Е
дуард Пастушенко
Голова правління громадської спілки «Асоціація теплових насосів України»
Тепло, яке зливали в каналізацію: як санаторії Трускавця навчились заробляти на власних відходах
Щодня сотні пацієнтів приймають бальнеологічні ванни в санаторіях Трускавця. 300–400 літрів гарячої води на процедуру, десять хвилин — і все це тепло йде в каналізацію. Роками ніхто не запитував: а що, якщо цю енергію не зливати? Наразі чотири санаторії вже знайшли відповідь.
Трускавець: місто, де лікують водою
Трускавець — одне з найвідоміших бальнеологічних курортних міст України, куди щороку приїжджає близько 300 тисяч людей. Їдуть за лікуванням мінеральними водами, і головна послуга тут — бальнеологія: процедури з використанням гарячої лікувальної ванни. Але саме ця ключова послуга десятиліттями була і головною статтею енергетичних витрат. Логіка проста: велика бальнеологічна ванна — це 300–400 літрів гарячої води. Пацієнт проводить у ній 10–15 хвилин. Після процедури вода зливається. Разом із нею — все тепло, яке газова котельня витратила на її нагрів.
Помножте це на десятки ванн, сотні процедур на день, 365 днів на рік. Виходить колосальна кількість теплової енергії, яка просто зникала в каналізаційній системі — і це нікого особливо не турбувало, поки газ був дешевим.
Момент, коли хтось нарешті запитав правильне питання
Ідея прийшла не від санаторіїв — вони й не підозрювали, що так можна. Команда інженерів, яка добре знала можливості теплових насосів, сама об’їздила санаторії Трускавця і Моршина з одним запитанням: скільки теплої води ви щодня зливаєте в каналізацію?
Відповідь робила розрахунок очевидним. Стічна вода з бальнеологічних ванн має температуру близько 35–50 градусів — значно вище, ніж будь-яке геотермальне джерело чи навколишнє повітря. Це ідеальний «донор» тепла для теплового насосу.
«Ми знали, скільки даремно втрачається енергії в цих санаторіях. Знаючи наші можливості, що ми можемо цю енергію забирати, що дає велику економію для них — ми просто прийшли і запропонували. Багато з них і не знало, що таке взагалі можливо.» — Юрій Вегера, керівник компанії-підрядника «Стала енергія»
Перший об’єкт — санаторій «Кристалевий палац» у Трускавці — був реалізований у 2013 році. Тобто система працює вже 13 років. Після нього — ще три санаторії: «Міротель», «Карпати», «Перлина Прикарпаття». Чотири впроваджених проєкти, всі — на одному й тому самому принципі.
Як це працює: фізика, яку легко зрозуміти
Принцип системи елегантний у своїй простоті. Після того як пацієнт завершує процедуру, тепла вода з ванни не відразу зливається в каналізацію — вона потрапляє в спеціальні накопичувальні резервуари.
Тепловий насос «витягує» тепло з цієї води, охолоджуючи її з 35 до 5–10 градусів. Відібране тепло передається наступній партії холодної води, яку потрібно нагріти для наступних процедур. Вже охолоджена стічна вода зливається в каналізацію — але вже без тепла, яке в ній було.
«70–80% теплової енергії, яка раніше просто зливалась в каналізацію, ми тепер використовуємо на нагрів наступної води. Ця енергія циркулює всередині системи і не витрачається надармо.» — Юрій Вегера.
COP 1:8 — чому ця система особливо ефективна
Стандартний тепловий насос, що працює з геотермальним колектором чи підземними водами, має коефіцієнт перетворення енергії (COP) близько 1:4. Тобто на кожен кіловат витраченої електроенергії система видає чотири кіловати тепла — три з яких «безкоштовно» забираються з навколишнього середовища.
У санаторіях Трускавця система досягає COP 1:8 і навіть вище. Причина — температура джерела тепла. Чим вища температура «донора» (стічної ванної води), тим ефективніше працює тепловий насос. Вода з бальнеологічних ванн при 30-35°C — це набагато краще джерело, ніж грунт при 10–12°C.
Результат: на кожен кіловат електроенергії система повертає вісім кіловатів тепла. Сім з них — це енергія, яка раніше просто зникала в каналізації.
Від сумнівів до 13 років роботи
Перші проєкти реалізовувались у той час, коли теплові насоси в Україні тільки починали з’являтися. Санаторії чули про технологію, але не розуміли її. Газ тоді коштував відносно небагато. Навіщо вкладати значну суму в незрозуміле обладнання?
