Тригенерация

Тригенерация - комбинированное производство электрической тепловой энергии и полезного холода (combined heat, power and cooling - CHPC).

Тригенерация подходит для всех объектов, имеющих централизованную схему отопления, вентиляции и кондиционирования: аэропорты, банки, фермерские хозяйства, бизнес-центры, учебные заведения, центры обработки данных (ЦОД), предприятия - производители продуктов питания, государственные учреждения, торговые центры, больницы, гостиницы, базы хранения продовольствия. Для оптимальной эффективности тригенерационную систему необходимо эксплуатировать на максимуме холодильной мощности.

Принцип работы тригенерации

Тригенерация — процесс, в котором часть тепловой энергии, вырабатываемой при работе ДВС, используется для охлаждения воды, кондиционирования воздуха или рефрижерации. Технологически схема тригенерации представляет собой соединение когенерационной установки с абсорбционной холодильной машиной.

Абсорбционная холодильная машина (также абсорбционная бромистолитиевая холодильная машина, абсорбционный чиллер или АБХМ) — промышленная холодильная установка, предназначена для отбора и удаления избыточного тепла и поддержания заданного оптимального температурного и теплового режимов при работе различного рода производственного оборудования, технологических устройств, инструмента, оснастки, а также технологических процессов, связанных с повышенными тепловыми нагрузками. В качестве абсорбента в них используются различные растворы, например, бромида лития (LiBr) в воде.

АБХМ – экономическая и экологическая альтернатива стандартному кондиционированию.

Нагрев АБХМ происходит горячей водой или паром и может проходить в одну или две ступени. При одноступенчатой схеме с 1 МВт электрической энергии снимается 600 кВт холода, при двухступенчатой — 1200 кВт холода. Холодильный коэффициент (ХК) работы (отношение холодопроизводительности к потребляемой мощности) одноступенчатых машин 0.6-0.82, двухступенчатых машин 1.2-1.40.

Возможность производить тепловую энергию в отопительный сезон, а холод в летний период делает эксплуатацию тринерационной установки привлекательной с экономической точки зрения. Действительно, подобного рода схема обеспечивает полную загрузку ГПГУ без провалов в потреблении тепловой энергии вне отопительного сезона.

На схеме представлена двухступенчатая схема, которая является одной из наиболее эф-фективных схем тригенерации для выработки холода за счет использования всех контуров ГПГУ:

Есть два способа подключения АБХМ в систему тригенерации:

1. Теплоносителем является вода, предварительно нагретая в теплообменнике когенерационной установки. Преимущества: трехходовой клапан с электронной системой управления позволяет точно регулировать холодильную мощность. Недостатки: ниже эффективность, а, следовательно, холодильная мощность.
2. Теплоносителем являются выхлопные газы ДВС. Преимущества: выше эффективность, а, следовательно, холодильная мощность чем у п.1. Недостатки: отсутствует гибкость управления выработкой холодильной мощности.

Преимущества тригенерации на базе АБХМ перед традиционным кондиционированием:

• работа на т.н. «бросовом тепле»;
• АБХМ не имеют подвижных частей подверженных механическому износу, что снижает затраты на обслуживание;
• срок безотказной работы более 25 лет;
• выработка энергии в месте потребления;
• снижение потребления сетевой электроэнергии во время летних пиков;
• круглогодичная загрузка генерирующих мощностей обеспечивает их максимальную экономическую эффективность;
• минимальное потребление электроэнергии: электроэнергия требуется для работы насосов и автоматики;
• минимальный уровень шума;
• полную автоматизацию;
• пожаро- и взрывобезопасность;
• абсорбционные машины не подведомственны Ростехнадзору.

Основные технико-коммерческие показатели тригенерации

Удельная стоимость АБХМ зависит от единичной мощности установки и находится в пределах $250-550 за 1 кВт холодильной мощности. Для сравнения, 150-170 кВт холодильной мощности необходимо для охлаждения и вентиляции 1 000 кв.м офисных площадей. АБХМ холодопроизводительностью 3750 кВт для кондиционирования воды имеет массу 37 тонн, габаритный размер (ДхШхВ) 7,5х2,2х3,6м и требует размер машинного зала (ДхШ) 9х5 м. Кроме того для обслуживания подводящих труб необходимо дополнительная площадь (спереди или сзади) АБХМ размером (ДхШ) - 4х2 м. АБХМ должна размещаться в помещении при температуре воздуха более +5 оС и влажности воздуха менее 85%.

Также необходимо место под размещение испарительной градирни тепловой мощностью 8820 кВт. Рабочая масса – 24,2 т, габаритный размер (ДхШхВ) 10,8х7,6х5,5 м. Возможно стандартное и малошумное исполнение градирни. Градирню рекомендуется размещать вне помещения в зоне свободного доступа воздуха.

• Сервисные работы при круглогодичном использовании проводятся четыре раза в год.
• При сезонной работе машин необходимо проводить ее консервацию (например, в октябре) и расконсервацию (например, в апреле).
• При сезонной работе плановый сервис машины осуществляется одновременно с работами по консервации и расконсервации работами.
• При сезонной работе сервис проводится два раза в год.
• Запасные части для проведения сервисных и ремонтных работ поставляется в комплекте, удовлетворяющем техническому обслуживанию на 4 года.

В рамках реализации проектов в области тригенерации ROLT power systems установила партнерские отношения с производителем теплообменного оборудования «Альфа-Лаваль» (ALFA LAVAL).

Тригенерация и экология

В системах тригенерации на базе АБХМ практически нет выбросов парниковых газов, отсутствуют вредные химические загрязнения, т. к. в качестве хладагента используется вода. Важно отметить, что использование тригенерации — одна из лучших технологий, доступных для сокращения выбросов парниковых газов и других загрязнений окружающей среды.