В удаленных районах, в условиях недостаточности или ненадежности электроснабжения от линий электропередач и высокой стоимости электроэнергии, генерируемой от дизель-генераторной станции (ДГС) на месте, применение геотермальных тепловых насосов представляется почти невозможной.
Рассчитывать на полное замещение энергопотребления удаленных объектов за счет ветроэнергетических установок (ВЭУ) и фотоэлектрических станций (ФЭС) не только в настоящее время, но и в ближайшие 15–20 лет не представляется возможным для большинства регионов Республики Казахстан. Поэтому для комплексного автономного энергоснабжения удаленных объектов и широкого применения в отдаленных регионах предложены энергогенерирующие, или тригенерационные установки. Тригенерационные установки вырабатывают три вида энергии: электричество, тепло и холод. В качестве первичного источника энергии применяется дизтопливо или природный газ.
Тригенерационная схема энергоснабжения предусматривает независимую генерацию каждого из трех видов энергии. Для этого когенерационная установка, сжигающая органическое топливо, дооснащена теплонасосной установкой, имеющей привод от силового агрегата и работающей как в режиме нагревания, так и охлаждения [1, 2].
В этом случае весь агрегат состоит из компрессионного теплового насоса и теплового двигателя. В двигателе в соответствии с термодинамическим круговым циклом часть теплоты переходит в механическую энергию, которая приводит в действие собственно компрессионный тепловой насос, благодаря чему повышается полезный температурный уровень низкотемпературной окружающей среды или отработанной теплоты. Отработанная теплота двигателя также может быть использована в качестве полезного тепла. Теплообменники отработанной теплоты в зависимости от температурных условий подключаются параллельно или последовательно с конденсатором компрессионного теплового насоса, или теплота подводится к специальным потребителям.
На рис. 1 и 2 представлены принципиальные схемы экспериментальной тригенерационной установки. В контуре I теплота отбирается от систем охлаждения двигателя и выпуска отработавших газов. Происходит ступенчатый подогрев сетевой воды. Теплоноситель, проходя последовательно систему охлаждения двигателя 1, рекуператор тепла отходящих газов 3, а затем встроенный теплообменник бойлера 2, подогревается до расчетной температуры [3, 4].