Один из основных элементов проектируемой системы — газопоршневые установки. По сути это огромные двигатели внутреннего сгорания, которые будут вырабатывать электричество. Их выхлопные газы с температурой около 500 °C не будут просто сбрасываться в атмосферу, а поступят в контур утилизации тепла, где нагреют воду. В свою очередь, горячая вода будет использоваться для собственных нужд станции, подогрева сетевой воды, а также резервирования работы холодильного оборудования при нештатных ситуациях.

Второй важный элемент нового энергоцентра — абсорбционные бромистолитиевые холодильные машины (АБХМ) и парокомпрессионные холодильные машины (ПКХМ), которые и произведут холод для систем кондиционирования. В качестве энергоносителя для выработки холода на АБХМ используется горячая вода из водогрейной котельной, а ПКХМ работают на электрической энергии газопоршневых агрегатов.

Основное преимущество такой схемы — высокая эффективность. Она позволяет довести общий КПД энергоцентра до 90 %, что почти вдвое выше, чем при традиционных решениях.

Второй важный элемент нового энергоцентра — абсорбционные бромистолитиевые холодильные машины (АБХМ) и Мощность нового энергоцентра с тригенерацией составит 18 МВт выработки холода, 4 МВт электрической мощности и 3,5 Гкал/ч тепловой энергии.

Это рекордный показатель в сфере выработки холода для России: подобные системы если и встречаются, то в основном на промышленных предприятиях, а производительность у них намного меньше, отмечает технический директор проектного центра филиала «Невский» ТГК-1 Дмитрий Громак.

При этом сам энергоцентр получится компактным — не более 1100 м². Объект будет интегрирован в существующий технологический цикл производства тепловой энергии от новой водогрейной котельной. Это сложная инженерная задача, ведь проектировщикам приходится буквально вписывать новое оборудование в насыщенную инженерными коммуникациями и сооружениями сложившуюся застройку. Например, необходимо интегрировать здание существующей насосной станции баков-аккумуляторов в новое здание энергоцентра. Решение таких сложных задач требует высокой квалификации инженерного персонала.

Электрическая мощность энергоцентра — 10,5 МВт, тепловая — 38,4 МВт, суммарная холодопроизводительность —
12 МВт. За подачу холода в тёплый период года отвечают пять машин. Их разместили вместе с насосным, теплообменным и другим вспомогательным оборудованием в помещении энергоцентра.

Энергоресурсом служит горячая вода из котлов-утилизаторов. Фреоновые машины обеспечиваются электроэнергией, вырабатываемой двумя газотурбинными установками энергоцентра. Все холодильные машины объединены гидравлическим контуром и могут функционировать в зависимости от нагрузки как совместно, так и независимо друг от друга. Для отвода тепла конденсации от хладоустановок на крыше установлены вентиляторные градирни открытого типа. Хладоноситель циркулирует по стальным трубопроводам, проложенным в магистральном проходном тоннеле.

Тригенерацию уже несколько лет успешно используют и аграрии. Здесь первопроходцем стало крупнейшее в Свердловской области предприятие по выращиванию овощей АО «Тепличное».

Собственный энергокомплекс «Тепличного» способен производить 48,4 МВт электрической энергии. Тепло от водогрейных котлов и газопоршневых установок улавливается, перерабатывается и отправляется на обогрев комбината. Очищенные выхлопные газы служат источником углекислого газа, который участвует в процессе фотосинтеза растений и способствует активному росту тепличных культур. Комплекс включает централизованную систему холодоснабжения на базе двух АБХМ, в летний период они охлаждают готовую продукцию в сервисной зоне до +12 °С.

Для ТГК-1 это первый опыт работы с промышленным холодом, поэтому для компании возникает много вызовов, говорит Дмитрий Громак. Один из них — отсутствие в России опыта эксплуатации подобных систем. Энергетикам предстоит с нуля разрабатывать технологии ремонта и обслуживания АБХМ, ПКХМ, систем подготовки хладагента и регламенты взаимодействия с потребителями. В отличие от привычных тепловых сетей работа с холодом требует принципиально иных подходов. Даже незначительные потери в трубопроводах могут критически повлиять на эффективность всей системы. При этом в российском законодательстве на сегодня отсутствует нормативная база, регулирующая производство и распределение холода, что потребует от компании самостоятельной разработки тарифной политики и стандартов качества.