ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ И ВТОРИЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Теплонасосными установками

В задаче расчета экономической эффективности систем теплоснабжения, использующих теплоту окружающей среды, входят выявление благоприятных сочетаний потоков низкопотенциальной теплоты и потребителей теплоты, а также определение границ экономической эффективности ТНУ и существующих источников.

Принципиальная тепловая схема и цикл ТНУ типа «вода – вода» показан на рис. 7.3.

Теплонасосными установками

дв - двигатель; ОК - охоладитель конденсата рабочего тела; Др - дроссель; ПП - перегреватель пара рабочего тела; К - конденсатор; В - испаритель; КМ – компрессор.

Рисунок 7.3 - Принципиальная тепловая схема парокомпрессорной ТНУ (а) и ее процесс в T-S - диаграмме (б)

Коэффициент трансформации теплоты определяется выражением:

Теплонасосными установками

где Теплонасосными установками- тепловой поток в конденсаторе;

Теплонасосными установками - тепловой поток в холоднику конденсата;

N - электрическая мощность повода компрессора.

Зная характеристики ТНУ, можно определить ее энергетические показатели (максимальную теплопроизводительность, среднегодовой коэффициент трансформации теплоты и др.), провести сравнение ТНУ с другими источниками теплоты, в том числе с районными котельными и ТЭЦ по затратам топлива, а также выявить зоны экономической эффективности ТНУ.

Целесообразность применения ТНУ определяется экономической эффективностью капитальных вложений в ее сооружение. Согласно с принятой методикой технико-экономических расчетов оптимальный вариант ТНУ выбирается за минимумом приведенных расходов, которые определяются для каждого из вариантов по формуле

Теплонасосными установками (7.1)

где Теплонасосными установками- нормативный коэффициент эффективности дополнительных капитальных вложений, год-1 (его значение равняется 0,15 год-1);

К - капитальные вложения;

ВВ - эксплуатационные расходы.

Величина ЕНК характеризует ту часть капитальных вложений, которая подлежит ежегодной компенсации за счет экономии в расходах производства.

Ежегодные эксплуатационные расходы состоят из условных постоянных и условных переменных. К первым принадлежат отчисление на амортизацию (включая реновацию) и текущий ремонт, затрату на заработную плату эксплуатационного персонала, общестанционные и другие расходы; ко вторым - расходы на топливо и электроэнергию.

Для определения приведенных расходов при вариантных расчетах ТНУ учитываются замыкающие расходы на топливо и электроэнергию, что характеризуют приведенные расходы с целью обеспечения дополнительной потребности в разных видах топлива и энергии по районам страны в определенные периоды времени.

Расчетный срок окупаемости дополнительных капитальных вложений при сравнении ТНУ и котельной можно вычислить по формуле

Теплонасосными установками (7.2)

Использование ТНУ будет эффективнее использование котельной, если расчетный срок окупаемости дополнительных капитальных вложений меньше от нормативного.

Несмотря на большую экономию топлива, которую можно получить при замене котельных ТНУ, внедряются они слишком медленно. Причин здесь несколько. Первая из них заключается в неблагоприятном для ТНУ соотношении цен на топливо и электроэнергию. Поскольку ТНУ потребляют электроэнергию, а экономится топливо (в результате вытеснения котельных), их экономическая эффективность тем выше, чем более дешевая электроэнергия и чем более дорогое топливо. Вторым, не менее важным недостатком ТНУ является малая удельная теплопроизводительность их в результате чего они имеют плохие энергетические показатели. Самый важный фактор, который сдерживает распространение ТНУ, заключается в недостаточной эффективности, обусловленной большой необратимостью рабочего цикла. Даже у самой эффективной ТНУ - парокомпрессорной эта необратимость достаточно высокая. Приближенное условие экономической эффективности ТНУ сравнительно с котельной можно записать в виде неравенства

Теплонасосными установками

где x - среднегодовой коэффициент трансформации теплоты ТНУ;

Теплонасосными установками- замыкающие расходы на электроэнергию в базисной части графика нагрузки при количестве часов использования электрической мощности Теплонасосными установками;

Теплонасосными установками - замыкающие затраты на топливо.

