Тема 2. Совершенствование способов производства энергии. Нетрадиционные источники энергии.

Производство э/э на паротурбинных электростанциях.

В России как и в др.странах основное количество э/э вырабатывается на тепловых электростанциях, сжигающих органическое топливо. Преобразование тепловой энергии в механическую работу, а затем в э/э, базируется на цикле Ренкина.

Для повышения КПД цикла используют различные методы.

Рисунок 1

Повышение тепловой экономичности ТЭС связано с ростом начального давления пара. Увеличение начального давления усложняет и удорожает оборудование станции, но чем больше мощность блока, тем меньше влияет начальное давление на удельные капиталовложения, поэтому установки большой мощности создаются на высокое давление. В нашей стране принято 4 ступени давления : 3,43; 8, 83; 12,75;23,54 МПа.

Этих давлений вполне достаточно чтобы выбрать оптимальные параметры пара для турбины любой мощности. КПД цикла также увеличивается с ростом первоначальной температуры пара. Повышение температуры острого пара на 50 градусов Цельсия уменьшает удельный расход топлива на 2,5%. Но , чем выше температура, тем дороже металл, из которого изготавливают высокотемпературные элементы оборудования. Для каждой марки стали определена максимальная температура ее применения. Если стоимость труб из углеродистой стали принять за 100%, то стоимость труб из легированых сталей составит хромомолипденованадиевых 160-190% , высокоаустенитные 470-560%,и аустенитные стали с молибденом и ванадием 700-800%. Поэтому в теплоэнергетике установки, требующие большого расхода дорогих аустенитных сталей не находят широкого применения. Существует опытно промышленный тест с температурой более 600 градусов Цельсия. В России и Зарубежом турбины мощностью 100МВт и выше работают на перегретом паре с температурой 535-540 градусов и с температурой 555-565 градусов. Для повышения КПД цикла Ренкина используют также регенеративный подогрев питательной воды и промежуточный перегрев пара.

При использовании регенеративного подогрева КПД зависит от конечной температуры подогреваемой воды и числа подогревателей. В современных установках температура питательной воды, поступающей в котел составляет 230-236 градусов а число подогревателей от 7 до 9. Чтобы как можно больше увеличить КПД за счет регенеративного подогрева необходимо сочетать конечную температуру подогрева, число подогревателей и давление в регенеративных отборах. КПД цикла с регенерацией на 12-13 % выше КПД цикла Ренкина. Это объясняется тем, что тепло выделяющееся при конденсации отборного пара в подогревателях полностью расходуется на нагрев воды, а не отводится бесполезно в окр.среду, как тепло пара, поступающего в конденсатор. КПД цикла с промежуточным перегревом зависит от давления промежуточного перегрева.

Термодинамически оптимальным давлением промежуточного перегрева будет такое давление, при котором КПД будет максимальным. Это давление составляет порядка 15-20% от номинального давления пара. При оптимальном давлении в промежуточном пароперегревателе расход топлива на турбоустановке уменьшается 4-6 %. Вторая ступень промежуточного перегрева дает доп.экономию топлива 2-3%. КПД конденсационного цикла на отчественных ТЭС составляет 23-37%. Остальное тепло сбрасывается в окр..среду с охлаждающей водой конденсаторов, турбины.

Переменный график электропотребления.

Потребление энергии в течение суток неравномерно, в час пик оно резко возрастает, а ночью резко уменьшается, поэтому энергосистема должна иметь базовую мощность, работающую в переменном режиме и пиковую, которая работает несколько часов в сутки, а остальное время находятся в резерве. Если энергосистема имеет только паротурбинную установку , то резерв д.б. горячим, т.к. пуск паротурбинной установки занимает много часов, следовательно расходуется топливо, задействован обслуживающий персонал, а стоимость пиковой паротурбинной установки практически не отличается от стоимости базовой. Пиковую нагрузку легче покрывать, если в энергосистеме есть гидростанция. Мощность гидротурбины можно изменять довольно быстро. Иногда строят специальные гидроаккумулирующие станции. В часы пик они вырабатывают э/э за счет перетекания воды из верхнего водоема в нижний, а в часы когда потребность в э/э снижается турбины работают в режиме насоса, перекачивая воду из нижнего водоемы в верхний. Но строительство таких станций также дорого как и ГЭС. Атомные электростанции работают только в базовом режиме. Они имеют дорогостоящее оборудование, которое необходимо эксплуатировать на полную мощность. Агрегаты паротурбинных электростанций могут уменьшать нагрузку до 70-75% без существенного снижения энергоэффективности. Огромной заслугой энергетика советского союза явилось создание единой энергетической системы. Ее основу составляет крупные ГРЭС, АЭС и ГЭС и связывающие их ЛЭП, объединенная в кольцо. Единая энергосистема устойчива при крупных системны авариях. Преимуществом этой системы для России является то, что в России было 8 часовых поясов, поэтому максимум энергопотребления наступает не одновременно по всей стране. Это позволяет передавать э/э из района с меньшим потреблением в районы с максимальной нагрузкой. Расстояние, на которое выгодно передавать э/э ограничивается ее потерями в ЛЭП. С РАЗРУШЕНИЕМ Советского Союза уменьшилась возможность такого маневра, но пока она еще существует. Для выравнивания графика электропотребления на западе введен двухтарифный учет: днем э/э стоит дороже, а ночью и в выходные дни дешевле.

