Aspects économiques et environnementaux de l'utilisation de centrales électriques basées sur des pompes à chaleur. Schéma, description

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Aspects économiques et environnementaux de l'utilisation de centrales électriques basées sur des pompes à chaleur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Le coût d'une station de pompe à chaleur (HPS) d'une capacité de 100 à 10000 600 kW en Europe occidentale est de 700 à 600 USD / kW, tandis que le coût des pompes à chaleur d'Energia JSC dans la même gamme de capacités avec une efficacité énergétique à peu près égale et livraison clé en main "est de 700 à 1,5 mille roubles / kW. La réduction du coût de la chaleur produite à HPS par rapport à l'approvisionnement en chaleur traditionnel variait de 2,5 à 32 fois, en fonction de la température de la source à faible teneur, et les économies totales de carburant de toutes les HPS mises en service s'élevaient à environ XNUMX XNUMX tonnes. d'équivalent carburant. m. La période de récupération pour la plupart des HPS ne dépasse pas deux ans.

L'expérience de l'exploitation de HPS en Russie a montré qu'en raison de la durée plus longue de la période de chauffage par rapport, par exemple, à l'Europe occidentale, ainsi que du problème beaucoup plus aigu du transport de carburant, l'efficacité économique de l'utilisation de HPS en Russie est plus grande que dans les autres pays.

La possibilité d'utiliser des fréons respectueux de la couche d'ozone, en particulier le fréon 142 (R-142 c), a été prouvée. Ainsi, un HPS avec un compresseur à vis d'une capacité unitaire de 2 MW et un fluide de travail R-142 fonctionne à Kaunas, bien que les propriétés thermodynamiques de ce fréon aient nécessité des solutions extraordinaires lors de la création d'un HPS avec un compresseur à vis.

En prenant la consommation spécifique pour la production de 1 kWh d'électricité égale à 300 g de combustible de référence, il n'est pas difficile de donner une évaluation comparative des émissions nocives pour la saison de chauffage (5448 heures) de diverses sources de chaleur avec une puissance thermique de 1,16 MW (voir Tableau 2.1.1.) .

Tableau 2.1.1

Type d'émissions nocives, t/an	Chaufferie au charbon	Chauffage électrique	TN, avec un COP annuel moyen = 3,6
SOx	21,77	38,02	10,56
NOx	7,62	13,31	3,70
Des particules solides	5,8	8,89	2,46
Fluor comp.	0,182	0,313	0,087
Seulement	34,65	60,53	16,81

Les émissions nocives liées à l'utilisation d'une pompe à chaleur sont les émissions sur le lieu de production d'électricité (TPP est pris comme source d'électricité) ; il n'y a pas d'émissions nocives directement sur le lieu d'installation des pompes à chaleur. Cette situation est la plus favorable pour les zones de loisirs. Ainsi, une chaufferie au charbon d'une capacité thermique de 1,16 MW (1 Gcal/h), fonctionnant dans la zone de villégiature de l'Altaï - Belokurikha, émet au moins 4880 tonnes de substances nocives pendant la saison de chauffage (31 heures) . Les pompes à chaleur d'une puissance thermique totale de 1,2 MW, installées dans la clinique du radon sur la chaleur résiduelle de l'eau usée au radon à une température de 32 ° C, ont un facteur de conversion annuel moyen de 7,2 et ne produisent pas d'émissions nocives à Belokurikha même. Dans une centrale thermique située à 70 km de la station, les émissions nocives liées à la production d'électricité nécessaire à cette SHP, exprimées en 4,18 GJ (1 Gcal) de chaleur générée par celle-ci, ne s'élèveront qu'à 4,31 tonnes pendant la saison de chauffe.

Vous trouverez ci-dessous les facteurs de conversion annuels moyens des installations de pompe à chaleur pour la région de Sibérie occidentale (période de chauffage 5448 heures) en fonction de la température de la source à faible potentiel :

Température de la source à faible potentiel, °C	5	10	15	20	25	30	35	40
COP annuel moyen	3,6	4,1	4,6	5,3	5,9	6,6	7,2	7,9

Avec la même puissance calorifique, par exemple 1 Gcal / h (1,16 MW), l'économie de carburant spécifique lors de l'utilisation de HPS sera comparée à: avec chauffage électrique 0,277 - 0,335 tce; d'une chaudière à charbon (rendement = 0.65) 0,113 - 0,121 tec ; avec une chaudière à gaz naturel (rendement = 0,8) 0,072-0,130 tec, où la première valeur se réfère à l'utilisation d'une source de chaleur de basse qualité avec une température de 5°C dans la pompe à chaleur, la seconde - avec une température de 40 °C.

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