Как снизить расходы на горячее водоснабжение?

Известно, что централизованная энергосистема страдает довольно неудобным во всех отношениях недостатком – неравномерностью распределения электрической нагрузки в течение суток. Точнее: днем нагрузка максимальная, ночью – минимальная. А поскольку в централизованной энергосистеме используются генерирующие установки большой единичной мощности, то регулировать их производительность, а тем более выключать или включать их на несколько часов экономически невыгодно из‑за снижения КПД на нерасчетных режимах и повышенного износа оборудования на тех же режимах. Поэтому энергетики всевозможными способами стараются привлечь потребителей электроэнергии к работе в ночное время.

Одним из основных стимулов работы в ночное время является снижение в несколько раз стоимости электроэнергии (разумеется, при наличии у потребителя двух- или многотарифного счетчика). Именно на этом свойстве отечественной энергосистемы можно заработать или сэкономить приличные деньги с помощью тепловых аккумуляторов.

В настоящее время для тепловых аккумуляторов подобраны вещества с большой удельной тепловой емкостью и относительно небольшой ценой, что позволяет создавать дешевые и компактные накопители тепловой энергии.

Электротепловой аккумулятор работает следующим образом. В 22 часа (время начала льготного режима электроснабжения; зависит от региона) электропарогенератор подключают к электросети через розетку с заземляющим проводником. Он вырабатывает пар, который, в свою очередь, заполняет паровую рубашку и греет емкость с теплоаккумулирующим материалом. По мере прогрева теплоаккумулирующего материала давление пара в рубашке начинает возрастать и преодолевать усилие пружины сильфонного расширителя, сильфон сжимается, и часть воды из парогенератора переходит в расширитель. Уровень воды в парогенераторе понижается, уменьшается активная площадь электрода, мощность парогенератора падает, уменьшается выработка пара, давление стабилизируется. При полной зарядке аккумулятора вся вода из парогенератора перемещается в расширитель, электрод полностью оголяется, и мощность парогенератора становится равной нулю. В 7.00 (по завершении льготного электроснабжения) электротепловой аккумулятор можно выключить.

Разрядка аккумулятора производится в дневное время за счет нагрева проходящей через теплообменник холодной воды без потребления электроэнергии из электросети. В качестве предохранительного устройства установлен датчик-реле давления ДЕМ-108, который посредством контактов отключает парогенератор от электросети в случае достижения давления пара предельного значения в рубашке.

Данная схема может использоваться и потребителями, у которых в доме или в квартире смонтировано электроотопление – но не традиционное, а с индивидуальными теплоаккумулирующими радиаторами: ночью они отапливают помещение и накапливают тепловую энергию, а днем отдают эту энергию, будучи отключенными от сети. При этом количество электроэнергии, потребленной из сети, остается неизменным – а вот стоимость ее уменьшается в 4 раза.

Такие же варианты использования электротепловых аккумуляторов можно предложить и для промышленных предприятий, причем не только для нужд горячего водоснабжения и отопления, но и для различного вида теплового технологического оборудования. В гальванических цехах это ванны-аккумуляторы для поддержания заданной температуры электролита, в химической промышленности – реакторы-аккумуляторы для среднетемпературных (60‑120 °С) химических процессов. Использовать накопление тепловой энергии можно и в разнообразных сушильных камерах, в том числе – для полимеризационных процессов в технологии низкотемпературной порошковой окраски.

При эксплуатации выгодней и проще применять в этих процессах электрические электродные парогенераторы с КПД, близким к единице, вместо прямого нагрева теплоаккумулирующего материала электрическими ТЭНами.

Таким образом, использование электротепловых аккумуляторов выгодно и для потребителя (экономия средств), и для производителя электроэнергии (более равномерная загрузка генерирующих мощностей позволит эксплуатировать их с более высоким КПД за счет экономии топлива, а часть их можно и вовсе вывести в резерв).

И еще несколько примеров применения тепловых аккумуляторов.

В отличие от городов с централизованным теплоснабжением, в российской глубинке еще достаточно приличная часть населения использует для отопления жилищ индивидуальные печные системы отопления с достаточно низким КПД при высокой стоимости твердого топлива.

На рисунке показана принципиальная схема использования теплового аккумулятора на «хвосте» печного котла. В зависимости от финансовой состоятельности потребителя можно рассчитать и установить у него такой аккумулятор, что процесс топки этого агрегата будет занимать несколько часов в неделю, остальное время отапливать жилище будет тепловой аккумулятор.

Установка аккумулятора позволит значительно повысить КПД связки «печной котел-аккумулятор», что приведет к экономии 20‑50% топлива.

Вариант электроотопления с теплоаккумулирующими радиаторами, конечно, более эффективен, но ветхость и маломощность электросетей (особенно в европейской части России) не позволяют это сделать физически. Новая система отопления и горячего водоснабжения может быть рекомендована для применения в Западной и Восточной Сибири, а также в других районах с дешевой гидроэлектроэнергией.

Применение тепловых аккумуляторов на автомобильном транспорте (особенно в северных широтах) также опробовано – и в достаточной степени. Однако по непонятным причинам их массового внедрения почему‑то до сих пор нет.

Кстати, при обследовании товарного рынка России автором было обнаружено, что ниша производителей подобного оборудования пока практически пуста. Остается предложить российским предпринимателям ее заполнить.

Юрий ДУРАКОВ

Источник: http://www.eprussia.ru