http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=161ef7a9-0bd8-42be-80f0-76067a7cf8af&print=1
© 2024 Российская академия наук

Концепция системной модернизации российской системы теплоснабжения

19.06.2009

Очевидно, что наиболее удобным источником энергии является электричество

Чем отличается российское теплоснабжение от европейского? Прежде всего тем, что оно централизованное. Тысячи котельных и ТЭЦ греют воду, которую потом передают в батареи по трубам. Общая длина трубопроводов в России — около 200 тысяч километров. Учитывая их изношенность и эксплуатацию в довольно агрессивных условиях морозного российского климата, неудивительно, что в таком огромном хозяйстве поломки не редкость, а обычное явление. Кроме того, такое теплоснабжение плохо поддается регулированию: подачу тепла невозможно включить и выключить в течение короткого срока, чтобы подстроиться под погоду. Например, бывает, весной нам приходится либо включать обогреватели, когда отопления уже нет, или страдать от духоты, когда на дворе хорошая погода, а в домах еще по инерции «топят».

Российские ученые из Объединенного института высоких температур РАН под руководством члена-корреспондента РАН Юрия Полежаева разработали концепцию системной модернизации российской системы теплоснабжения. Они считают возможным изменить способы генерации, транспортировки и потребления энергии.

Очевидно, что наиболее удобным источником энергии является электричество, и именно его использование устранило бы многие недостатки российских систем теплоснабжения. Однако, в нашей стране его производят в основном с помощью паровых турбин. Паровые турбины вращаются нагретым водяным паром. Их особенность — низкий КПД, а также то, что процесс включения или полной остановки занимает сутки. В итоге, электроэнергия получается дорогой по сравнению с доставкой тепла по трубам, кроме того, нет возможности гибко и быстро регулировать ее выработку в зависимости от погоды.

Разработчики из ОИВТ РАН предлагают использовать для потребностей теплоснабжения, в том числе на замену водогрейных котлов в котельных, газовые турбины. Газовые турбины вращаются газообразными продуктами сгорания топлива. В отличие от паровых, у них повыше КПД, а время пуска-остановки – 4 минуты. В современных агрегатах КПД может достигать 35%, но и этого не достаточно, чтобы электричество сравнялась по цене с горячей водой. Необходимо усовершенствование, которое уже работает в ОИВТ РАН. Оказывается, повысить КПД газовых турбин почти в 1,5 раза можно, если вдувать пар в продукты сгорания топлива. Пока ученые создали макет, который моделирует газовую турбину и на нем показали, что их метод работает. Таким образом, электричество можно сравнять по стоимости с горячей водой.

Следующая проблема, о которой говорят ученые – это структура потребления энергии и тепла в российских домах. В Европе энергопотребление на квадратный метр жилой площади в 4 раза меньше, чем в России. Несмотря на более холодный российский климат, такая существенная разница возникает из-за больших утечек в наших квартирах. После того как европейцы взялись ликвидировать свои утечки, за последние 30 лет им удалось снизить энергопотребление почти в 3 раза. Сможем ли мы?

«Конечно, поставив в квартиры пластиковые окна, мы уменьшим потери тепла», — говорит руководитель разработчиков, зав. отделением тепло-массообмена и физической газодинамики ОИВТ РАН Юрий Полежаев. — «Но очень важно предусмотреть эффективную систему вентиляции помещений. В наших домах ее сейчас нет. Если вы просто поставите пластиковые окна, то придется потом бороться с духотой, постоянно держать окна открытыми», — утверждает Юрий Полежаев.

Московские ученые предлагают ставить в каждую квартиру индивидуальный вентилятор-аккумулятор тепла, конструкция которого они также разработали. По их расчетам, такие вентиляторы будут в 2 раза экономичней централизованной вентиляции зданий. «Здесь работает принцип воздухообмена между квартирой и внешней средой, в отличие от обычного кондиционера, который только нагревает или охлаждает уличный воздух», — комментирует Юрий Полежаев.

Последним важным элементом модернизированного теплоснабжения, по мнению разработчиков, была бы система контроля за утечками тепла. Ученые предлагают использовать мобильную лабораторию с тепловизорами, устройствами, которые могут легко отличить теплые помещения от более холодных. Соответственно, более холодные помещения необходимо проверять на наличие утечек.

Дополнительная информация: руководитель разработчиков Юрий Васильевич Полежаев, член-корреспондент РАН, заведующий отделением тепло-массообмена и физической газодинамики Объединенного института высоких температур РАН. Тел.(495) 4858366,

e-mail: polezhaev_yuv@mail.ru

Информнаука