«Блочно-модульный тепловой пункт (БМТП) на основе тепловых гидродинамических насосов типа «ТС1»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

«Блочно-модульный тепловой пункт (БМТП)

на основе тепловых гидродинамических насосов

типа «ТС1»

Номинация: «Лучшая научно-техническая разработка года в области энергетики».

к заявке на участие в конкурсе “Лучший инновационный проект и

лучшая научно-техническая разработка года»

в рамках ХIV международной выставки-конгресса

«Высокие технологии. Инновации. Инвестиции»

(22-25 сентября 2008 года, г. Санкт-Петербург).

Награда: серебряная медаль и Дипломом выставки II степени.

2011 год.

Введение.

Тепловые гидродинамические насосы типа «ТС1» («вихревые теплогенераторы») - современные, высокоэффективные, автономные, энергосберегающие системы отопления, теплоснабжения и ГВС. Они предназначены для:

- автономного отопления жилых, офисных, производственных и складских помещений, теплиц и т. д.;

- нагрева воды для: бытовых и технологических целей, бань, прачечных, бассейнов и т. д.

Серийно выпускаемые (ТУ , Сертификат соответствия № РОСС RU. АЯ46.В12043) тепловые гидродинамические насосы типа «ТС1» представляют собой стандартный асинхронный электродвигаоб/мин, напряжением питания 380 в., смонтированный на одной раме с активатором, преобразующим механическую энергию в тепловую. Не требуют разрешения на применение от Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (письмо Управления государственного энергетического надзора исх. № 10-05/2845 от 01.01.01 г.), так как электрическая энергия используется для вращения электродвигателя, а не для прямого нагрева теплоносителя. Эксплуатация тепловых установок с электрической мощностью до 100 кВт осуществляется без лицензии (ФЗ от 03.04.96 г). «ТС1» полностью подготовлены для подключения к новой или существующей системе отопления, а конструкция и габариты установки упрощают ее размещение и монтаж в тепловом узле. В соответствии с требованиями СНиПов, для обеспечения надежности рекомендуется применять в тепловом узле не менее двух установок. При использовании одной установки «ТС1» необходимо иметь резервное устройство отопления.

При укрупненном подборе мощности тепловых установок, применяемых для отопления, используется норматив - 1 кВт, подаваемой тепловой энергии, на 10 кв. м. обогреваемой площади. При подборе мощности теплового гидродинамического насоса «ТС1» норматив - 1 кВт установленной мощности электродвигателя на 30 кв. м. обогреваемой площади. При этом под установленной мощностью электродвигателя понимается мощность, необходимая для раскрутки активатора из неподвижного состояния до номинальных оборотов. При выходе на номинальный режим работы потребляемая электрическая мощность электродвигателя снижается на 6-10%. Исходя из укрупненного норматива, тепловые установки должны обогревать условные типовые (соответствующие требованиям СНиП) жилые, бытовые, культурно-развлекательные помещения, помещения производственно-хозяйственного назначения и т. д., объемом: ТС1-055 – 5 180 куб. м, ТС1-075 – 7 060 куб. м, ТС1-090 – 8 450 куб. м, ТС1-110 –куб. м. (в маркировке указывается мощность электродвигателя).

В обогреваемых помещениях может поддерживаться любой температурный режим. Например, для жилых помещений –оС, производственных –оС, складских оС. Регулирование температурного режима производится заданием температурного диапазона теплоносителя. При нагреве теплоносителя до заданной максимальной температуры, тепловая установка отключается, при охлаждении теплоносителя до минимальной заданной температуры – включается. Тепловая установка вырабатывает ровно столько тепловой энергии, сколько составляют теплопотери обогреваемого объекта. В зимнее время установка работает больше, в осенне-весенний период – меньше. В среднем за отопительный сезон, тепловая установка работает 25-30% времени. Поэтому при укрупненных расчетах финансовых затрат на отопление нами применяется коэффициент Краб. = 0,3.

Автоматика установок «ТС1» позволяет в течение минуты произвести перенастройку температурного режима. Вечером дежурный может снизить температуру в помещениях, а перед началом рабочего дня вновь задать в помещениях комфортную температуру. Это дополнительно позволяет снизить затраты на отопление.

Тепловые гидродинамические насосы можно применять не только в стационарных тепловых пунктах. При строительстве практически всегда используются быстровозводимые сооружения модульного типа. Отопление таких сооружений можно и нужно производить с помощью блочно-модульного теплового пункта (БМТП), в состав которого входит один - два тепловых гидродинамических насоса, циркуляционные насосы, расширительные баки, фильтры, датчики, автоматика и т. д.

