Транспортировка теплоты на дальние расстояния

Экологические стандарты с каждым годом ужесточаются, что приводит к увеличению минимально разрешенного расстояния от источников теплоснабжения, использующих энергию сгорания твердого топлива, до обслуживаемых ими населенных пунктов. Это требует разработки и внедрения эффективных систем транспортировки тепловой энергии на десятки километров. Их реализация возможна с использованием принципов увеличения количества передаваемой теплоты единицей объема теплоносителя, среди которых можно выделить:

• каталитические,
• некаталитические.

Одним из процессов, который может быть использован для каталитической транспортировки теплоты, является реакция паровой конверсии метана. В этом случае низкотемпературная смесь водорода и окиси углерода перемещается в район теплоснабжения по общему трубопроводу, где попадает в метанатор, обеспечивающий ее преобразование в метан и водяной пар. В результате этого процесса происходит выделение теплоты.

Из метанатора высокотемпературная газовая смесь попадает в парогенератор, который и обеспечивает выработку водяного пара. Из парогенератора выходит смесь из метана и водяного пара, которая остывает при пропускании через теплообменник. В результате вода конденсируется и может быть использована в технических целях, а осушенный газообразный метан по газопроводу перемещается назад к источнику теплоснабжения, где осуществляется его обратное преобразование в водород и окись углерода и цикл повторяется.

Некаталитическая транспортировка теплоты может быть реализована следующими химическими процессами:

• разложением растворов на источнике теплоснабжения,
• синтезом растворов в районе теплоснабжения.

Тепловая энергия на источнике теплоснабжения расходуется на выпаривание летучих веществ из раствора гидроксида кальция, карбоната магния и др. В результате происходит их отделение от растворителя. Затем разделенные компоненты охлаждаются и по двум трубопроводам (один для растворителя, другой для выделенных летучих веществ) передаются в район теплоснабжения, где вновь соединяются с выделением тепловой энергии растворения. Полученный раствор возвращается по обратному трубопроводу на источник теплоснабжения и цикл повторяется.

Таким образом, системы каталитической транспортировки теплоты являются двухтрубными, а системы некаталитической транспортировки теплоты – трехтрубными.