75 000 м³ умягченной воды для системы солнечного отопления

Солнечная энергия

Солнце, несомненно, играет важную роль в энергоснабжении будущего. Рост цен на энергию, повышенное внимание к окружающей среде, а также технологии, которые постоянно совершенствуются, сделали производство нагретой воды и электроэнергии с помощью солнечного нагрева выгодным и экологически безопасным вариантом энергоснабжения. Устойчивый выбор, который в то же время имеет низкую совокупную стоимость владения (TCO).

Компания Marstal District Heating в течение ряда лет проверяла эти принципы на небольшой системе солнечного отопления. В 2011 году было принято решение о значительном расширении ранее успешного завода. Теперь солнце должно снабжать подогретой водой половину жителей Марсталя – круглый год!

Солнечные нагревательные панели установлены на окраине Марсталя. (Фото: Эрик Кристенсен, Wikipedia.org, CC type BY-SA 3.0)

Производство возобновляемой энергии с накоплением тепла

Солнечное отопление является эффективным источником энергии, но, конечно, только до тех пор, пока светит солнце. Итак, что вы делаете, когда пасмурно или зимой, когда мало солнечных часов? Вот где происходит аккумулирование тепла.

Для обеспечения теплоэнергией в течение всего года необходимо иметь некий буфер, способный удерживать тепло, в качестве которого используется колодезный накопитель тепла.

Ямный теплоаккумулятор при всей своей простоте представляет собой просто огромный водоем, вода в котором нагревается до 75-85°С системой солнечного нагрева. Температура рассчитывается на основе компромисса между эффективностью и производительностью и анализа окружающих факторов окружающей среды.

Водоснабжение и качество воды

Консультационная фирма провела первоначальные исследования почвы и в то же время проверила, откуда должны были подаваться многие кубометры воды.

В первую очередь рассматривался вопрос о возможности использования очищенных сточных вод с близлежащих очистных сооружений. Однако быстро выяснилось, что размещение такого большого количества сточных вод поверх резервуара с подземными водами может вызвать серьезную озабоченность. Кроме того, неконтролируемые и загрязняющие вещества могут представлять проблему для технического оборудования. И это будет связано с трубопроводом длиной 1,5 км через дороги и через жилье на острове.

Также было проверено, могут ли коммунальные службы Aeroe обеспечить необходимое количество питьевой воды, но в установленные сроки это сделать не удалось.

Поэтому компания Marstal District Heating обратилась в компанию EUROWATER, чтобы найти перспективное решение. После тщательного анализа стало ясно, что водоснабжение должно осуществляться непосредственно из трех близлежащих скважин с подземными водами. Вода будет фильтроваться напорными фильтрами с последующим умягчением для достижения нужного качества воды.

Много литров воды нужно было подать только один раз. Таким образом, арендованная водоочистная установка была идеальным выбором для этого временного задания. В то же время большое количество воды должно было быть доставлено относительно быстро, чтобы запустить систему солнечного отопления в нужное время.

Очень большая дыра в земле

75 000 м3 воды занимают много места. В частности, озеро площадью 18 000 м2 и глубиной 16 метров в самом глубоком месте. Раскопки велись в течение длительного периода времени и представляли собой впечатляющее зрелище.

После раскопок яма была облицована изнутри толстым сварным «пластиковым пакетом» для изоляции и предотвращения утечки воды. Вскоре после монтажа была введена в эксплуатацию установка водоподготовки в контейнерах, и менее чем за 70 дней теплоаккумулятор был наполнен водой необходимого умягченного качества. Наконец, поверх ямы была помещена изолирующая крышка из толстых пенопластовых матов.

Выемка котлована теплоаккумулятора. Слева сопло высотой 16 м. (Фото: Лео Холм)

Очистка воды

В системе солнечного отопления жидкость, циркулирующая в солнечных панелях, нагревается солнцем. С помощью теплообменника и теплового насоса тепло передается и используется для нагрева воды централизованного теплоснабжения.

В SUNSTORE 4 солнечные панели одновременно нагревают воду для централизованного теплоснабжения и резервуар для хранения тепла, так как в активные месяцы на заводе имеется расчетное перепроизводство.

Вода из теплоаккумулятора (как и вода централизованного теплоснабжения) циркулирует в трубах, теплообменниках и тепловых насосах, что предъявляет высокие требования к качеству воды во избежание коррозии и образования отложений в оборудовании.

Подаваемая сырая вода представляла собой необработанные подземные воды и, следовательно, не могла подаваться непосредственно в приямок для хранения тепла. Сначала его нужно было смягчить — процесс, удаляющий кальций и магний. Умягчение можно проводить безхимически с ионным обменом, если имеющаяся вода соответствует качеству питьевой воды. Поэтому было необходимо очищать воду от железа и марганца с помощью напорных фильтров перед процессом умягчения.

В параллельную работу были поставлены два напорных фильтра, а также три ионообменные установки с непрерывным производством. За счет ежечасной обратной промывки напорных фильтров и регенерации ионообменных установок удалось наладить стабильную подачу умягченной воды в теплоаккумулятор.

Доставка и монтаж временной станции водоподготовки. (Фото: Свенд Фленсборг)

Яма для хранения тепла почти заполнена умягченной водой, и отсутствует только крышка. Посередине озера находится вершина сопла. (Фото: Лео Холм)