Для начала рассмотрим ключевые особенности работы энергоцентра современного тепличного хозяйства. Он несёт две ключевые функции. Первая — поддержание необходимых параметров микроклимата в теплицах; вторая — подкормка растений CO2 из отработанных газов в светлое время суток. Подкормка крайне важна, так как помогает повысить урожайность культур до 40%. Котельные газы при этом должны содержать минимальные объемы вредных веществ, в основном оксидов азота, которые оказывают губительное влияние на растения. Кроме этого, расходы на генерацию тепла достигают 40–50% в структуре затрат тепличного хозяйства, поэтому важно, чтобы оборудование обладало высоким КПД и было энергоэффективным.
Современная технология, уже применяемая в тепличных комплексах, основана на использовании баков-аккумуляторов очень большого объема (несколько тысяч кубических метров воды). Это позволяет при отсутствии или малой потребности в тепловой мощности для обогрева теплиц генерировать требуемое количество СО2 для подкормки растений, а избыточное тепло накапливать для последующего использования, в том числе и в период, когда углекислый газ не требуется, например, в ночное время. Такая схема позволяет отказаться от котлов с большим водяным объемом, традиционно использующихся в тепличных хозяйствах. Котлы со стандартным водяным объемом обладают рядом преимуществ:
1. Они более компактны, занимают меньше площади энергоцентра, не так требовательны к фундаментам ввиду меньшего веса, что позволяет сократить капитальные затраты.
2. В отличие от котлов с большим водяным объемом, они не требуют использования дополнительного рециркуляционного насоса. Это позволяет сократить расход электроэнергии, которая вырабатывается энергоцентром, а также снизить затраты на обслуживание и замену оборудования.
3. Меньший объем стандартных котлов обеспечивает их быстрый прогрев, что значительно сокращает образование конденсата. Конденсат, образующийся внутри котла при его прогреве, — это довольно сильная углекислота с рН ≈ 3–5 и температурой около 60 °С. Образование в котле такой кислоты ведет к преждевременному выходу из строя из-за так называемой низкотемпературной коррозии. Чем быстрее котел прогревается и проходит точку росы, тем меньше вероятность поломки по указанной причине.
4. Допустимое рабочее давление котла со стандартным водяным объемом выше и составляет 6 бар. Толщина металла котла в этом случае больше, а сам котел надежнее и долговечнее. Это не приводит к существенному увеличению массы и стоимости, так как размеры меньше.
5. Используемые в составе котлоагрегатов Bosch современные горелочные устройства с внутренней рециркуляцией дымовых газов генерируют экстремально низкие количества NOx (< 60 мгр/м³ для газовых горелок и <70 мгр/м³ для двухтопливных горелок) во всем диапазоне регулирования котла. Для сравнения, традиционные для тепличных хозяйств котлы генерируют допустимые значения NOx (72-75 мгр/м³) только в диапазоне от 30% до 50%. Большой диапазон регулирования котлов Bosch позволяет более точно генерировать и дозировать количество СО2, что исключает перерасход топлива и ведет к экономии средств.
6. Современная система автоматизации котлов Bosch, построенная на контроллерах Siemens, обеспечивает управление пуском котлов, точную регулировку в соответствии с потребностью в СО2 и тепловой энергии, защиту котлов от ненормативных (аварийных) режимов работы, передачу всей необходимой информации в систему АСУ ТП (SCADA) тепличного комплекса. Кроме того, система автоматизации полностью совместима и работает под управлением контроллеров, отвечающих за микроклимат теплиц, например, контроллеров голландской фирмы PRIVA. Горелки и циркуляционные насосы комплектуются частотными преобразователями, что позволяет еще больше экономить электроэнергию.
Перечисленными преимуществами традиционно обладают высококачественные импортные котлы, однако колебания курсов валют привели к удорожанию импортного оборудования и спровоцировали на российском рынке дефицит эффективных решений для теплиц, которые были бы доступны по приемлемой цене. Решением этой проблемы отчасти стала локализация производств котлов. Так, например, Bosch в 2014 году запустил производство в г. Энгельсе Саратовской области.
На заводе Bosch используются передовое немецкое оборудование и технологии, контроль качества осуществляется по немецким стандартам, а работники проходят регулярное обучение и повышение квалификации в Германии. За счёт локализации производства компании удалось добиться конкурентоспособных цен при полном сохранении немецкого качества продукции. Также благодаря размещению производства в России продукция завода соответствует требованиям государственных программ субсидирования импортозамещения. Сочетание этих факторов является решающим при выборе котельного оборудования для инновационных промышленных теплиц.
Одним из примеров может служить энергоцентр крупного тепличного комплекса, который будет запущен в октябре 2017 года агрохолдингом «Выборжец», производителем овощей и зелени, расположенным в Ленинградской области. «Выборжец» известен своим инновационным подходом к развитию производства. Так, в 90-е годы холдинг первым в регионе стал поставлять продукцию с корневой системой, в 2000 году освоил технологию досвечивания растений, а в 2010 — технологию интерплантинга, или выращивания старых и молодых растений в одной теплице.
В новом энергоцентре агрохолдинга будут установлены пять водогрейных газовых котлов Bosch Unimat UT-L мощностью 16,4 МВт каждый. Три из них будут работать на тепличное хозяйство, два — обеспечивать теплом рабочий посёлок и служить источником резервной мощности. Современные горелки помогают обеспечить экстремально низкое содержание оксидов азота в отработанных газах. Система управления котлами интегрирована с АСУ тепличного хозяйства и системой управления микроклиматом теплиц, позволяя вывести удобство и эффективность управления на качественно новый уровень.
Важное преимущество котлов Unimat UT-L — это высокий КПД, который достигает 95%. Котлы поставляются в комплекте с экономайзерами (конденсорами) из нержавеющей или оцинкованной стали, которые позволяют Unimat UT-L работать в конденсатном режиме с КПД до 105%. Так же в комплект поставки входит вся необходимая запорно-регулирующая арматура.
Завод-производитель регулярно расширяет мощностной ряд котлов, что позволяет подобрать оборудование точно под потребности проекта, не создавая невостребованных излишков мощности и неоправданных капитальных затрат.
Референс-лист промышленных котлов Bosch в России насчитывает десятки проектов, в том числе и в сельском хозяйстве. В настоящий момент на разных стадиях проработки находятся ещё несколько проектов энергоцентров с котлами Bosch для тепличных хозяйств. Таким образом, использование комплексных решений Bosch в тепличных хозяйствах России уже становится распространённой практикой.
