Морская вода как ресурс энергосбережения

рекреационных объектов в прибрежной зоне Черного моря

Ильин Ю.П.*, Влох П.Г.**, Репетин Л.Н.*

 (Тезисы к семинару в Дубае, 2006год)

*Морское отделение Украинского научно-исследовательского

гидрометеорологического института, г. Севастополь

**ООО «КАРНО», г. Киев

Актуальные проблемы эффективного использования энергоносителей и развития энергосберегающих технологий стимулируют разработку новых технических решений, ориентированных на использование разнообразных природных ресурсов прибрежной зоны моря. Одним из них является предложение использовать морскую воду для нужд холодоснабжения систем вентиляции и кондиционирования прибрежных хозяйственных объектов, в первую очередь – рекреационного комплекса. В дальнейшем предполагается решить на той же основе задачу теплоснабжения.

Разработанная ООО «КАРНО» принципиальная схема холодогенерирующей установки (ХГУ) экономически обоснована на примере приморского пансионата на 180 мест с рестораном и кухней, подсобными, административными и техническими помещениями. Произведено сравнение технико-экономической эффективности модели ХГУ-200 и стандартной реализованной схемы ХМ-ЦК. Стоимость проектных, монтажных и пусконаладочных работ, а также воздуховодов и вытяжных систем принята в первом приближении одинаковой для обоих вариантов. Несмотря на дополнительные затраты, связанные со спецификой ХГУ-200 (вывод в море водозаборных трубопроводов, локальные очистные сооружения и насос для морской воды), ее общая стоимость оказалась на 15% ниже. Однако основной экономический эффект ожидается от существенного снижения дальнейших эксплуатационных расходов (потребляемая мощность ХГУ-200 более чем в 2 раза меньше) при использовании морской воды с температурой 10-15 °С в основном блоке установки. Кроме того, очищенная и подогретая до ~ 20 °С морская вода на выходе ХГУ может использоваться, например, в плавательном бассейне.

 Основная проблема реализации проекта – это наличие и доступность для практического использования в прибрежной зоне моря холодных вод (с температурой 10-15 °С и менее). Предварительные исследования, имеющие цель географического и океанографического обоснования выбора места реализации проекта, выполнены в МО УкрНИГМИ по заданию ООО “КАРНО”. При выполнении работы использованы данные натурных измерений температуры воды Черного моря, выполненных на береговых станциях морской сети Госгидрометслужбы Украины, а также в ходе судовых экспедиционных исследований различных ведомств и стран.

По данным береговых станций, среднемноголетний переход температуры воды через 15 °С на всем украинском побережье Черного моря в период прогрева происходит в 3-ей декаде мая, а в период охлаждения – в октябре. При этом раньше всех понижается температура в северном мелководном районе СЗЧМ – в первой декаде октября; у западных и юго-западных берегов Крыма переход через 15 °С происходит во второй декаде октября, а у южных и юго-восточных берегов Крыма – в третьей декаде октября. Таким образом, в среднем с мая по октябрь у берегов Украины температура морской воды превышает 15 °С. Даже в теплый период года у берегов Украины нередко происходит выход к поверхности вод с температурой ниже 15 °С вследствие сгонных процессов.

Если не брать в расчет явления сгонов (апвеллинга), то доступность холодных подповерхностных вод (ниже 15 °С ) в период май-октябрь определяется близостью глубин залегания изотерм заданного диапазона  к береговой линии.

В среднем, наиболее глубоко изотерма 15 °С опускается в сентябре: до 24 м у мыса Тарханкут, 29 м – севернее Севастополя, 26-27 м – у ЮБК и ЮВБК. Изотерма 10 °С располагается на еще больших глубинах. Таким образом, оконечность водозаборного трубопровода для холодных вод должна располагаться на глубинах не менее 25-30 м. Однако, если учесть явления нагонов, которые наблюдаются, прежде всего, в районах ЮБК, то трубопровод следует довести до глубины, по крайней мере, 50 м. Наиболее близко эта изобата подходит к берегу в районах мысов Сарыч, Кикинеиз, Айтодор – на расстоянии 600-800 м. Поскольку у мыса Тарханкут интенсивные нагоны не развиваются вследствие особенности береговой линии, здесь следует ориентироваться на изобату 30 м, которая проходит на расстоянии около 2 км от берега.

