Л.Н. Корх – ЗАО «К. В. Инжиниринг»

Создание на базе автономной электростанции энергоблока по схеме тригенерации будет способствовать эффективному использованию энергоресурсов. В тригенерационной установке могут использоваться холодильные машины нового поколения.

При строительстве любого нового объекта вопрос энергоснабжения является ключевым. В последнее время наблюдается кризис большой энергетики в России, который обусловил дефицит электроэнергии.
Выделение электрических мощностей для вновь строящихся объектов является серьезной проблемой. Например, стоимость выделения электрической мощности по Московскому региону достигает 35000 рублей за кВт, а во многих случаях требуемые мощности нельзя получить и по такой цене, потому что их просто нет.
В связи с этим все больше проявляется интерес к малой энергетике. Материальная база для этого направления существует и интенсивно развивается как в России, так и за рубежом.
При построении системы энергоснабжения на базе автономной электростанции важно эффективно использовать энергоресурсы, а именно – тепловую энергию, образующуюся в процессе сжигания топлива в приводе электрогенератора. От этого зависит стоимость производимой энергии и окупаемость автономной электростанции. Для совместного производства тепла и электричества применяются когенерационные установки – автономные ТЭЦ.
В жаркое время года, когда потребность в тепловой энергии резко падает, увеличивается потребность в холоде. Он необходим для отвода тепла от работающего оборудования, создания условий для протекания технологических процессов, а также для обеспечения комфортных условий в жаркую погоду.
Таким образом, вопрос холодоснабжения необходимо решать при строительстве практически любого объекта – производственного, жилого, офисного, развлекательного и т. д.
Существует два варианта построения системы холодоснабжения:
•    на базе компрессионной холодильной машины, использующей для производства холода электрическую энергию (классическая схема);
•    на базе абсорбционной холодильной машины, использующей в качестве источника энергии тепловую энергию.
Использование избыточной тепловой энергии для производства холода, безусловно, должно повысить эффективность автономных электростанций. На первый взгляд проблемы здесь нет: если есть избыток тепловой энергии, то следует использовать холодильную машину, которая будет на ней работать. Однако не все так просто. Абсорбционные холодильные машины (хотя и были изобретены раньше компрессионных) имеют ряд недостатков – это высокая стоимость, большие габариты и вес, а также высокие требования к квалификации обслуживающего персонала. Кроме того, нет еще достаточного опыта в проектировании, монтаже и обслуживании таких машин.
Реализация холодильной станции на базе абсорбционной установки до последнего времени была невыгодна. Но сейчас ситуация изменилась: на рынке абсорбционных машин появился новый участник. В Китае построен огромный завод, который специализируется на производстве холодильных машин BROAD. В них реализовано большое количество оригинальных идей, существенно повысивших эффективность и упростивших эксплуатацию холодильной машины.
Оборудование имеет очень широкий диапазон мощности – от 12 до 10000 кВт. Изготавливается на заказ практически под любой источник тепловой энергии – от использования энергии солнца и до высокой температуры выхлопных газов. И что самое важное: удельная стоимость абсорбционных холодильных установок BROAD приближена к стоимости компрессионных машин. Вопрос сравнения экономической эффективности применения компрессионных и абсорбционных холодильных машин снова стал актуальным.
В статье дается сравнительный анализ оценки эффективности двух типов холодильных машин – абсорбционной и компрессионной (внутренней установки, с водяным конденсатором). Выбор этих типов холодильных машин обусловлен тем, что они являются функциональными аналогами, а также имеют одинаковый состав вспомогательного оборудования, что позволяет исключить его из сравнительного анализа и, таким образом, упростить задачу.
При оценке эффективности сравнивались затраты на приобретение основного оборудования (холодильных машин) и косвенные затраты, связанные с выделением необходимой электрической мощности на обеспечение работы установок.
В анализ не включены холодильные машины производителей YORK, TRANE и CARRIER, поскольку их удельная стоимость выше, а оборудование морально устарело. Используются данные по абсорбционному чиллеру SANYO, что позволяет оценить стоимость реализации тригенерационной установки на базе абсорбционной холодильной машины до появления оборудования BROAD.
Анализируя данные, можно сделать следующие выводы:
1.    Прямые затраты на абсорбционную холодильную машины больше, чем на компрессионную установку примерно в 1,1 раза.
2.    Для построения холодильной станции на базе компрессионной машины требуется около 330 кВт дополнительной электрической мощности.
3.    Для получения дополнительной электрической мощности нужно либо повысить мощность когенерационной установки, либо увеличить выделение требуемой мощности от централизованной системы, что приводит к появлению косвенных затрат.
4.    Оценка величины косвенных затрат на увеличение мощности когенерационной установки превышает затраты на холодильную машину и составляет $300 тыс. Оценка затрат на выделение электрической мощности от централизованной системы электроснабжения еще выше – не менее $429 тыс.
5.    Использование компрессионного чиллера требует существенных затрат на оплату потребляемой им электроэнергии, что еще больше снижает привлекательность этого варианта.
В условиях кризиса большой энергетики оптимальным (а во многих случаях и единственным) вариантом получения необходимой электрической мощности является создание собственной электростанции. Наибольший эффект достигается при построении энергоблока по схеме тригенерации. При создании холодильной части тригенерационной установки могут использоваться абсорбционные холодильные машины нового поколения BROAD.
Даже предварительный анализ экономической целесообразности такого технического решения без учета использования более дешевой электроэнергии и повышения надежности электроснабжения – очевиден.
Для создания подобных установок необходимо объединение усилий энергетиков, теплотехников и «холодильщиков». Такой союз, безусловно, должен привести к созданию эффективных энергоблоков по схеме тригенерации.