Лекция 3

ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕДАЧИ Э/Э

Передача э/э на большие расстояния по ЛЭП связана с большими потерями. Потерянная, т.е. превращенная в теплоту э/э равна произведению силы тока на сопротивление провода. Передаваемая по проводу мощность равна произведению тока на напряжение, поэтому дальние ЛЭП проектируют на огромные напряжения до 1 500 000 вольт. Теоретически возможен другой путь снижения потерь. В начале 20в датский физик Камерлинг Оннес обнаружил что механический проводник охлажденный жидким гелием практически до 0 градусов кельвина перестает оказывать сопротивление электрическому току. Это явлению назвали сверхпроводимостью. Для широкого использования жидкий гелий очень дорог, но в 1985 году было выявлено, что некоторые керамические соединения становятся сверхпроводимыми при t=140 град.Кельвина. Азот становится жидким при температуре 177,8К, следовательно сверхпроводимость можно получить, если охлаждать керамику жидким азотом. Жидкий азот получают путем глубокого охлаждения воздуха при разделении его на кислород и азот. Первый промышленный образец сверхпроводящего материала был изготовлен в 1998г. Он имеет длину 30,48 м и снабжает трехфазным током потребителей. Сила тока 1250 А, напряжение 12,5кВ. Пока этот образец очень дорог, но ведутся работы по снижению стоимости сверхпроводящих проводников. Использование таких проводников позволит на 10% сократить потери э/э при ее транспортировке на большие расстояния.

КОМБИНИРОВАННАЯ ВЫРАБОТКА ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ.

Россия является самой холодной страной мира и на отопление в России расходуется от 35 до 40% используемых энергоресурсов. В тоже время, конденсационная электростанция превращает в э/э не более 40% теплоты сжигаемого топлива. Более 50% этой теплоты теряется с охлаждающей водой конденсаторов турбин. Эту сбросную теплоту можно использовать для теплоснабжения, при условии, что температура пара на выходе из турбины составит 100-120 градусов Цельсия, при этом уменьшается работа, совершаемая паром в турбин, но отработанный пар с такой температурой можно подавать в теплообменник для нагрева воды для нужд теплоснабжения. Совместная выработка тепловой и электрической энергии на ТЭЦ называется комбинированной. В СССР было пионером в области комб.выработки тепла и э/э. При разработке системы теплофикации необходимо совмещать графики потребления теплоты и э/э. Потребность в отоплении и горячей воде также неравномерна как и в э/э. Графики тепловой и электрической нагрузки не совпадают. Летом отопление в России не нужно, а э/э потребляется практически столько, как и зимой. График электрической нагрузки покрывает крупные ГРЭС, АЭС, ГЭС, а ТЭЦ работает по тепловому графику. В России по теплофикационному циклу вырабатывается порядка 20-25% э/э, хотя эту цифру можно было бы увеличить.

ГАЗОТУРБИННЫЕ (ГТУ) И ПАРОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ.

Газотурбинные и парогазовые установки являются одними из самых перспективных установок для производства тепловой и электрической энергии. Использование таких установок во многих странах мира, позволило повысить экономичность электростанций и улучшить их экологические характеристики. По принципу действия газовая турбина практически не отличается от паровой. Продукты сгорания топлива разгоняют в соплах до высоких скоростей 300м/с и выше. Они давят на лопатки турбины при их обтекании и вращают ее ротор вместе с электрогенератором. КПД ГТУ тем выше, чем выше температура газов, поступающих в турбину. Эта температура определяется жаростойкостью элементов, из которых изготовлена газовая турбина. На выходе из газовой турбины продукты сгорания имеют температуру 500 градусов и выше. Это тепло можно использовать для получения пара, который направляется в паровую турбину, где совершает дополнительную работу увеличивая КПД цикла. Такие комбинированные установки называют парогазовые (ПГУ). КПД ПГУ составляет порядки 58%. Планируется его увеличение до 60%.