Преимущества тепловых пунктов на базе тепловых гидродинамических насосов: «заводская готовность», одна гарантия на все оборудование, компактный размер, высокая мобильность и простота монтажа (время на подключение/отключение установки минимально, используется типовой контейнер или кунг, предназначенный для транспортировки автомобильным и железнодорожным транспортом), возможность многократного использования, автономность (требуется только подведение электропитания), экологичность (отсутствие вредных выбросов и продуктов сгорания). Конструкция БМТП значительно проще и дешевле конструкций блочно-модульных котельных, трудозатраты и необходимая квалификация обслуживающего персонала ниже, а следовательно, ниже стоимость вырабатываемого тепла. Мобильные БМТП хорошо сочетаются с автономными источниками электроэнергии малой мощности (до 500 кВт), как с дизель-генераторами, так и с ветроэлектростанциями. Однако и для газотурбинных электростанций большей мощности они могут быть очень полезными, аккумулируя тепло в ночное время и отдавая его в дневное, чем сгладят суточные перекосы в электропотреблении.

Более четырехсот тепловых гидродинамических насосов «ТС1» эксплуатируются в регионах РФ, ближнем и дальнем зарубежье: в Москве и Московской области, в Архангельске, Выборге, Екатеринбурге, Калининграде, Липецке, Магнитогорске, Нижнем Новгороде, Омске, Оренбурге, Орле, Самаре, Санкт-Петербурге, Тольятти, Туле, Угличе, Чебоксарах и др. городах, в Башкирии и Якутии, в Белоруссии, Казахстане, Узбекистане, Украине, Южной Корее и Японии. В 2007 году нами разработан проект типового БМПТ и поставлено заказчикам несколько модулей в модификации - с одним и тремя ТС1-055.

Положительный опыт эксплуатации тепловых гидродинамических насосов в Московской области сделал возможным в 2007 году вступление нашей компании в «Союз инженерных предприятий Московской области» - некоммерческое партнерство при Министерстве Строительного комплекса Московской области. В 2008 году мы стали членами Московской торгово-промышленной палаты.

За разработку и производство тепловых гидродинамических насосов компания в апреле 2007 года награждена почетным знаком VIII Международного форума «Высокие технологии XXI века», г. Москва – статуэткой «Святой Георгий», в октябре 2007 года – золотой медалью ХII Международной выставки-конгресса «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции», г. Санкт-Петербург, в декабре 2007 года - «Золотым знаком качества ХХI века» конкурса «Всероссийская марка. Знак качества XXI века».

Более подробная информация о тепловых гидродинамических насосах типа «ТС1» («вихревых теплогенераторах»), в том числе фотографии некоторых объектов, и тепловых узлов на которых работают наши установки, а так же отзывы потребителей.

Целесообразность применения индивидуальных тепловых пунктов.

Применение закрытой системы теплоснабжения и присоединение систем отопления и вентиляции по независимой схеме все получает большее распространение. Даже там, где ранее использовались зависимые системы теплоснабжения (с использованием элеваторного узла и открытой системы горячего водоснабжения), в настоящее время в связи с программами реконструкции и перевооружения происходит переход к независимым системам с использованием автоматики, помогающим на "отапливать улицу" в переходные периоды.

Для этого есть ряд причин, который можно разбить на две группы. Отделение тепловой сети от контура потребителя с точки зрения последнего имеет такие преимущества, как:

- возможность применения рассчитанных на более низкое давление (2 – 6 бар) приборов, которые дешевле приборов, работающих под более высоким давлением (10-12 бар). Кроме того, для приборов, рассчитанных на работу под низким давлением, можно более свободно выбирать конструкцию и тем самым полнее учитывать требования к внешнему виду радиаторов и конвекторов;

- возможность осуществления обслуживания и ремонта приборов и систем без необходимости вмешательства в работу источника тепла (котельной установки) и спуска воды из тепловой сети при авариях в сети потребителя.

Для источника тепловой энергии (котельной установки) экономическая выгода от использования независимой системы еще больше: улучшается режим работы тепловой сети, повышается эффективность работы систем автоматического регулирования, на источнике тепла имеется отличная возможность контроля за всей тепловой сетью и поддержания ее в порядке, возможные утечки в сети потребителя не приводят к расходу обработанной и обескислороженной, а потому дорогой, воды из котельной. При этом потери воды тепловой сети незначительны, снижается до минимума расход подпиточной воды. Существенно уменьшается опасность коррозии тепловых сетей. Когда коррозия трубопроводов незначительна, вода остается чистой, фильтры не забиваются, износ насосов небольшой, счетчики количества тепла работают надежно.