После выбора места строительства установки необходим более тщательный анализ не только термических условий на основе всех доступных первичных данных наблюдений в этом районе, но и подробное описание метеорологических (прежде всего, ветровых) и гидрологических (режим течений, волнения, уровня моря) условий. Эти исследования должны быть дополнены моделированием всех возможных гидрометеорологических ситуаций с помощью современного комплекса численных гидродинамических моделей.

**От автора.

Энергосбережение уже давно не давало покоя умам пытливым и трезвомыслящим не только в СССР, позже – странах СНГ, но и сейчас – в каждой, отдельно взятой стране.

Безумному разбазариванию природных невосполнимых источников энергии в стране с цивилизирующейся экономикой приходит логический конец.

Многие скажут, что уже настали «другие времена».

Я не испытываю подобного оптимизма.

Пока еще менталитет наших хозяйственных властных структур не достиг уровня «идейной борьбы за природные богатства Отечества».

Не на словах, а на деле.

Потому что иначе, были бы разработаны рычаги финансового (именно, а не какого-либо другого) стимулирования внедрения энергосберегающих технологий. Реклама сигарет, алкоголя и других «вредных излишеств» дает сегодня «видимый и осязаемый результат», дальше этого хода «шахматная мудрость» не продвигается.

Не говоря о патриотизме (этом, не совсем понятном термине), еще труднее представить себе материальную, сиречь, корыстную пользу в денежном ее выражении от экономии на природных богатствах.

В стране, где каждые 9 человек из 10-ти думают о хлебе насущном, трудно рассуждать о будущих поколениях, их здоровье и благоденствии.

Огромный потенциал энергии, заключенный в море может и должен (рано или поздно) быть использован. Раз уж он есть, то кто-то должен его взять.

Вопрос: «Как?»

Одним из них является настоящее предложение, основанное на решении вопроса использования низкопотенциальной энергии моря в приморских регионах для нужд холодоснабжения (в дальнейшем предполагается решить и задачу теплоснабжения) систем вентиляции и кондиционирования.

Предложение – не «панацея» от энергозависимости этих районов, т.к. имеет ограничения, связанные с географическим расположением предполагаемого места потенциального объекта.

За основу взяты данные анализа о температуре морской воды у черноморского побережья Украины Украинского научно-исследовательского гидрометеорологического института (МО УкрНИГМИ, г.Севастополь), выполненные по заказу ООО «КАРНО».

Далее-принципиальная схема.

http://www.karno.ua/biblioteka/wp-content/uploads/2009/02/gost1.jpg

Данная схема, без сомнения, кроме видимых достоинств, имеет и некоторые недостатки:

1. Возможные сложности устройства водовода морской воды (удаленность объекта от расчетной глубины залегания требуемых вод, отложения морских организмов на стенках водовода). Но говорить о нерешимой сложности нельзя, не привязываясь к конкретному местоположению.

2. Необходимость строительства локального водоочистного сооружения (ВОС).

3. Высокие массо-габаритные показатели (по сравнению с традиционными схемами).

4. Отсутствует 100%-ная гарантия получения параметров морской воды для расчетной производительности (хотя и 100% гарантии электороснабжения тоже никто не дает).

Последнее может быть опущено как погодозависимый критерий, типа коэффициента невязки между температурой моря и температурой воздуха, или упрощенного коэффициента одновременности, часто применяющегося в аналогичных расчетах для обеспечения равномерной нагруженности основного технологического оборудования.

Наряду с перечисленными недостатками, имеется и неоспоримое преимущество – при равновеликих капиталовложениях, снижение эксплуатационных расходов в 2 раза.

См. таблицу.

С надеждой на понимание,

Павел Влох.