(рисунок. СХЕМА ПГУ)

1-компрессор

2-камера сгорания

3-подача топлива

4- газовая турбина

5- котел-утилизатор

6-паровая турбина

7- конденсатор

8-насос

9-электрогенератор

В камеру сгорания ГТУ подается топливо и сжатый в компрессоре воздух. Продукты сгорания поступают в газовую турбину, и обязательным элементом современной газовой турбины является система охлаждения ее деталей. Температура продуктов сгорания на входе в газовую турбину 1100-1300 градусов Цельсия. По условиям длительной прочности температура лопаточного аппарата не должна превышать 900 градусов Ц. Для охлаждения обычно используют воздух, который отбирается за отдельными ступенями компрессора. На эти цели расходуется до 15% воздуха, всасываемого в компрессор. Температура газов на выходе из газовой турбины зависит от начальной температуры воздуха и степени сжатия его в компрессоре. Обычно она составляет от 500 до 630 градусов Ц. В продуктах сгорания содержание окислителя порядка 12-16%, при коэффициенте избытка воздуха α=2,8…4. Отработавший в газовой турбине газ поступает в котел-утилизатор, который вырабатывает водяной пар, используемый для совершения работы в паровой турбине. Одним из вариантов реконструкции ТЭС, работающих на природном газе, является следующий: на станции необходимо установить газовые турбины нужной мощности и постепенно заменять котлы, выработавшие свой ресурс на котлы-утилизаторы. Остальная часть станции, т.е. паровые турбины, водоподготовка, электрическая часть используется дальше без капитальных затрат. Как показывает зарубежный опыт, при такой реконструкции удельная стоимость надстройки составляет от 400-600$ за установленный кВт. Такая надстройка позволяет снизить температуру перегретого пара без существенного снижения КПД станции. В тоже время снижение параметров пара дает возможность увеличить в 3-5 раз ресурс работы остального оборудования.

МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (МГДУ).

Перспективным является использование для выработки э/э и тепла с помощью МГДУ. Основным элементом МГДУ является МГД-генератор. Цикл МГД-генератора такой же как и у ГТУ, т.е. адиабатное расширение и сжатие газа и изобарный подвод и отвод теплоты. Но в отличие от ГТУ в МГДУ происходит безмашинное преобразование тепловой энергии в электрическую.

Схема МГДУ.

1. Подача топлива

2. Подача сжатого подогретого воздуха

3. Камера сгорания

4. Бункер легкоионизирующихся присадок

5. МГД-канал

6. Магнитное поле

7. Электроды

8. Котел-утилизатор

9. Паровая поверхность нагрева

10. Воздухоподогреватель

11. Паровая турбина

12. Электрогенератор

13. Компрессор

14. Конденсатор

15. Конденсатный насос

16. Подогреватель низкого давления (ПНД)

17. Деаэратор

18. Питательный насос

19. Подогреватель высокого давления (ПВД)

20. Система управления присадками

В камеру сгорания МГД-генератора подается сжатый в компрессоре и подогретый до температуры 1000-1300градусов воздух, а также топливо. Образовавшиеся в ней продукты сгорания имеют температуру 2500-2700 градусов Ц. При такой температуре происходит ионизация газа, т.е. он становится электропроводным и переходит в плазменное состояние. Такая плазма называется низкотемпературной. Для увеличения концентрации ионизированных частиц в газе вводят специальные легкоионизирующиеся вещества. Обычно это щелочные металлы: натрий или калий. Ионизированный газ движется в канале МГД-генератора со скоростью около 700 м/с. Он пересекает силовые линии магнитного поля, которое создается мощными электромагнитами. Ионизированные частицы газа отклоняются от прямолинейного направления движения в направлении перпендикулярном векторам скорости и магнитной индукции. Они попадают на электроды и в цепи возникает постоянный электрический ток. Газы, выходящие из МГД –генератора имеют температуру 1800-2000 градусов Ц, их тепло используют для подогрева воздуха и получения пара, который использует в турбине, получая дополнительную э/э. КПД МГДУ может достигать 50-60%. Около 50% мощности генерируется в МГД генераторе а оставшаяся в паровой турбине. МГДУ также имеет лучшие экологические характеристики по сравнению с ТЭС. Основной проблемой промышленного использования МГДУ является создание материалов, которые могли бы длительное время надежно работать при высоких температурах. В качестве таких материалов можно использовать оксиды металлов, например диоксид циркония.

