Версия для печати

Концепция системной модернизации российской системы теплоснабжения

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