Преимущества автоматизированного индивидуального теплового пункта (ИТП):

- общая длина трубопроводов тепловой сети сокращается в 2 раза;

- капиталовложения в тепловые сети, а также расходы на строительные и теплоизоляционные материалы снижаются на 20—25%;

- расход электроэнергии на перекачку теплоносителя снижается на 20- 40%;

- за счет автоматизации регулирования отпуска тепла конкретному абоненту (зданию) экономится до 15% тепла на отопление;

- потери тепла при транспорте горячей воды снижаются в два раза;

- значительно сокращается аварийность сетей, особенно за счет исключения из теплосети трубопроводов горячего водоснабжения;

- так как тепловые пункты автоматизированы, значительно сокращается потребность в квалифицированном персонале;

- автоматически поддерживаются комфортные условия проживания за счет контроля параметров теплоносителей: температуры и давления сетевой воды, воды системы отопления и водопроводной воды; температуры воздуха в отапливаемых помещениях (в контрольных точках) и наружного воздуха;

- оплата потребленного каждым зданием тепла осуществляется по фактически измеренному расходу за счет использования приборов учета;

- в некоторых случаях исключается отвод земли под сооружение центрального теплового пункта (ЦТП);

- обеспечивается экономия тепла, затраты на монтажные работы сокращаются за счет полного заводского исполнения. Срок окупаемости - менее двух лет. Экономия тепловой энергии составляет около 20-30 %.

1.  Новизна разработки.

Современный российский рынок насыщен предложениями от отечественных и зарубежных производителей отопительного оборудования. Есть хорошие котлы, горелки, теплообменники, насосы, трубопроводные системы, автоматика, а также автоматизированные блочно-модульные здания.

Как и в случае с тепловым гидродинамическим насосом, выбранная классификация разработанного нами БМТП должна быть обоснована. По своим функциональным задачам БМТП является аналогом блочно-модульной котельной, а по составу оборудования, он не имеет систем, обязательных для котельных, и больше соответствует ИТП.

Блочно-модульная котельная (БМК) - это котельная, выполненная как отдельный автономный и транспортабельный модуль или блок модулей с полным комплектом всего необходимого котельного оборудования. Модульные котельные предназначены для обеспечения потребностей в отоплении и горячем водоснабжении предприятий и организаций, испытывающих дефицит энергетических ресурсов или нуждающихся в более качественном и экономически выгодном источнике теплоснабжения.

БМК могут использовать несколько видов топлива: газ, дизельное топливо, уголь, нефть. Выпускаются комбинированные варианты для работы на газодизельном и газо-мазутном топливе. При любом виде топлива в комплект входят блочные модули со смонтированными в них тепломеханическими комплектующими и дымовой трубой. На рисунках 1-3 показан внешний вид нескольких БМК разных производителей.

Рис 1-3. Внешний вид БМК с блоками дымовых труб.

Кроме трубы дымовой, в комплект оборудования БМК входят дымососы рабочий и резервный, золоуловители на каждый котел, комплект газоходов наружных.

Топливо для котлов должно подводиться либо по трубопроводам, либо из бака, входящего в комплект оборудования БМК. Наличие оборудования хранения и подачи топлива требует оснащения БМК системами пожарной сигнализации и пожаротушения.

Для БМТП на основе тепловых гидродинамических насосов вышеперечисленное оборудование не требуется, так как для получения тепла топливо не сжигается, а применяются механические активаторы, приводимые во вращение электродвигателями. Поэтому, для предотвращения недоразумений и недопонимания со стороны клиентов и контролирующих органов, мы позиционируем производимый комплекс именно как индивидуальный тепловой пункт. Тем не менее, учитывая функциональное назначение БМТП, оценка новизны разработки и сравнение технических характеристик будут производиться с БМК.

Начиная с 90-х г. г. множество изобретателей начали конструировать опытные образцы «вихревых теплогенераторов». Нами регулярно проводятся патентные исследования в этой области, изучены многие патенты по данной тематике.

Большая часть патентов не имеют экспериментального подтверждения работоспособности изложенной идеи. Многие предлагаемые конструкции не технологичны, при их технической реализации, сложность изготовления приведет к не конкурентной цене и большим трудностям при эксплуатации. Разработанная нами конструкция БМТП на основе тепловых гидродинамических насосов оригинальна. В настоящее время нами получены патенты на принципиальную схему и полезную модель БМТП. О существовании реального, выполненного в металле, БМТП других производителей «вихревых теплогенераторов» нам ничего не известно.

