – теплотрассы и связанные с ними потери тепла при его транспортировки и большие затраты на их содержание. Теплотрассы – самая уязвимая часть системы, всегда существует опасность из разморозки при перебоях в теплоснабжении или электричества. В-третьих, требуются большое количесство энергии для перемещения теплоносителя к потребителям.
Кроме того, схема теплоснабжения с теплоносителем (водой или паром) автоматически определяет тип оконечных распределительных устройств – радиаторы (регистры) или калориферы, то-есть требует систему конвективного отопления. Для конвективного отопления характерна большая разница температур в рабочей зоне и под крышей (теплый воздух всегда поднимается вверх). Чем больше высота – тем больше эта разница. Сейчас уже очевидно, что конвективное отопление не эффективно для обогрева производственных помещений средней высоты, а помещения большой высоты (более 20 м) вообще невозможно экономично обогреть на основе конвективной технологии.
В любом случае, без глубокой реконструкции и восстановления систем теплоснабжения нельзя обойтись. Фактически процесс финансирования этих работ, что находит свое отражение в тарифах: наценка поставщика тепла сейчас составляет 60-70%, но и этого не достаточно для проведения требуемой модернизации. Фактически восстановления систем теплоснабжения идет за счет конечного потребителя, обуславливая постоянный рост его затрат на теплоснабжения.

В этих условиях у предприятий есть два пути решения проблемы теплоснабжения. Первый путь связан с заменой устаревшего котельного оборудования и ремонтом и модернизацией существующих сетей распределения тепла. Второй путь связан с коренной модернизацией всей системы теплоснабжения с максимальной децентрализацией теплоснабжения и широким применением инфракрасных нагревателей и газовых теплогенераторов.
Первый путь дает возможность снизить затраты на эксплуатацию оборудования (оно же новое), но затраты собственно на теплоснабжения останутся на том же уровне. Кроме того, этот путь связан с большими единовременными капиталовложениями, так как необходимо реконструировать всю систему теплоснабжения сразу, включая теплострассы и оконечные распределительные устройства. Таким образом, вложив значительные средства в реконструкцию, предприятие не уменьшает свою потребность в тепле, а только снижает его потери и уменьшает на первое время расходы на эксплуатацию оборудования.

Второй путь (по-этапный переход на децентрализованное теплоснабжение) обеспечивает кардинальное (в несколько раз) снижение расходов на теплоснабжение. Это обеспечивается, во-первых, ликвидацией теплосетей и потерь на их эксплуатацию и передачу тепла к конечному потребителю. Во-вторых, такой подход позволяет применить современное оборудование и технологии – газовое инфракрасное отопление и газовые теплогенераторы. Благодаря отсутствию теплоносителя и особой физике теплообмена (в случае с инфракрасным нагревом) расходы на теплоснабжения падают в 3-10 раз в зависимости от размеров помещения. Далее, децентрализованная схема теплоснабжения позволяет проводить модернизацию постепенно, участок за участком. Фактически требуются начальные вложения в первый участок, а в модернизации последующих участвуют средства, сэкономленные на теплоснабжении уже модернизированных участков. Таким образом, второй подход обеспечивает не только восстановление системы теплоснабжения и снижение потребности в тепле и затрат на теплоснабжение, но реконструкцию в благоприятном «мягком» режиме финансирования.

Наибольший эффект децентрализация теплоснабжения производственных помещений дает при широком использовании современного оборудования с непосредственны сжиганием газа. В оборудовании этого типа отсутствует промежуточный теплоноситель. Газ сгорает в самом приборе, а выделяющееся тепло непосредственно передается в обогреваемое помещений. К оборудованию этого класса относятся газовые конвекторы, газовые воздушные нагреватели (теплогенераторы), газовые инфракрасные нагреватели.
Газовые конвекторы и теплогенераторы относятся к системам конвективного отопления и не эффективны для помещений большой высоты. Самая эффективная технология отопления производственных помещений – применение газовых инфракрасных излучателей.

