Фото 1. Детский сад №6 в селе Берёзовик Новгородской области
Тем интереснее успешная практика установки геотермального теплового насоса GSHP 27 TR в рамках энергосервисного контракта для отопления детского сада в Окуловском районе Новгородской области. Данный проект по праву стал «Проектом года» для De Dietrich, удостоившись приза за первое место в одной из номинаций на федеральном конкурсе.
8 октября 2021 года вице-премьер Правительства РФ Марат Хуснуллин назвал победителей пятого ежегодного конкурса «Лучшая муниципальная практика». В этом году в конкурсе впервые могли принимать участие муниципальные округа, а количество призовых мест было увеличено до пяти в каждой номинации. По итогам были определены 50 победителей из 36 регионов России.
От Новгородской области лучшими признаны три муниципальные практики из Великого Новгорода, Парфинского и Окуловского районов. За победу полагаются призовые деньги, которые будут предоставлены в виде дотаций бюджетам регионов на премирование победивших в конкурсе муниципальных образований. Таким образом, в рамках конкурса Окуловский район получит 20 млн руб.
Фото 2. Установка теплового насоса GSHP 27 TR в действующей котельной
Практика из Окуловского района по использованию геотермального теплового насоса De Dietrich GSHP 27 TR (фото 1, 2) для отопления помещений филиала детского сада №6 в селе Берёзовик заняла первое место в номинации «Градостроительная политика, обеспечение благоприятной среды жизнедеятельности и развитие жилищно-коммунального хозяйства».
Уникальность данной практики заключается в снижении затрат на отопление социально значимых объектов, повышении стабильности подачи тепла, а также в снижении нагрузки на электросеть. Источником тепла может быть любая среда вне помещения, температура которой зимой выше 0°C: «зелёная» энергетика, непромерзающий водоём или река, колодец с достаточным количеством воды или грунт ниже точки промерзания. В результате реализации проекта потребление электроэнергии снижается на 40% в первый год эксплуатации.
Предпосылки для реализации этого проекта возникли, с одной стороны, из-за потребности учреждения во внедрении энергосберегающих мероприятий согласно Федеральному закону РФ №261-ФЗ «Об энергосбережении…». С другой стороны, для компании «РУС-ТЭК Энергоаудит», инициатора проекта, существовала возможность испробовать энергосервисный контракт с максимально энергоэффективным источником тепла (тепловым насосом) и получить хорошие показатели экономии электроэнергии при достаточно высоком тарифе. В итоге целью проекта стала модернизация действующей котельной с электрокотлами мощностью 60 кВт для нужд отопления детского сада площадью около 572 м².
В результате был заключён энергосервисный контракт, в рамках которого дошкольное учреждение не несло затрат на модернизацию котельной, но бóльшую часть сэкономленных на электроэнергии средств обязалось выплачивать компании «РУС-ТЭК Энергоаудит» на протяжении срока контракта. Энергосервисная компания приобретала тепловой насос, осуществляла проектные, подготовительные, монтажные работы, а также ввод и непосредственную эксплуатацию теплового насоса с обязательством устранения всех неполадок на протяжении действия контракта. Обязательства и затраты казались значительными, но расчётная выгода от экономии электроэнергии при реализации проекта была достаточной для внедрения идеи в жизнь.
Так, для базисного периода до реализации проекта 2018 года затраты электроэнергии на отопление по факту составили 109756 кВт·ч или 654915 руб. Согласно проведённому расчёту, планировалось сократить потребление электроэнергии примерно в два раза при учёте сохранения старой высокотемпературной системы отопления и работе электрических котлов для компенсации недостающей мощности и температуры нагрева, а также для резервирования теплового насоса.
В качестве источника низкопотенциального тепла был выбран грунт, поскольку имевшаяся территория была достаточна для монтажа горизонтального геотермального контура, и данный вид теплового насоса мог обеспечить постоянную мощность при различных уличных температурах (в отличии, например, от воздушных тепловых насосов).
