Понятие и классификация теплонасосных установок.
Большой расход не возобновляемых источников энергии и загрязнение окружающей среды — все это заставляет задуматься об энергосберегающих системах. Теплонасосные установки предлагаются как альтернативный источник теплоснабжения.
Работа такой установки – использование тепла из возобновляемых источников. Тепло, забираемое из источника, передается основному теплоносителю. В зимний период температура теплоносителя поднимается до нужного уровня с помощью компрессора и происходит передача тепла туда, где это необходимо. В летний период возможна работа установки в “обратном” режиме, тепловой насос охлаждает воздух в помещениях и выводит наружу.
Тепловой насос - термодинамическая установка, в которой теплота от низкопотенциального источника передается потребителю при более высокой температуре. При этом затрачивается механическая энергия. Большую перспективу представляет использование тепловых насосов в системах горячего водоснабжения (ГВС) зданий. Известно, что в годовом цикле на ГВС расходуется примерно столько же тепла, как и на отопление зданий. Примером здания, в котором тепловые насосы использованы для ГВС, является многоэтажный жилой дом, построенный в Москве в Никулино-2. В этом здании в качестве источника низкопотенциальной тепловой энергии используется тепло земли и тепло удаляемого вентиляционного воздуха.
По виду используемых источников тепла насосы подразделяются на системы: воздух-вода; воздух-воздух; вода-воздух и вода-вода. Выходная мощность установок имеет широкий диапазон, от единиц киловатт до нескольких сотен мегаватт.
|
|
|
Теплонасосные установки можно разделить по принципу работы. Это будут установки адсорбционные и компрессорные. Последние приводятся в действие с помощью электроэнергии, адсорбционные могут работать от других видов топлива. Есть классификация и в зависимости от источника отбора тепла: геотермальные установки используют тепло подземных грунтовых вод или земли; воздушные в качестве источника тепла используют воздух; установки, использующие вторичное (подлежащее утилизации) тепло.
Источником низкопотенциальной тепловой энергии может быть тепло как естественного, так и искусственного происхождения.
В качестве естественных источников низкопотенциального тепла могут быть использованы:
* тепло земли (тепло грунта); * подземные воды (грунтовые, артезианские, термальные);
* наружный воздух.
В качестве искусственных источников низкопотенциального тепла могут выступать:
* удаляемый вентиляционный воздух; * канализационные стоки (сточные воды);
* промышленные сбросы; * тепло технологических процессов; * бытовые тепловыделения.
|
|
|
Существуют разные варианты классификации тепловых насосов. Ограничимся делением систем по их оперативным функциям на две основных категории:
* тепловые насосы только для отопления и/или горячего водоснабжения, применяемые для обеспечения комфортной температуры в помещении и/или приготовления горячей санитарной воды;
* интегрированные системы на основе тепловых насосов, обеспечивающие отопление помещений, охлаждение, приготовление горячей санитарной воды и иногда утилизацию отводимого воздуха. Подогрев воды может осуществляться либо отбором тепла перегрева подаваемого газа с компрессора, либо комбинацией отбора тепла перегрева и использования регенерированного тепла конденсатора. Тепловые насосы, предназначенные исключительно для приготовления горячей санитарной воды, зачастую в качестве источника тепла используют воздух среды, но равным образом могут использовать и отводимый воздух.
Применяют теплонасосные установки в промышленности, в жилищно-коммунальном хозяйстве городов, для оборудования автономных систем теплоснабжения частных домов. Особенно актуально использование тепловых насосов при строительстве новых поселков или микрорайонов, находящихся вдали от центральных систем отопления.
|
|
|
Таким образом, существуют большие потенциальные возможности использования энергии вокруг нас, и тепловой насос представляется наиболее удачным путем реализации этого потенциала
18.Устройство и принцип работы теплонасосных установок.
Тепловой насос осуществляет передачу внутренней энергии от энергоносителя с низкой температурой к энергоносителю с более высокой температурой. Поскольку в соответствии со вторым законом термодинамики тепловая энергия без каких - либо внешних воздействий может переходить только с высокого температурного уровня на более низкий, для осуществления теплонасосного цикла необходимо использовать приводную энергию. Поэтому процесс передачи энергии в направлении, противоположному естественному температурному напору, осуществляется в круговом цикле.
В настоящее время рассматривается вопрос экономии топлива, т.к. его запасы в природе не безграничны. Очевидно, что для решения этого вопроса следует пытаться максимально использовать все тепло, получаемое на теплоэнергетических установках, особенно низкопотенциальное.
|
|
|
Представим к рассмотрению принципиальную схему отопления с когенерационным двигателем со встроенным тепловым насосом :
Рисунок 1 – Схема отопления с когенерационным двигателем со встроенным ТН(1-lДвигатель,2- Теплообменник,3- Тепловой насос,4- Циркуляционный насос,5- Электрогенератор,6- Байпас теплового насоса).
Топливо подается на двигатель, который соединен с электрогенератором. Продукты сгорания (дымовые газы) поступают в теплообменник сетевой воды. Двигатель охлаждается жидкостью, которая забирает у него часть тепла и после выхода имеет высокую температуру. Нагретая охлаждающая жидкость подаеться в тепловой насос, где отдает дополнительное тепло воде из обратной линии отопительной сети. Далее вода поступает в сетевой подогреватель, после которого в отопительную сеть. Внедряя тепловой насос в систему отопления с когенерационным двигателем, получаем возможность управлять температурой сетевой воды в зависимости от температуры окружающего воздуха. Это осуществляется байпасированием части сетевой воды.
Тепловой насос и его использования на предприятиях является огромным прорывом в обасти энергетики,так как позволяет решать большое колличество проблем. В связи с тем, что тепловой насос позволяет более рационально использовать тепло,получаемое при сжигании топлива, необходимо сжигать меньшее колличество ископаемых минералов для получения необходимого колличества тепла. В это же время мы уменьшаем загрязнение окружающей среды, так как сжигаем меньше топлива.
Тепловой насос оправдывает себя как с технической стороны,так и с экологической и финансовой.В развитии теплонасосного оборудования находится огромный потенциал для всей энергетики.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 2118; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!