Головні заперечення були передбачуваними: висока вартість, сумніви в надійності, питання обслуговування. Окремий бар’єр — питання грошей. Частина санаторіїв впроваджувала систему за власні кошти. Державні заклади мали можливість залучати фінансування від профільних міністерств чи через субвенції. Деякі проєкти «дозрівали» роками — один з об’єктів чекав на реалізацію вісім років, поки не знайшлось фінансування. Важливий інструмент сьогодні — пільгове кредитування. Зокрема, Фонд декарбонізації України надає кредити на 10 років під 8% річних для проєктів з впровадження теплових насосів. Це суттєво змінює фінансову модель і робить окупність реальнішою навіть для об’єктів з обмеженим бюджетом. Інженери відповідали не словами, а розрахунками.
«Деякі об’єкти окуповувалися за рік-два, деякі за три-чотири роки. В будь-якому випадку це відносно швидка окупність, хоча системи не дешеві. Але дуже багато енергії тратиться для бальнеології в таких санаторіях — а ця енергія тепер не зникає.» — Юрій Вегера, керівник компанії-підрядника
Результати: таблиця показників до/після
| Показник | До впровадження | Після впровадження | Ефект |
| Використання газу на нагрів води | 100% потреби покривається газовою котельнею | У 4–5 разів менше газу на нагрів тієї самої кількості води | Скорочення споживання газу на 75–80% |
| Утилізація теплової енергії стічних вод | 0% — вся тепла вода зливалась в каналізацію | 70–80% теплової енергії стічних вод повертається в систему | Тепло більше не «витікає» в каналізацію |
| COP (коефіцієнт перетворення енергії) | Газовий котел: COP = 0,9 (частина тепла втрачається) | Тепловий насос: COP 1:8 і вище | У 8+ разів більше тепла на одиницю витраченої енергії |
| Витрати на енергоносії (грн/міс) | 667 800* | 287 844* | Значна економія — індивідуально для кожного об’єкту |
| Термін окупності | — | 1–2 роки (найшвидші об’єкти); 3–4 роки (середній сценарій) | Залежить від ціни газу та електрики на момент впровадження |
| Зупинка бальнеологічних послуг під час монтажу | — | 0 днів — монтаж паралельний, підключення поза робочим часом | Послуги для пацієнтів не переривались |
| Безаварійна робота | — | «Кришталевий палац»: 13 років (з 2013 р.) | Підтверджена довгострокова надійність |
*при витраті 5.5 Гкал/добу на приготування ГВ та ціні 30 грн/м³ газу та 12грн/кВт/год електроенергії
Трускавець — лише початок: де ще це працює
Принцип утилізації теплої стічної води не обмежується бальнеологічними курортами. Команда, яка реалізувала проєкти в Трускавці, паралельно втілювала схожі рішення на інших об’єктах — і кожен з них відкриває нові горизонти для застосування технології.
Готель «Україна» на Майдані Незалежності
У київському готелі «Україна» реалізовано утилізацію тепла фекальної каналізації всього готелю. Два великих резервуари збирають стічні води, занурні теплообмінники забирають тепло — і нагрівають наступну партію господарської гарячої води. Ефективність утилізації — також 70–80%.
Санаторій «Жива вода» в Закарпатті
Тут джерелом тепла стала холодна грунтова вода, яку санаторій і так постійно відкачує через підтоплення. Вода має температуру лише 5–10°C — але і цього достатньо тепловому насосу. Система гріє 25-метровий басейн і забезпечує гарячою водою цілий заклад.
Львівський водоканал та районні лікарні
Ще один нетрадиційний підхід — використання тепла холодних водопроводів. Труби, що проходять під землею, поглинають тепло грунту і мають температуру вищу, ніж зовнішнє повітря взимку. Адміністративний корпус Львівського водоканалу повністю опалюється саме за рахунок тепла водопровідних труб, що проходять поруч. Аналогічно — Стрийська районна лікарня отримує гарячу воду з тепла холодного водопроводу.
«Це нетрадиційний напрямок, але він має дуже великі перспективи: капіталозатрати вдвічі менші порівняно з геотермальними свердловинами, бо ми використовуємо для отримання тепла вже існуючі трубопроводи», — пояснює Юрій Вегера.
******************************
ТИПОВИЙ РОЗРАХУНОК