При низкой стоимости органического топлива конкурентноспособность ТНУ сравнительно с котельной достигается, еслиТеплонасосными установками, а при повышении стоимости топлива, если Теплонасосными установками

Необратимость процессов в испарителе и конденсаторе могла бы быть существенно уменьшена, если бы температура рабочего тела в процессе его испарения и конденсации изменялась. Этого можно достичь, если процессы испарения и конденсации теплоносителя проводить не в паровом объеме, а в потоке газа, который не сконденсировался. Принцип работы ТНУ, реализующая неизотермические процессы испарения и конденсации рабочего тела, иллюстрирует ее тепловая схема, изображенная на рис. 7.4. Она состоит из испарителя 1 и расположенных на одном валу компрессора 2, турбины 3 и электродвигателя 4, а также из конденсатора 5 и регулировочного бака 6.

Теплонасосными установками

Рисунок 7.4 - Принципиальная тепловая схема

турбокомпрессорной ТНУ

При работе ТНУ газовое рабочее тело низкого давления поступает в испаритель 7, куда из другой стороны в противоточном направлении подается жидкий теплоноситель, предварительно нагретый благодаря теплоте теплоотдатчика. При движении во встречных направлениях жидкой и газообразной фаз происходит увлажнение газового рабочего тела в результате испарения и охлаждения жидкого теплоносителя. Охлажденный к температуре мокрого термометра последний направляется в теплоотдатчик для нагрева, а парогазовая смесь, которая образовалась в испарителе 1, забирается компрессором 2, который приводится во вращение турбиной 3 и электродвигателем 4, сжимается, в результате чего ее потенциал и температура конденсации повышается.

Сжатая парогазовая смесь поступает в конденсатор 5, куда с другой стороны в противоточном направлении подается охлажденный жидкий теплоноситель от теплоприемника. При контакте их происходит конденсация пара из парогазовой смеси, в результате чего газовое рабочее тело высушивается, а жидкий теплоноситель нагревается. Высушенное таким образом рабочее тело направляется в турбину 3 и после расширения поступает в испаритель 1, а нагретый жидкий теплоноситель подается в теплоприемник, где его теплота передается потребителю.

Процессы испарения и конденсации рабочего тела проходят при переменном парциальном давлении пара по длине испаритель и конденсатора, в результате чего температуры в этих процессах переменные. Испаритель 1 вместе с теплоотдатчиком образует контур теплоотвода, а конденсатор 5 вместе с теплоприемником - контур теплоподвода. Турбокомпрессорная ТНУ содержит газовое рабочее тело, поэтому она подобная воздушной ТНУ; но она имеет и жидкое рабочее тело, испытывающее фазовые превращения, поэтому она подобная и к парокомпрессорной ТНУ.

Сравнительно с воздушной ТНУ отличие заключается в том, что количество отобранной теплоты в теплоотдатчике и переданной теплоприемнику определяется не температурой газового рабочего тела в точках отбирания и передачи теплоты, а его давлением. Благодаря этой особенности газовое рабочее тело используется не столько для передачи теплоты изменением собственного потенциала, а в основном, как среда для генерации пары из жидкого теплоносителя и перенесения его теплоты.

Сравнительно с парокомпрессорной ТНУ в турбокомпрессорной ТНУ испарение и конденсация рабочего тела осуществляется в потоке рабочего тела, благодаря чему эти процессы удается реализовать неизотермическими и уменьшить их необратимость. Кроме того, жидкий теплоноситель выходит из испарителя при температуре мокрого термометра, которая намного ниже температуры насыщения. Эта особенность, при других одинаковых условиях дает возможность получить более глубокое охлаждение жидкого теплоносителя, а следовательно, использовать теплоноситель с более низкой температурой.

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ И ВТОРИЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Турбокомпрессорные геотермальные энергоустановки

При генерации пара в газовом потоке вода охлаждается до температуры термодинамического равновесия, которая значительно ниже температуры насыщения при том самом давлении среды. Это дает возможность существенно повысить температурный перепад воды, …

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ И ВТОРИЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

опливного “голода”, а также глобальное загрязнение окружающей среды и тот факт, что прирост потребности в энергии значительно опережает прирост ее производства, вынуждает многие страны с новых позиций обратить внимание на …

Типы теплонасосных установок и область их применения

Теплонасосные установки классифицируют по принципу работы и видом греющего теплоносителя. По принципу работы различают компрессионные (воздушные и парокомпрессорные), сорбционные (абсорбционные), а также струйные (эжекторные) ТНУ. Парокомпрессорная ТНУ сравнительно с воздушной …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.