Наша компания практически единственная, сумевшая наладить серийный выпуск тепловых гидродинамических насосов по ТУ в заводских условиях. Тепловые гидродинамические насосы комплектуются устройствами управления, разработанными по нашему ТЗ. Системы» (г. Москва) выпускает сертифицированные контроллеры с функцией плавного пуска, Сертификат соответствия РОСС RU. АЮ64.В13113. Нами изготовлено и поставлено заказчикам два пилотных экземпляра БМТП с одним (рис.4) и тремя (рис. 5) установками ТС1-055.

Рис. 4. БМТП-55 с одним ТС1-055.	Рис. 5. БМТП-55 с тремя ТС1-055.

На основе приобретенного опыта эксплуатации в конструкцию внесены доработки, необходимые для начала серийного производства.

2.  Научно-техническая и экономическая эффективность

Тепловой гидродинамический насос («вихревой теплогенератор») – устройство, использующее электроэнергию для нагрева жидкого теплоносителя, основанное на новом принципе. Если раньше теплоноситель нагревали с помощью электрических ТЭНов или электродов, то в тепловых гидродинамических насосах нагрев происходит за счет механического воздействия на жидкий теплоноситель (воду). Воздействовать на теплоноситель можно с помощью разных устройств: насоса типа «улитка» и «вихревой трубы», дисков, турбин и т. д. Энергия электродвигателя превращается в механическую энергию завихрения теплоносителя, механическая энергия переходит в тепловую. При этом запускаются мало изученные в настоящее время механизмы выделения энергии, которые приводят к тому, что энергии выделяется больше, чем затрачивается. Никто не утверждает, что тепловые гидродинамические насосы отвергают закон сохранения энергии или законы термодинамики, просто в настоящий момент нельзя однозначно объяснить, за счет чего выделяется дополнительная энергия. Существуют несколько теорий, объясняющих процессы выделения тепла, однако ни одна из теорий не может полностью описать эти процессы, дать методы расчета и оптимизации конструкции тепловых установок. Научные исследования сводятся лишь к фиксации результатов работы созданных тепловых установок и интерпретации этих результатов. Ясно лишь одно, что тепловая установка работает не по циклу Карно.

Испытания ТС1-075, проведенные 06.04.2007 г. на РУП «Волковысский завод кровельных и строительно-отделочных машин» («КСОМ») независимой комиссией без участия наших представителей, дало значение коэффициента преобразования энергии (КПЭ) равное 1,48. Испытания ТС1-055, проведенные в Японии 20-30 августа 2007 г. дали значение КПЭ равное 2,18. Испытания ТС1-090, проведенные в августе 2008 г. специалистами организации покупателя - г. Саратов, дали значения КПЭ равные 1,493 и 1,567 (копии протоколов прилагаются Приложение 1).

Ситуация, при которой КПЭ больше единицы, возникает, если его определять отношением Wпол/Wзатр, где Wпол — энергия, получаемая на «выходе» системы, Wзатр — не вся энергия, поступающая в систему, а лишь та её часть, для получения которой производятся реальные затраты. Затрата электроэнергии в тепловых гидродинамических насосах меньше количества выделяемой теплоты. Избыток энергии вероятнее всего черпается из воды и окружающей среды. При этом, хотя истинный КПД установки меньше единицы, рассмотренный КПЭ h = Wпол/Wзатр может оказаться больше единицы.

Экономическую эффективность рассмотрим на фактических данных, полученных от потребителей, и приведенных в таблице 1.

Таблица 1.

Организация	Строительный материал здания	Объем Помещений Куб. м.	Назначение объекта	Средняя температура Град.	Затраты электроэнергии за месяц, кВт/час	Потребляемая тепловая мощность в час кВт	Объем, обогреваемый 1 кВт, куб. м.
Филиал «Пластимекс М»	кирпич	20 433	цех	18-20	45 455	63,13	323,66
	сендвич-панели	22 000	склад	8-10	20 000	27,78	792,00
-Центр»	кирпич	7 000	офис	20-22	15 000	20,83	336,00
ПБОЮЛ Замотаева	Металлич. ангар	4 500	ремонтный цех	16-18	8 171	11,35	391,56
	сендвич-панели	26 500	цех	18-20	54 000	75,00	353,33

Теперь рассчитаем, во сколько обойдется потребителю отопление объекта с помощью модульной котельной "Пятисотка". Внутренняя компоновка котельной показана на рис. 6. (http://www. *****/services/modules/).