Лекция 4

ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

В настоящее время во многих странах мира для электроснабжения всё более применение находят топливные элементы. Топливные элементы непосредственно преобразуют энергию химических реакций в электрическую. С точки зрения электрохимии хим.реакция представляет собой перераспределение электронов между атомами. Реакцию горения водорода можно представить следующим образом: сначала молекула водорода диссоциирует на ионы, теряя по одному электрону от каждого атома.

Эти два электрона присоединяют атом кислорода

В результате образуется ион водорода, затем положительно заряженные ионы водорода притягивают к отризательно заряженному иону кислорода, образуя молекулу воды.

Первые две реакции идут с поглощением энергии, но в 3 реакции энергии выделяется значительно больше , чем в 2 предыдущих. Если разделить в пространстве выделение электронов на аноде и их поглащение на катоде можно получить электрический ток в проводнике. Таким образом происходит непосредственное превращение химической энергии топлива в электрическую. Такой процесс осуществляют в топливном элементе. Это обычный электрохимический элемент, в котором активные вещества подаются из вне, а материал электродов в электрохимических реациях не участвует. В первые топливный элемент был разработан в Англии в 19 веке, но технические трудности, связанные с созданием дешевой промышленной конструкции удалось преодолеть только в 20в.

Принципиальная схема топливного элемента.

РИСУНОК4

Топливный элемент имеет два пластинчатых электрода из пористого никеля, между которыми находится электролит (обычно KOH). Электроды омываются анод-водородом, а катод кислородом. Молекулы водорода сначала диссоциируют на атом, а атомы на ионы и электроны. Электроны выходят из анода по внешней цепи к катоду и возникает электрический ток. Ионы водорода диффундируют через электролит к катоду. На катоде они вступают в реакцию с кислородом и поступающими из внешней цепи электронами. В результате реакции образуется вода.

Величина напряжения топливного элемента в среднем составляет 1В, поэтому для получения более высоких напряжений требуется последовательное соединение большого количества топливных элементов. Полученный постоянный ток можно преобразовать в переменный. Рассмотренный топливный элемент может работать только на чистом водороде, т.к. электроды пропускают только ионы водорода. Водород можно получить из природного газа. В настоящее время разработаны топливные элементы, работающие на природном газе. В них используют твердый электролит, например пористый оксид циркония, который покрыт с обеих сторон электродами. В этом элементе через твердый электролит диффундируют ионы кислорода, следовательно на аноде они могу окислять не только водород, но и различные углеводороды, из которых состоит природный газ. В зависимости от используемого электролита топливные элементы делятся на твердополимерные (ТПТЭ), щелочные (ЩТЭ), фосфорнокислые (ФКТЭ), с расплавленным карбонатным электролитом (РКТЭ), твердооксидные (ТОТЭ). Скорости реакции в топливном элементе увеличиваются с повышением температуры, поэтому разрабатываются не только низкотемпературные топливные элементы с температурой 80-100 граусов Ц, но и среднетемпературные 200градусов Ц, высокотемпературные 650-1000 градусов Ц. К низкотемпературным относятся ТПТЭ, ЩТЭ, средне – ФКТЭ, высоко –РКТЭ, ТОТЭ. Прямое преобразование химическое энергии топлива в топливных элементах дает возможность получит их КПД порядка 70%. Работа ТЭ сопровождается выделением тепла, низкотемпературные ТЭ, работающие на чистом водороде дают дистиллированную воду с t=60-80 градусов. Тепловым отходом высокот-х ТЭ, которые работают на природном газе является влажный газ с t= 650 и выше, его можно использовать для получения горячей воды и пара. Разработкой топливных элементом занимается большое количество фирм. Основной задачей является уменьшение размером топливных элементов, за счет увеличения скоростей анодных и катодных реакций, путем подбора электролита и катализатора. Электроустановка на основе топливных элементов может включать в себя: систему подготовки и переработки топлива, преобразователь постоянного тока в переменный, аппараты переработки продуктов реакции и аппараты по использованию выделяющейся теплоты. Система подготовки и переработки топлива необходима, потому что для низко- и среднетемпературных ТЭ используется водород, как наиболее активный восстановитель. Для высокотемпературных ТЭ можно использовать еще и оксид углерода. Основными характеристиками топливных элементов являются :напряжение, мощность, ресурс работы и КПД. Топливные элементы нашли широкое применение в космонавтике, где их используют для получения э/э. Топливом в ни является водород. В различных странах мира японская фирма ТОШИБА установила 113 электрогенераторов на базе топливных элементов, мощность 200кВт каждый. Генератор имеет КПД 41 % и кроме э/э производит теплую воду с температурой 60 градусов Ц и горячую 90-120 градусов Ц, а также насыщенный пар с давлением 0,63МПа. В качестве топлива применяют природный газ. Можно также использовать метан, пропан и другие горючие жидкости и газы, которые предварительно подвергают переработке в самой установке, где жидкое топливо превращают в богатый водородом газ. В Анколидже на Аляске в 2001 году были установлены 5 электрогенераторов с топливными элементами, мощностью 200кВт каждый. У этих ТЭ КПД по выработке э/э составляет 37%, а суммарный коэф-т использования топлива, с учетом теплоты, отданной потребителю равен 87%. Размеры генератора равны 3 на 3на 5,5 м. В настоящее время электрогенераторы на базе топливных элементов дороже генераторов с паротурбинным приводом и приводом от двигателей внутреннего сгорания, но совершенствование топливных элементов и увеличение их выпуска должно привести к снижению их стоимости.