Тепловой насос De Dietrich серии GSHP
В качестве оборудования для модернизации котельной был выбран геотермальный тепловой насос De Dietrich GSHP 27 TR самой высокой мощности с буферным баком GT 200 для разделения со старой системой отопления, уменьшения тактования оборудования и обеспечения постоянного номинального расхода теплоносителя через тепловой насос. В качестве циркуляционных насосов геотермального контура и контура теплоносителя применены модулирующие энергоэффективные насосы в том числе для снижения затрат на электроэнергию, особенно учитывая, что их потребление электроэнергии добавляется к затратам электричества самого теплового насоса. Автоматика теплового насоса Diematic iSystem настроена в погодозависимом режиме и с дистанционным контролем комнатной температуры в отапливаемом помещении. Таким образом, автоматически поддерживается минимальная, но достаточная температура подающей линии теплового насоса для нужд отопления. При расчётных температурах выше 62°C или при медленном нагреве до заданной температуры автоматика теплового насоса De Dietrich подаёт команду на включение электрокотла для компенсации недостающей мощности или потенциала нагрева. Таким образом, система отопления смогла работать без модернизации, увеличения количества радиаторов, изменения схемы обвязки, что, однако, могло бы принести дополнительный эффект, но осталось за рамками реализации данного проекта.
Фото 3. Монтаж геотермального контура
Для уменьшения капитальных вложений в проекте стояла задача снизить затраты на геотермальный контур, используя свободную территорию, в избытке предоставленную возле учреждения. Поэтому была выбрана простая, но надёжная схема с горизонтальным геотермальным контуром (фото 3 и 4). Он состоял из 11 петель длиной 100 м. ПНД трубы DN25, уложенных в траншеи длиной примерно по 50 м и шириной 0,6 м. Расстояние между траншеями составило 0,6 м, глубина залегания труб — 1,3 м.
Фото 4. Подготовка траншей для укладки горизонтального геотермального контура
Петли горизонтального контура были сведены в коллектор диаметром DN63, далее в котельную проходит общая трасса длиной 40 м непосредственно до теплового насоса. В итоге расход «рассола» (рабочего тела) в геотермальном контуре обеспечен на уровне около 4,5 м³/ч, а температурный график стабильно показывает в зимнем режиме от −4 до 0°C, что говорит о стабильной и корректной работе геотермального контура. Несмотря на расхожее заблуждение, что земля в месте установки подобного контура якобы становится непригодной для растений, поздно оттаивает и тому подобное, можно убедиться (фото 5), что найти места залегания коллекторов визуально невозможно с первого же лета после установки оборудования, и каких бы то ни было неудобств данное сооружение не вызывает.
Фото 5. Вид на площадку с геотермальным контуром после сезона работы
Запуск теплового насоса De Dietrich состоялся в конце 2019 года (фото 6 и 7), и за два года работы была показана высокая эффективность оборудования, которая подтверждается ежемесячной экономией по документам в рамках исполнения энергосервисного контракта.
Фото 6. Общий коллектор геотермального контура в обслуживаемом колодце
Так, например, в октябре 2020 года, когда мощности и температуры теплового насоса было достаточно для покрытия всех потребностей в отоплении здания, затраты составили всего 3031 кВт·ч против 19948 кВт·ч в базисном периоде (более чем в 6,5 раз меньше!). Отчасти это было связано с более тёплой погодой относительно базового периода и с эффектом применения автоматики. В итоге экономия составила рекордные 106882 руб. за месяц, что значительно превысило расчётные показатели. Таким образом, для всех сторон проекта была достигнута обоюдная польза. Дошкольное учреждение экономит энергоресурс и остаётся после срока действия контракта с современным энергоэффективным теплогенерирующим оборудованием. Энергосервисная компания возвращает вложенные в проект инвестиции, получая также ежемесячную прибыль.
Фото 7. Пусконаладка теплового насоса
Приятно отметить, что со времени принятия Федерального закона №261-ФЗ «Об энергосбережении…» сложность и инновационность проектов непрерывно растёт, охватывая всё новые сферы. Видя это, команда De Dietrich готова содействовать подобным смелым инициативам и оправдывать ожидания в собственных накопленных компетенциях и высочайшем качестве предлагаемого теплогенерирующего оборудования.
Фото 8. Геотермальный тепловой насос GSHP 27 TR с буферным баком GT 200
Также в рамках энергосервисных контрактов были реализованы проекты с воздушными тепловыми насосами De Dietrich серии Alezio (для отопления) и Kaliko (для горячего водоснабжения) в городах Вятка и Окуловка Новгородской области. Хотелось бы надеяться, что со временем тепловые насосы найдут своё локальное применение с подтверждённой эффективностью не только в узкопрофессиональной среде, но и в гораздо более широком спектре проектов частного и коммерческого назначения.