Дизельная модульная котельная мощностью 500 кВт. Котел REX-50, горелка Ecoflam. Модуль котельной - утепленный, усиленный, с перегородкой для ГСМ, размер 2,5 * 2,5 * 7,5 метров. Масса блок-модуля 7,5 тонн. Отапливаемая площадь около 6000 м2. Объем бака ГСМ 5000 литров. Потребляемая мощность 5 кВт. Расход топлива в среднем: 50 кг./час.

Рис.6. Внутренняя компоновка котельной «Пятисотка»

Для отопления помещения объемом 6 000 * 3 = 18 000 м3 котельная будет расходовать в месяц 50 * 24 * 30 = 36 000 кг. дизельного топлива и 5 * 24 * 30 = 3 600 кВт электроэнергии. Стоимость энергоносителей, например, для Новосибирска на 1 января 2008 г., приведена в Таблице 2 (http://www. *****/).

Таблица 2.

При данных ценах стоимость отопления в месяц будет составлять

36 000 * 24,40 + 3 600 * 2,14 = 886 104 руб.

На отопление близкого по объему здания Филиал «Пластимекс М» затрачивал

45 455 * 2,14 =,7 руб.

При использовании в качестве топлива газа затраты на энергоноситель будут значительно ниже. Однако, если в 2007 году, в среднем по РФ, эти затраты для тепловых гидродинамических насосов были сопоставимы с затратами на отопление газом, то опережающий рост тарифов на газ дает тепловым гидродинамическим насосам преимущество перед газовыми котлами даже по этому параметру. Тарифы на электроэнергию для населения предполагается повысить в годах - на 25 процентов ежегодно. Цены на газ, отпускаемый населению, увеличились в 2010 году - на 30 процентов, а в 2011 увеличатся - на 40 процентов. Кроме этого, во многих местах устанавливаются многотарифные электросчетчики. Например, на базе отдыха «Дубна», г. Сергиев Посад Московской области, где работают тепловые гидродинамические насосы ТС1-055, установлены пятитарифные счетчики. Минимальный тариф за 1 кВт-час электроэнергии - 80 коп, максимальный – 5,00 рублей. Нагрев воды для отопления и ГВС ведется в накопительной емкости при минимальном тарифе, что резко снижает расходы.

Эксплуатационные расходы на отопление, теплоснабжение и ГВС при использовании тепловых гидродинамических насосов значительно ниже, чем для газовых котлов. Тепловые гидродинамические насосы пожаро-, взрыво - безопасны, не требуют разрешения на применение от Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (письмо Управления государственного энергетического надзора исх. № 10-05/2845 от 01.01.01 г.), Эксплуатация тепловых установок с электрической мощностью до 100 кВт осуществляется без лицензии (ФЗ от 03.04.96 г). Они просты в техническом обслуживании, их может обслуживать электрик без специального допуска. Газовые котельные должны обслуживаться персоналом со специальным допуском, состояние оборудования регулярно проверяется многочисленными контролирующими органами и т. д.

Начиная с этапа получения разрешительной документации капитальные затраты на строительство газовой котельной в разы больше, чем при использовании тепловых гидродинамических насосов. Стоимость получения лимитов на газ выше, чем на электроэнергию. Для газовой котельной также требуются лимиты и на электроэнергию, хотя и в меньших объемах, чем для тепловых гидродинамических насосов. Дороже проект газовой котельной, сложнее и количественно больше номенклатура вспомогательного оборудования, так называемая «обвязка», в том числе дымовая труба. Отдельной строкой расходов идут затраты на газопровод от магистрали до котельной, который по стоимости может быть дороже стоимости самой котельной. В тоже время в нашей практике регулярно встречались потребители, которые из-за существующей застройки вообще не могли проложить газовую трубу или теплотрассу.

Из выше изложенного однозначно можно сделать вывод, что построить тепловой пункт с использованием тепловых гидродинамических насосов, значительно дешевле и быстрее, чем построить газовую котельную, а в ряде случаев построить газовую котельную просто невозможно.

3.  Социальная значимость, экологическая безопасность.

Внедрение современных высокотехнологичных экологически чистых технологий автономного отопления и теплоснабжения позволяет, с одной стороны улучшить качество жизни и условий работы потребителей, с другой стороны сократить трудозатраты обслуживающего персонала.

Тепловые гидродинамические насосы типа «ТС1» незаменимы в регионах не охваченных газоснабжением, в природоохранных и сейсмоопасных зонах, в помещениях с повышенными требованиями по пожаро - взрывобезопасности, в отдельно стоящих зданиях и сооружениях. Если совместить тепловые гидродинамические насосы с ветроэлектростанциями, то возможно создание полностью автономного экологически чистого комплекса отопления на возобновляемом источнике энергии. Использование накопительных емкостей, позволит выровнять электропотребление, снизив нагрузки в пиковые периоды и загрузив энергомощности в ночное время.

