Коренное усовершенствование технологий энерго- и ресурсосбережения в системах теплоснабжения нового поколения

Объектом исследования являются системы теплоснабжения в Российской Федерации, энергоустановки для производства электроэнергии и тепла, системы транспортировки, распределения и потребления тепла.
Цель работы – разработка способов, технических и методологических решений, повышающих эффективность использования энергоресурсов не менее, чем на 30% в системах теплоснабжения, при производстве, транспортировке, распределении и потреблении тепловой энергии с целью создания системы теплоснабжения нового поколения.
В соответствии с техническим заданием проведены следующие исследования:
Проведен анализ состояния систем энергоснабжения в стране. Отмечены основные проблемные вопросы, связанные с чрезмерной централизацией систем энергоснабжения, большими потерями в тепловых сетях при транспортировке и распределении тепла, низким уровнем систем энергосбережения тепла в жилых и общественных помещениях.
В системах теплоснабжения потребляется до 45% всех энергоресурсов России; услугами централизованного теплоснабжения пользуются около 100 млн. человек; по своим масштабам существующие системы централизованного теплоснабжения переросли не только экономически оптимальные, но и технически целесообразные границы; сверхнормативные потери тепловой энергии в тепловых сетях достигают 30%, что в несколько раз превышает экономию топлива от комбинированной выработки тепла и электричества на ТЭЦ; на прокачку сетевой воды расходуется до 50 млрд. кВтч. электричества.
Почти 60% тепловой энергии дают котельные, но отсутствие автоматизации и несовершенство оборудования значительно снижает коэффициент использования топлива.
Рассмотрены возможности использования как органического, так и ядерного топлива.
Проведенные патентные исследования показали, что сокращение потерь тепла и теплоносителя может быть осуществлено за счет исключения из систем централизованного теплоснабжения (СЦТ) систем горячего водоснабжения (ГВС), составляющего всего 10÷12% от суммарного потребления тепла. Использование систем централизованного теплоснабжения (СЦТ) для ГВС в неотопительный период приводит к тому, что разветвленную систему СЦТ с транзитными и магистральными теплотрассами приходится поддерживать в рабочем состоянии (хотя и при меньшей температуре) длительное время. В патентном обзоре рассмотрены системы с использованием теплонасосных установок (ТНУ) и было показано, что при размещении ТНУ в каждом доме возможно получение дополнительного тепла для ГВС за счет использования тепла выхлопа вентиляционных установок; утилизации тепла из канализационных стоков; использование тепла атмосферы, скважин, водоемов; утилизации тепла при минимизации температуры обратной сетевой воды.
Представлены предложения как по системам централизованного теплоснабжения, так и децентрализованного теплоснабжения.
  Наличие на рынке многочисленных вариантов теплотехнического оборудования делает необходимым создание региональных технопарков для их апробации и современных средств диагностики для комплексного (системного) анализа.
Всё отмеченное требует коренной модернизации существующей системы теплоснабжения и теплопотребления в стране.

Проведены математическое моделирование и расчеты процессов локального обогрева и/или охлаждения помещения, расчеты параметров теплоаккумулирующих приборов и/или устройств вентиляции, проведены расчеты параметров энергетической установки на базе газотурбинного двигателя, проведены расчеты параметров энергетической установки на базе теплофикационного реактора ВК-300.
Разработаны методики экспериментальных исследований, предложены схемы макетов и стендов систем теплоснабжения нового поколения.
Проведены эксперименты на стенде-макете газотурбинной установки; на стенде-макете атомного кипящего реактора ВК-300; на макете жилого помещения и на стенде по исследованию тепловых приборов с тепловыми аккумуляторами.
Разработаны технико-экономические мероприятия по реализации программы модернизации системы теплоснабжения и теплопотребления с учетом возможностей отечественной экономики и производства; обоснованы способы замены водяного теплоснабжения от котельных на электрическое отопление на примере п.г.т. Лаишево (республика Татарстан).

1.Выполнено обобщение результатов предыдущих этапов работ;
2. Проведена оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем;
3. Сформулированы технические требования для технического задания на разработку продукции;
4. Обоснованы способы замены водяного теплоснабжения от котельных на электрическое отопление;
5. Показаны преимущества системного подхода реновации жилья и технологий электрического отопления от локальных энергоустановок.