Децентрализованное отопление – основа снижения энергоемкости производства

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.

Не в лучшем положении находятся и владельцы собственных котельных. Расход тепла на отопление не может быть ниже величины, обеспечивающей сохранность зданий. В связи же с общим снижением объема производства, доля затрат на теплоснабжение с себестоимости продукции возросла в настоящее время до 20-50%, что делает продукцию не конкурентноспособной. К этому надо добавить изношенность котельного оборудования и тепловых сетей, расходы на содержание которых растут постоянно.

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.




Все вышесказанное относится как к предприятиям, получающим тепловую энергию централизованно, так и производящим тепловую энергию самостоятельно.

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.


Работу инфракрасного излучателя описать очень легко – он греет, как солнце. Нагретые до температуры 350-400 °С трубы испускают инфракрасное тепловое излучение. Отражатель направляет тепловой поток непосредственно в обогреваемую зону. Воздух практически прозрачен для теплового излучения, которое доходит без потерь до рабочей зоны. Тепло выделяется на поверхностях (пол, ограждающие конструкции, оборудование, мебель), и уже от этих нагретых поверхностей происходит нагрев воздуха в помещении.


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:

1. отсутствием тепловых потерь в котельных и теплотрассах;
2. уменьшением тепловых потерь за счет концентрации тепла у пола и снижения средней температуры воздуха в помещении;
3. уменьшением тепловой инерции при нагреве помещений;
4. возможностью локального обогрева и создания зон с различной температурой;
5. 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).

Особо необходимо остановиться на предприятиях сельскохозяйственного профиля.
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

Задачи, возникающие при теплоснабжении предприятий, достаточно сложны и не могут быть решены с помощью одного типа оборудования. Для комплексного решения необходимо использовать всю гамму газового оборудования: автономные котельные для систем горячего водоснабжения и отопления админитративно-бытовых зданий, газовые конвекторы для небольших производственных помещений и административно-бытовых зданий, теплогенераторы для невысоких производственных помещений и вентиляции, инфракрасные нагреватели для основных производств.
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.