ТЕПЛОВОЙ НАСОС

Тепловым насосом называют устройство, работающее по обратному термодинамическому циклу и предназначенное для передачи теплоты от источника низкого потенциала (температуры) к приемнику теплоты более высокого потенциала. Если назначением холодильной машины является охлаждение объекта и она работает в интервале температур ниже температуры окружающей среды, то назначением теплового насоса является нагрев объекта и они работают в интервале температур выше температуры окружающей среды. Как в прямом цикле невозможно получить работу за счет теплоты горячего источника без отвода теплоты в холодный источник, так и в обратных циклах невозможно передать теплоту от источника с низкой температурой к источнику с высокой температурой без затрат внешней энергии. Наиболее широкое распространение получили тепловые насосы, которые называют парокомпрессионные и они работают с механической компрессией рабочего тела (пара).

Принципиальная схема парокомпрессионного теплового насоса.

РИСУНОК 5

1. Испаритель

2. Компрессор

3. Конденсатор

4. Дроссельный вентиль

За счет теплоты источника с низкой температурой в испарителе идет процесс парообразования рабочего тела, имеющего низкую температуру кипения – это фреоны, аммиак. Полученный пар направляется в компрессор, где в процессе сжатия температура рабочего тела повышается. После компрессора пар поступает в конденсатор, где передает свое тепло воде, циркулирующей в системе отопления. В результате образуется конденсат пара, который направляется в дроссельный вентиль. Там он дросселируется с понижением давления, и после дроссель вентиля рабочее тело в жидком состоянии снова направляется в конденсатор. Эффективность теплового насоса оценивается коэффициентом трансформации тепла (отопительный коэффициент - µ= )

Q1- ТЕПЛОТА отданная рабочим телом в отопительную систему

Q2 – теплота полученная рабочим телом в испарителе

L – работа, затраченная в компрессоре.

Коэф-т трансформации показывает сколько теплоты подводится для потребления в расчете на единицу затраченную на привод теплового насоса механической работы. Чем больше µ, тем больше теплоты при одних и тех же затратах работы будет получено.

µ=3…8.