Применение тепловых гидродинамических насосов позволяет избавиться от складов хранения твердого и жидкого топлива, шлаков и т. д. Отпадает необходимость в разгрузо-погрузочных работах, круглосуточном труде кочегаров, в монтаже и обслуживании очистного оборудования, контроле взрывобезопасности газопровода и газовой котельной.

С точки зрения обеспечения надежности теплоснабжения при отключениях электропитания, то в любой котельной используются электронасосы и электроавтоматика, поэтому отключение электропитания приводит к остановке любой котельной. Для предотвращения разморозки тепловой сети можно предусмотреть установку дизель-генераторов, обеспечивающих работу системы отопления и теплоснабжения в аварийном режиме.

4.  Правовая защита объектов интеллектуальной собственности, сертификация.

Как показывает практика, наличие патента ничего не гарантирует и не от чего не защищает. Например: в рекламных материалах , ФГУ «61 НИИИ (ЖВД)» МО РФ показывает ВТГ-55 дискового типа, а ссылается на патенты RU 2045715 С1 и RU 2162571 С1 в которых описывается принципиально другая конструкция - «вихревая труба». Патенты: RU 2045715 С1 и RU 2162571 С1 , RU 2129689 С1 , RU 2132517 С1 , RU 2223452 С1 и , RU 2231003 С2 Н и содержат описание «вихревых труб» практически не имеющих конструктивных отличий. Патент RU 2257514 С1 , и был получен до изготовления натурного образца. Проведенные натурные испытания показали полную неработоспособность, предлагаемой ими конструкции. В течение нескольких лет мы приглашали теоретика «вихревой энергетики» на наши стенды на выставках отвечать на вопросы посетителей. Использовав полученную в ходе выставок информации он оформил патенты RU 2258875 С1, RU 2267717 С1, RU 2267718 С1, и RU 2267719 С1 на конструкции имеющие ряд идентичных узлов с выпускаемыми нами тепловыми гидродинамическими насосами типа «ТС1». Так как не имеет опыта практической работы и производственной базы, запатентованные им конструкции не технологичны, и так и остались только на бумаге. Процессы, происходящие в тепловых гидродинамических насосах настолько «тонки», что скопировать конструкцию крайне сложно.

На основании многолетнего опыта производства и эксплуатации в 2007 году нами разработаны новые технические условия - ТУ . В соответствии с ТУ переработана конструкторская и технологическая документация для серийного производства тепловых гидродинамических насосов типа «ТС1». Проведены сертификационные испытания и в 2007 г. получен Сертификат соответствия, продленный в 2008 г., № РОСС RU. АЯ46.В12043 от 01.01.2001 г. (копии титульного листа ТУ и сертификата прилагаются Приложение 2). Имеется патент на полезную модель «Устройство для получения тепловой энергии» № 000 от 27.12.07 г. В настоящее время получены патенты на полезную модель и на принципиальную конструкцию БМТП на основе тепловых гидродинамических насосов.

5.  Инвестиционная привлекательность проекта (разработки), коммерческий потенциал. Срок окупаемости разработки.

В настоящее время серийно выпускаются тепловые гидродинамические насосы (ТГН) типа «ТС1» мощностью: 55,0; 75,0; 90,0; 110,0; 160,0; 200,0 и 250,0 кВт. За семь отопительных сезонов реализовано около 500 установок. Изготовлены два пилотных образца БМТП с одним и тремя ТС1-055 в варианте воздушного отопления - съема тепла с помощью калорифера. Подготовлена техническая документация для серийного выпуска БМТП такого типа.

Для дальнейшего развития намечены следующие направления проектно-конструкторских работ:

Создание серийных конструкций БМТП воздушного отопления на основе ТС1-075, ТС1-090 и ТС1-110.

Изготовленные БМТП-55 воздушного отопления предназначены для отопления производственных помещения буровых вышек и складских помещении большого объема.

Основная проблема, с которой пришлось столкнуться при отработке конструкции это – сопряжение тепловых характеристик воздушного калорифера и теплового гидродинамического насоса.

В соответствии с техническими требованиями на электродвигатель допускается не более двух его включений в час. Следовательно, тепловая мощность, снимаемая калорифером, должна превышать тепловую мощность, вырабатываемую тепловым гидродинамическим насосом. В этом случае температура жидкого теплоносителя не будет достигать предельно допустимого значения + 95 оС, и двигатель будет работать постоянно. Регулирование теплосъема обеспечивается изменением скорости вращения вентилятора калорифера с помощью частотного преобразователя.

