Тепловое аккумулиров ание энергии
Оптимизация
1.1.1. Системы энергоснабжения
с одним преобразователем энергии
Система энергоснабжения с одним типом преобразования энергии представляет собой простейший случай. Примером может служить бойлер, снабжающий цех паром или помещение горячей водой ( рис. 1.3). Большие колебания в потреблении пара типичны для потребителей со слабо развитой сетью паропроводов.
На рис. 1.4, а показано суточное потребление пара промышленной установкой; на кривой потребления отчетливо выражены пики. В отсутствие аккумулятора тепла расчетная мощность бойлера ЛД должна быть равна ЛДакс - При наличии аккумулятора ЛД будет ниже, и это снижение будет тем значительнее, чем меньше пики и выше мощность аккумулятора. Первым шагом оптимизации будет сравнение величин затрат при наличии и в отсутствие аккумулятора тепла. Стоимость топлива не окажет существенного влияния: при наличии аккумулятора тепловые потери (главным образом через
|
|
|
Рис. 1.4. Оптимизация емкости теплового аккумулятора энергии. а — суточное потребление пара N; б — работа аккумулятора {1 — аккумулятор заполнен целиком; Ц2 — аккумулятор заполнен наполовину; 0 — аккумулятор пуст); в — расчетная мощность бойлера N ^ в зависимости от емкости аккумулятора тепла £ак'* * — затраты на установку бойлера и теплового аккумулятора энергии (Сак). |
|
|
|
Рис. 1.3. Система теплоснабжения с бойлером и аккумулятором тепла. |
|
---- ’----- |
----- э- |
|
аз |
|
|
т |
тепловую изоляцию) возрастают, а для меньшего бойлера с лучшим коэффициентом использования тепла характерно меньшее потребление топлива. Можно принять, что эти эффекты взаимно уравновешивают друг друга, т. е. т]ак=1. Если это не так, то должен быть использован более сложный метод оценки (описан в разд. 1.3.2).
На рис. 1.4,6 показана рабочая диаграмма теплоаккумулирующей системы. При потреблении тепла выше определенного уровня происходит разрядка (опорожнение) аккумулятора, а при снижении потребления происходит зарядка (заполнение) аккумулятора. На рис. 1.4, в приведен график емкости аккумулятора Еак, при которой удовлетворяются потребности в тепле при пиковых нагрузках. Даже малая емкость аккумулятора тепла позволяет сильно сократить необходимую расчетную мощность бойлера. Однако наклон кривой быстро уменьшается, что свидетельствует о снижении эффективности аккумулятора с увеличением его мощности.
На рис. 1.4, г представлены затраты на систему, которые состоят из затрат на бойлер С* и тепловой аккумулятор Сак. Результирующая кривая представляет минимальные затраты Сопт при определенных расчетных значениях мощности бойлера N к, опт и емкости аккумулятора Е ак, опт.
