ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ENERGY EFFICIENCY OF TECHNOLOGIES FOR THERMAL AND ELECTRIC ENERGY PRODUCTION

Pavel Prjadko

master's student, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

Для деятельности торгово-развлекательных центров требуется энергия. Энергетические потребности зданий торгово-развлекательного назначения можно обеспечивать путем потребления из централизованных систем электроснабжения и теплоснабжения при наличии технической возможности подключения. Энергию можно генерировать на собственном энергетическом центре, работающем по принципу когенерации или тригенерации. Использование комбинированного производства разных видов энергии является энергетически эффективным решением для объектов высокой степени энергопотребления.

ABSTRACT

Shopping and entertainment centers require energy for their operations. Energy needs of shopping and entertainment buildings can be met by consuming from centralized power and heat supply systems if there is a technical possibility of connection. Energy can be generated at an in-house energy center operating on the principle of cogeneration or trigeneration. The use of combined production of different types of energy is an energy-efficient solution for facilities with a high degree of energy consumption. 

Ключевые слова: энергетический центр, когенерация, триенерация, теплоснабжение; электроснабжение; эффективность, энергия, инженерные системы, отопление, вентиляция, кондиционирование, холодоснабжение, горячее водоснабжение.

Keywords: energy center, cogeneration, trigeneration, heat supply; power supply; efficiency, energy, engineering systems, heating, ventilation, air conditioning, refrigeration, hot water supply.

На функционирование инженерных систем торгово-развлекательных центров требуется энергия различного типа, основными являются тепловая и электрическая энергия и холодообеспечение [1, с. 292]. Энергия холода требуется в системах кондиционирования и расходуется на охлаждение воздуха перед подачей его в помещения, а также в холодильных установках продуктовых магазинов, кафе и ресторанов.

Тепловая и электрическая энергия может производиться раздельно или в комплексных установках [2, с. 330]. Энергетическая эффективность генерации энергии характеризует количество полученной энергии в отношении к затраченным первичным энергоресурсам.

Первичным энергоресурсом, как правило, является органическое топливо, которое сжигается в энергетических установках. То тепло, которое можно получить от сжигания топлива, частично теряется, переходит в полезно применяемую энергию только часть его. Эта часть характеризуется коэффициентами полезного действия и использования топлива. Раздельная генерация тепловой и электрической энергии производится на принципиально разных энергетических объектах.

Повсеместная электрификации страны приходится на начало прошлого века, когда строились большие крупные электростанции, на которых преимущественно генерировалась электрическая энергия. Коэффициент полезного действия таких электростанций редко превышает 50%, поскольку велики потери в окружающую среду. Однако, именно они покрывают большую часть потребности в электрической энергии большинства потребителей России.

Тепловая энергия генерируется на котельных различного типа, назначения и мощности. В котельных агрегатах зажигается органическое топливо (газообразное, жидкое или твердое), а нагревается вода, являющаяся теплоносителем в системах теплоснабжения городов и поселков.

Более эффективной является совместная выработка тепловой и электрической энергии, реализуемая в комбинированных циклах. В прошлом веке для этих целей строились теплоэлектроцентрали, которые совмещали в себе выработку электрической энергии на тепловом потреблении. При использовании когенерационных циклов коэффициент использования топлива является высоким и может быть приближен к 100%, поскольку практически отсутствуют потери в окружающую среду.

При реализации производства электрической энергии на тепловом потреблении приходится решать массу задач. Главной проблемой являются различия в неравномерности потребления тепловой и электрической энергии.

Потребление электрической энергии зависит от времени суток, потребности потребляющих инженерных систем и многих других факторов. Неравномерность теплопотребления зависит еще и от климатических характеристик района расположения объекта, в течение года потребления тепловой энергии весьма сильно различается.

Генерировать электрическую энергию на тепловом потреблении безусловно более выгодно, чем производить ее отдельно [3, с. 70]. Однако, режимы ее производства должны быть приближены к теплопотреблению, либо оборудование должно подбираться таким образом, чтобы максимально загрузить электрическую часть установки, которая работала бы круглогодично, производство же недостающий тепловой энергии осуществлять в отдельных пиковых котельных агрегатах.

Для выравнивания неравномерности теплового и электрического потребления применяются тригенерационные циклы, когда дополнительно в работу включается адсорбционная холодильная машина в летний период. Использование триггенерационных установок позволяет производить электрическую энергию на теплопотреблении не только в зимнем, но и в летнем режиме, только летом производимое тепло будет трансформироваться в холод для систем кондиционирования и охлаждения воздуха.

Энергетическая эффективность тригенерационных установок по сравнению со всеми остальными существенно выше, что позволяет использовать первичное топливо с высоким коэффициентом полезного действия.

Список литературы:

1. Дорохов А. А. Разработка технических решений по эффективному энергообеспечению торгового центра / А. А. Дорохов, А. А. Данилин // Техническое регулирование в транспортном строительстве. – 2020. – № 4(43). – С. 287-294.
2. Лимонов А. С. Когенерационные установки для производства тепловой и электрической энергии для собственных нужд / А. С. Лимонов // Аллея науки. – 2019. – Т. 2, № 1(28). – С. 329-331.
3. Максимов М. О. Эффективности выработки тепловой энергии когенерационными установками за счет максимального использования тепла / М. О. Максимов // Globus: Технические науки. – 2021. – Т. 7, № 2(38). – С. 66-71.