Тепловые насосы представляют собой компактные установки , предназначенные для преобразования тепла низкопотенциального источника с температурой от 4 до 20 градусов Ц, в высокопотенциальный с температурной 60-80 градусов, причем с увеличением температуры низкопотенциального источника µ возрастает. Тепловые энергетические и экономические характеристики тепловых насосов связаны с характеристикой источников, из которых забирается тепло. Идеальный источник низкопотенциального тепла должен давать стабильно высокую температуру в течение всего отопительного периода, иметь благоприятные теплофизические характеристики, не быть коррозионным и загрязняющим, не требовать больших расходов на его обслуживание. В качестве источников тепла в небольших системах теплоснабжения на базе тепловых насосов используют наружный и отводимый из помещения воздух, почву и подпочвенную воду. Для систем большой мощности используется морская, речная и озерная вода, геотермальные источники и грунтовые воды. Тепловые насосы используются для автономного обогрева и горячего водоснабжения различных помещений. Это экологически чистое устройство, т.к. работает без сжигаемого топлива. Тепловой насос это одно из немногих устройств, которое производит тепловой энергии в 3-7 раз больше, чем ее требуется для привода компрессора. В автономном режиме тепловые насосы могут работать не менее 10 лет. Их обслуживание заключается в сезонном техническом осмотре и периодическом контроле режима работы. Стоимость теплонасосного оборудования составляет о 80 до 100$ за 1 кВт тепловой энергии в зависимости от низкопотенциального источника тепла. Без капитального ремонта тепловые насосы могут работать от 45 до 60 тыс.часов или 10-15 отопительных сезонов. Срок окупаемости оборудования 2-3 отопительных сезона. Тепловые насосы давно производят и эксплуатируют на ряду с другими средствами теплоснабжения во многих странах мира. По прогнозам мирового энергетического агенства в 2020 году 75% теплоснабжения в мире будет осуществляться с помощью тепловых насосов В настоящее время в мире функционирует более 15 млн тепловых насосов, мощность которых составляет от нескольких кВт до сотни МВт. Общая мощность тепловых насосов превышает 30000МВт. Одним из достоинств теплонасосных устновок является то, что их можно использовать для конденционирования воздуха в помещениях в летнее время. Огромное количество тепловых насосов в Японии и США служат не столько для отопления, сколько для конденционирования воздуха летом, т.е. летом они работают в режиме холодильной машины, а зимой в режиме теплового насоса. В США 45% зданий отапливается электричеством. Использование ТНУ позволяет в несколько раз сократить расход э/э. В тоже время в северной Канаде отопление с помощью ТНУ не выгодно из-за низкой стоимости топлива и высокой стоимости э/э. Примерно такая же картина наблюдается во многих регионах России.

Лекция 5

В Швеции действует порядка 150 000 тепловых насосов и они обеспечивают 50% отопления города Стокгольм. Общая мощность ТН насосов составляет 320 ГВт. Источником низкоптенциального тепла является вода балтийского моря с температурой +8 градусов. В Австрии работает 125 000 насосов. Они дают ежегодную экономию топлива порядка 116 000 тонн мазута. В Германии функционирует порядка 300 000 тепловых насосов. Большая часть из них используется для отопления коттеджей. Примерно 77% используемых в Европе ТН в качестве никопотенциального источника используют наружный воздух. Для отопления коттеджей также используют теплоту грунта. Широкое использование теплонасосных установок в Европе обусловлено тем, что там относительно теплый климат и в отдельные коттеджи подводится только э/э. В России пока работает порядка 100 теплонасосных установок. В тоже время условия для развития теплоснабжения на базе ТНУ в России довольно благоприятно. У нас сущ-т большое количество низкопотенциальных источников теплоты – сточные воды предприятий и городов, а также охлаждающая вода конденсаторов турбин тепловых и атомных электростанций, которая расценивается в 100 000 000 тонн условного топлива в год. В последние года ситуация стала меняться в лучшую сторону, так как стали решать проблемы энергосбережения и кроме того, возросла стоимость энергоносителей. В жилищно-коммунальном секторе теплонасосные установки могут найти широкое применение для отопления и горячего волоснабжения. Использование децентрализованных систем теплоснабжения на базе теплонасосных установок, где отсутствуют тепловые сети дает возможность избежать многих технологических, экологических и экономических проблем. По экономическим параметрам ТНУ могут конкурировать с водогрейными котельными, работающими на природном газе. На ТЭС выброс теплоты в системах охлаждения составляет 140-150 млн Гкал.Это эквивалентно 24-26 млн тонн условного топлива. Технически можно утилизировать до 45% этой низкопотенциальной теплоты. На ТЭС это можно сделать 2 способами:

1. Использование охлаждающей воды в качестве низкопотенциального источника для теплового насоса

2. Использование в качестве низкопотенциального источника обратной сетевой воды, которая возвращается на ТЭЦ с t порядка 20-25градусов.

Первый способ можно реализовать если разместить тепловой насос вблизи ТЭЦ, а второй если разместить ТН вблизи потребителя тепла. Так как низкопотенциальный источник теплоты имеет достаточно высокую температуру, то ТНУ будут работать с высоким коэффициентом трансформации. На промышленных предприятиях ТНУ можно использовать для утилизации теплоты в оборотных системах водоснабжения. В настоящее время разрабатывают программы развития нетрадиционной энергетики России, которая также включает раздел по развитию ТНУ. Предполагается увеличить производство ТНУ различной мощности и их использование, как в промышленности, так и в жилищно-коммунальной сфере.