Отопление и горячее водоснабжение административно-промышленного комплекса Усть-Илимской ГЭС обеспечивается шестью котлами мощностью 160 кВт каждый. Годовое потребление электроэнергии электрокотлами около 2,23 млн. кВтч, что в денежном эквиваленте составляет 1,6 млн. рублей. «В то же время технологический процесс преобразования электроэнергии сопровождается потерями в трансформаторе, которые превосходят потребности станции в тепле», – рассказывает заместитель главного инженера Усть-Илимской ГЭС Андрей Карпачёв. Используемая для охлаждения блочных трансформаторов вода бесполезно сбрасывается в Ангару в нижнем бьефе станции. Температура сбрасываемой охлаждающей воды при этом составляет 20 градусов Цельсия, а её расход на один трансформатор, работающий под номинальной нагрузкой, – 100 тонн в час. 

Однако весь этот объём можно не сливать в реку, а использовать в ка-честве низкопотенциального источника тепла для теплового насоса. Принцип работы последнего основывается на общеизвестных физических явлениях. Первое – это различные для одного и того же вещества температуры кипения и конденсации в зависимости от давления окружающей среды: чем ниже давление, тем ниже температура кипения, и наоборот. Второе – способность вещества при испарении забирать тепло, а при конденсации – отдавать. За счёт этого и работает теплонасос: хладагент (в нашем случае фреон) испаряется в теплообменнике с низким давлением и забирает тепло у низкопотенциального источника, а затем конденсируется в теплообменнике с высоким давлением и отдаёт тепло приёмнику. «Принципиальное отличие ТНУ от холодильника лишь в том, что холодильная машина предназначена для охлаждения, а тепловой насос – для нагрева», – добавляет наш собеседник. 

Эффективность работы теплового насоса оценивается величиной отопительного коэффициента, или, как можно ещё сказать, коэффициентом преобразования тепла (КОП), это есть соотношение количества тепловой энергии, которое он производит, к объёму потребляемого электричества. Он колеблется от 2-2,5 для установок, работающих на природных источниках низкопотенциального тепла, до 4–7 при использовании промышленных отходов вроде сточных вод. 

В случае с Усть-Илимской ГЭС этот показатель приближается к четырём: иными словами, при затраченной работе в 1 кВт, на выходе имеем тепловую энергию 4 кВт. Отметим, что идею применения тепловых насосов обсуждали на всех гидравлических станциях ОАО «Иркутскэнерго», однако именно в Усть-Илимске она оказалась наиболее целесообразной с точки зрения экономии. «У теплонасосной установки при всей её эффективности есть один существенный недостаток – её стоимость, – поясняет Карпачёв. – В нашем случае экономическая эффективность основана на том, что затраты на электроэнергию сократятся с 1,6 миллиона рублей в год почти в четыре раза и составят 400 тысяч рублей». 

Для того чтобы достичь такой экономии, на станции заменят три котла, которые при пиковой нагрузке потребляют 480 кВт электрической мощности, на тепловые насосы потребляемой мощностью 100 кВт. Суммарная же мощность теплонасосной установки, как сообщает генеральный директор ООО «ПК Хит Лайн» Константин Рязанов, составит 400 кВт. Запустить её на Усть-Илимской ГЭС планируют к началу следующего отопительного сезона и, по словам Карпачёва, ожидают, что «она начнёт давать эффект уже в октябре». Пока же компания «Хит Лайн» ведёт проектно-изыскательские работы, а руководство станции разместило заявку в торговый дом «Иркутскэнерготрейд» на приобретение теплового насоса.