Температура этих поверхностей лишь на несколько градусов выше, чем температура воздуха в рабочей зоне, поэтому разница температуры между рабочей зоной и верхней зоной помещения невелика.
Малая тепловая инерция оборудования обеспечивает точное поддержание требуемой температуры в помещении, регулировку температуры в зависимости от режима работы и времени суток.
Высокая экономичность такого рода систем определяется:
- отсутствием тепловых потерь в котельных и теплотрассах;
- уменьшением тепловых потерь за счет концентрации тепла у пола и снижения средней температуры воздуха в помещении;
- уменьшением тепловой инерции при нагреве помещений;
- возможностью локального обогрева и создания зон с различной температурой;
- возможностью регулирования температуры в зависимости от времени суток.
Указанные факторы обеспечивают снижение расходов на отопление в 5-10 раз при уменьшении расхода газа на 30-50%. Так, при работе системы газового инфракрасного отопления на ММПП «САЛЮТ» (общая площадь 26 000) экономия достигает 1 500 000 руб. за отопительный сезон. Срок окупаемости ГИН составляет 1-2 года по сравнению с системами конвективного отопления.
За годы работы накоплен опыт создания систем инфракрасного отопления сооружений различного назначения и размера. Это и спортивные сооружения (манеж конно-спортивного клуба «Белая лошадь»), склады, производственные здания. Среди объектов – такие уникальные сооружения, как ангар Внуковского авиаремонтного завода (площадь 14 000 м2, высота 30 м), ангар Луховицкого авиационного производственного комплекса (площадь 12 000 м2, высоты 32 м).

Для теплоснабжения производственных и ремонтных цехов, мастерских, складов сельхоз предприятий применимо все то, что уже сказано о промышленных предприятиях. В то же время, существует группа подразделений, непосредственно связанных с производством сельскохозяйственной продукции: птичники, свинарники, теплицы. В них системы отопления уже являются непосредственным технологическим элементом и снижение затрат на теплоснабжение непосредственно сказывается на себестоимости продукции. Именно в этой части применение инфракрасного отопления наиболее эффективно.
Инфракрасное тепло является наиболее физиологичным для птицы, максимально воспроизводя условия, в которых находится цыпленок с курицей («эффект наседки»). Для птичников специально разработаны многогорелочные модули, которые обеспечиваю высокую равномерность температуры по длине птичника (разница температуры не более 0,5 °С). Воздух для горения забирается непосредственно снаружи. Продукты сгорания так же выводятся наружу через дымоходы. Таким образом, нагреватели не влияют на состав воздуха в помещении, что дает возможность при выборе объемов вентиляции руководствоваться только ветеринарными показаниями. В частности, первые дни жизни птицы объем вентиляции равен нулю.
Тепловой комфорт, отсутствие ненужного движения воздуха положительно сказывается на приросте птицы и снижении падежа. Опыт применения системы инфракрасного отопления на Чебоксарской птицефабрике показывает высокую эффективность этой технологии. Удалось добиться:
Увеличение плотности посадки птицы | +3% |
Увеличение индекса преобразования корма | +3% |
Снижение медицинских расходов |
-7% |
Уменьшение падежа птицы | -5% |
Снижение потерь тепла | -17% |
Снижение потерь тепла с вентиляцией | -17% |
Снижение расхода топлива |
-20,2% |
Уменьшение количества CO2, выделяемого в атм. | -18,32 тн/год |

Системы инфракрасного отопления (как при промышленном, так и при сельскохозяйственном применении) хорошо сочетаются с газовыми теплогенераторами, работающими в системе вентиляции. Так на АО «Тензо М» в цехе металлоконструкций реализована комбинированная схема теплоснабжения. Газовые инфракрасные нагреватели INFRA9 установлены для отопления. В зоне сварочных постов установлены подвесные газовые теплогенераторы EOLO. При проведении сварочных работ они подают подогретый наружный воздух непосредственно в зону работ.
Таким образом, именно децентрализованные системы теплоснабжения вместе с применением современных технологий отопления помещений на базе оборудования с непосредственным сжиганием топлива, обеспечивают комплексное решения стабильного теплоснабжения предприятий при значительном снижении затрат на него.