В соответствии с ТЗ Заказчика, в БМТП-55 первоначально был установлен воздушно-отопительный агрегат АО2-10 с производительностью по теплу 116 кВт. То есть мощность воздушно-отопительного агрегата в два раза превосходила установленную мощность электродвигателя теплового гидродинамического насоса. Однако, во время проведения испытаний, при температуре наружного воздуха - 4 оС и градиенте температур воздуха на входе-выходе вентилятора + 62 оС, тепловой гидродинамический насос нагрел жидкий теплоноситель до + 95 оС за 10 минут и выключился. В дальнейшем он включался-выключался с периодичностью в 10 минут. За время проведения испытаний теплосъем на калорифере составил 113 кВт, а потребляемая мощность ТС1-055 – 45 кВт. Комиссией был сделан вывод о необходимости увеличения мощности воздушно-отопительного агрегата. Агрегат АО2-10 был заменен на более мощный - АО2-20, с производительностью по теплу 220,4 кВт.

Так как однозначно нельзя утверждать, что в БМТП на основе ТС1-075, ТС1-090 и ТС1-110 нужно устанавливать воздушно-отопительные агрегаты с четырехкратным превышением производительности по теплу, то необходимо провести экспериментальную отработку каждой модели.

В зависимости от мощности стоимость изготовления и испытания конкретного экспериментального БМТП с одним тепловым гидродинамическим насосом может составлять от 1,5 до 2,5 млн. рублей. При этом значительную часть стоимости БМТП составляет стоимость контейнера и его внутренней отделки.

Создание серийных конструкций БМТП с «водо-водяным» теплообменником на основе ТС1-055, ТС1-075, ТС1-090 и ТС1-110.

При строительстве часто используются временно возводимые бытовые сооружения модульного типа. Отопление таких сооружений можно производить с помощью БМТП, в состав которого входит один-два тепловых гидродинамических насоса, работающих в замкнутом первичном контуре. Второй контур составляют собственно системы теплоснабжения и ГВС объекта. Передача тепла из одного контура в другой, осуществляется с помощью «водо-водяного» теплообменника, смонтированного в БМТП. Подготовка БМТП к работе будет заключаться только в подключении электропитания и гидравлическом соединении систем теплоснабжения и ГВС с теплообменником.

Этот вариант БМТП с точки зрения конструктивного исполнения проще, чем вариант воздушного отопления. В нем нет воздушно-отопительного агрегата с частотным приводом. Доработка конструкции будет сводиться к выбору и установке вместо них «водо-водяного» теплообменника.

Создание передвижного теплового пункта для работы в условиях аварий теплосистем объектов, мобильной установки для МЧС.

При авариях на теплотрассах необходимо не допустить размораживания за время ремонта теплосистем зданий и сооружений.

Возможно создание передвижных тепловых пунктов, как воздушного отопления, так и с «водо-водяным» теплообменником.

Преимущество установок – высокая мобильность (время на доставку к месту аварии и подключение/отключение установки минимально, используется типовой контейнер установленный на автомобильный прицеп или кунг на шасси автомобиля), автономность (требуется только подведение электропитания или установка в контейнер дизель-генератора).

При разработке мобильной установки необходимо провести экспериментальные исследования оптимального способа применения дизельного двигателя. В процессе испытания необходимо определить, какой из двух вариантов более надежен и экономичен: дизель-генератор и стандартный тепловой гидродинамический насос или вариант теплового гидродинамического насоса с дизельным двигателем.

Любая разработка имеет срок окупаемости 1-2 года. Затраты на разработку серийно выпускаемых тепловых гидродинамических насосов уже окупились. Получаемая прибыль идет на совершенствование конструкции и на финансирование перспективных разработок.

Для ускорения реализации вышеперечисленных проектов наша организация заинтересована в сотрудничестве с производителями контейнерных ИТП или БМК. На производственной базе такого производителя можно будет наладить совместный выпуск БМТП, монтируя в типовом контейнере тепловые гидродинамические насосы и необходимое серийно-выпускаемое типовое теплотехническое оборудование.

Для разработки и совместного производства мобильных установок для МЧС мы заинтересованы в сотрудничестве с производителями дизельных двигателей и дизель-генераторных электростанций.

Участие в совместном производстве позволит нашим потенциальным партнерам выйти на новые рынки, получать гарантированные заказы, а, следовательно, увеличить объем выпуска своей продукции.

6.  Наличие рынков сбыта.

В настоящее время средний уровень газификации по стране составляет 53 %, в отдельных регионах – около 30%. Потребности в газе уже сейчас превышают возможности его добычи. Экспортные контракты заключены на несколько лет вперед. Увеличения объема добычи газа не предвидится, поэтому цены на газ будут расти, а лимиты сокращаться. В тоже время все большее внимание уделяется развитию атомной электроэнергетики. Если в настоящее время в РФ доля атомных электростанций в общей выработки электроэнергии составляет только 15%, то во Франции – 70%. Поэтому в нашей стране принята программа строительства новых атомных электростанций. Так например, в августе 2007 года состоялась закладка нового энергоблока на Ленинградской атомной станции.

По оценочным данным, физический износ основных фондов ЖКХ в целом по России составил: котельных - 54,5%; центральных тепловых пунктов – 50,1%; тепловых сетей – 62,8%; Теловых насосных станций – 52,3%. Степень износа объектов коммунального хозяйства по отдельным муниципальным образованиям достигает 70-80%. Причем темпы нарастания износа составляют 1-2% в год» (из доклада Министра регионального развития РФ 11 мая 2006 г. на заседании Правительства РФ).

Следовательно, потребители будут переходить на автономные электрические источники отопления и теплоснабжения. Предварительная оценка потребности в тепловых гидродинамических насосах всего модельного ряда в РФ – 10 000 штук в год. Часть этих установок может поставляться в виде БМТП, до 500 штук в год. Особенно в БМТП заинтересованы строительные организации.

Заинтересованность в приобретении тепловых гидродинамических насосов имеется как в ближнем зарубежье: Беларуси, Казахстане и Украине, так и в Германии, Финляндии, Китае, Корее и Японии.

Рынки Украины и Казахстана позволяет продавать на каждом до 1000 установок в год. Выход на рынок Беларуси сдерживает запретительный тариф на использования электроэнергии для отопления. Несмотря на это предприятия и организации Республики Беларусь проявляют большой интерес к нашей продукции. При отмене запрета возможна продажа до 600 установок в год. Рынки других стран не анализировались. Однако только в одной Республике Корея наши установки приобрели три торгово-промышленные фирмы.

7.  Мероприятия по продвижению продукции.

Продвижению продукции на рынок мешают следующие факторы:

- принципиальная новизна конструкции;

- отсутствие официально утвержденной методики расчета теплопроизводительности;

- отсутствие нормативной базы;

- присутствие большого количества кустарей-одиночек дискредитирующих идею некачественными самодельными устройствами.

7.1 Инициирование разработки нормативной базы.

Так как нормотворчество практически всегда с большим опозданием юридически оформляет уже фактически устоявшиеся нормы, то искать в ОКП и ТН ВЭД класс или даже вид «вихревые теплогенераторы» бесполезно. Поэтому производители вынуждены относить «вихревые теплогенераторы» к видам оборудования, имеющим к ним хоть какое-то отношение.

Для отсечения низкокачественной продукции необходимо разработать нормативные документы, соответствие которым могло бы гарантировать потребителям соответствие приобретенного оборудования характеристикам, указанным изготовителями. Таким нормативно-методическим документом мог бы стать стандарт НП «АВОК». В стандарте должны быть отражены два принципиальных момента: какие параметры необходимо контролировать при сертификации и как методически правильно определить эффективность работы тепловой установки. Однако наши обращения в НП «АВОК» не встретили понимания.

Для ознакомления всех заинтересованных лиц и получения замечаний и предложений в статье «О необходимости сертификации «вихревых теплогенераторов». "Стандарты и качество" N 5, 2007 г., стр. 55., была изложена наша позиция:

1.  Устройства, в настоящее время называемые «вихревыми генераторами», целесообразно называть - «Тепловой гидродинамический насос» (ТГН).

2.  При добровольной сертификации присвоить ТГН следующие коды:

- ОКП -«Оборудование насосное и насосы для горячей воды – сетевые насосы»;

- ТН ВЭД – 8413 81 900 0 «Прочие насосы жидкостные».

3.  Технические характеристики ТГН необходимо контролировать на соответствие требованиям следующих ГОСТов и нормативных документов:

- ГОСТ 12.2.007.0-75 «Изделия электротехнические. Общие требования безопасности»;

- ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности»;

- ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность Общие требования».

На базе выработанной позиции были разработаны ТУ и получен Сертификат соответствия № РОСС RU. АЯ46.В12043. (титульный лист ТУ и Сертификат в Приложение 2). Получено разъяснение от Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (письмо Управления государственного энергетического надзора исх. № 10-05/2845 от 01.01.01 г.) о том, что тепловые гидродинамические насосы не требуют разрешения на применение.

Генеральный директор

ООО < TT> ,тел..