Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Техніка arrow Теплові насоси та кондиціонери
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Теплові насоси й сполучення потоків енергії в будинках

Для раціонального використання енергії необхідно розподіляти різноманітні потоки енергії у внутрішніх технічних пристроях шляхом застосування енергетичних сполучень, під якими розуміється передача енергії від одного енергоносія до іншого. Енергетичне сполучення між повітряним і водяним потоками у внутрішніх технічних установках оцінюється коефіцієнтом передачі енергії

і температурним коефіцієнтом переносу

де И - ентальпія потоку; Т - температура потоку; індекси /- підведений; о - відведений; один штрих - на вході; два штрихи - на виході.

Залежно від температурного коефіцієнта розрізняють варіанти сполучення (рис. 1.2):

- енергетичний потік підключається у вигляді послідовного з'єднання ^ = 1. Таке підключення виникає, наприклад, при поверненні повітря, що видаляється, у рециркуляційний контур або при русі теплоносія в приміщенні з різним навантаженням;

- енергетичний потік підключається за допомогою теплообмінного пристрою - Фт<1 • Застосовуються теплообмінники, а також рекуперативні циркуляційні системи й регенератори;

- енергія підключається за допомогою теплового насосу: Фт>.

Схеми варіантів сполучення теплових потоків

Рис. 1.2. Схеми варіантів сполучення теплових потоків

Теплові насоси дозволяють значно розширити можливості енергетичних сполучень різних потоків енергії усередині будинку. Можуть використатися такі потоки тепла, температурний рівень яких не можна збільшити ні при послідовному приєднанні, ні за допомогою теплообмінників. Це необхідно для опалення приміщень і постачання їх гарячою водою, що відбувається при температурах, більших звичайного температурного рівня відпрацьованого тепла.

Енергопостачання сучасних будинків здійснюється по комплексній мережі потоків енергії, які підводяться зовні через огороджуючі поверхні конструкцій будинку або за допомогою енергоносіїв, що переміщаються, східчасто перетворюючись, і на закінченні відводяться в навколишній простір у виді відпрацьованого тепла. Повітря приміщень і вода, яка скидається, додатково ви користуються для технічних процесів і постачання гарячою водою.

Для застосування ТН має значення область енергетичних підключень. ТН вимагають комплексного територіального використання. Доцільне розміщення хладо- і теплоспоживачів і їхнє підключення дозволяє одержати значний економічний ефект.

Ефективність теплових насосів у системах опалення

Розглянемо робочий процес реального теплового насоса, що живиться електроенергією від теплової електростанції. Для порівняння приведемо схему енергопостачання великого промислового підприємства, де за 100 % прийнята сума потоків енергії, що підводиться до ТЕС і котельні підприємства (рис. 13). Це традиційна схема енергопостачання. Вся теплота, яка відводиться від котельні (31 %), іде на опалення будинку й втрачається через стіни, а також з вентиляційним повітрям, що скидається у навколишній простір. Електрична потужність від електростанції (24 %) майже повністю перетворюється в низькопотенційну теплоту у охолодній воді в градирні.

На нижній частині рис. 13 показано варіант застосування теплового насоса. ТН фактично повертає теплоту з оборотної системи водопостачання (24 %), оскільки вона вся в сумі з електроенергією, витраченої на стиск хладоагента (7 %), надходить на вхід, тобто на опалення будинку, отчого котельня ліквідується. Як видно зі схем, у випадку теплонасосного варіанта споживається лише 84 % палива в порівнянні із традиційною схемою, тобто 16 % палива заощаджується.

Схема теплового насоса для опалення заводу (а) і традиційна схема з котельнею й градирнею (б)

Рис. 1,3. Схема теплового насоса для опалення заводу (а) і традиційна схема з котельнею й градирнею (б)

Таким чином, тепловий насос, як той що має більше високий ексергетичний ККД, дозволяє одержати істотну економію палива. Попутно вирішується екологічне завдання, пов'язане з ліквідацією продуктів згоряння котельні (теплоелектроцентраллю).

Теплонасосні установки доцільно використати у промисловості для задоволення постійного теплового навантаження при наявності постійного джерела низькопотенційної теплоти й при відносно невеликому необхідному теплопідйомі від Тн (температури зовні) до 7*3, тобто при невеликому значенні АГ = ТВ-ТН або при відношенні Ть/Тн, близькому до одиниці. Такі умови, звичайно, мають місце при постійному промисловому тепловому навантаженні невисокого потенціалу або при навантаженні гарячого водопостачання при наявності відходів низькопотенційної промислової теплоти.

Економічність теплонасосних установок знижується з ростом відношення температур Тв /Гн, а також при використанні цих установок для задоволення сезонного теплового навантаження, наприклад опалення, що змінюється залежно від температури зовнішнього повітря. Для деяких районів максимальне опалювальне навантаження перевищує середнє опалювальне навантаження за сезон приблизно в 2 рази. Крім того, при звичайних системах опалення з конвективними нагрівальними приладами потрібен змінний потенціал теплоти для задоволення цього навантаження. Тому при максимальному опалювальному навантаженні, що має місце при найбільш низьких зовнішніх температурах опалювального сезону, теплонасосна установка повинна не тільки трансформувати максимальну кількість теплоти але й здійснювати при цьому максимальний підйом Тл-Ти, причому, звичайно, максимум опалювального навантаження, що має місце в найбільш холодний період опалювального сезону, збігається з електричним максимумом енергосистеми.

Для підвищення економічності теплонасосних установок, що задовольняють сезонне навантаження, їх доцільно сполучати із піковими котельнями таким чином, щоб базова частина цілорічного навантаження задовольнялася від теплонасосної установки, а інша частина навантаження, в основному пікова, - від пікової котельні.

На рис. 1.4 показано принципову схему такої теплопостачальної станції із двома джерелами (теплонасосною установкою й піковою котельнею), а на рис. 1.5 дано розподіл теплового навантаження між цими установками.

Принципова схема теплопостачання від теплонасосної установки:

Рис. 1.4. Принципова схема теплопостачання від теплонасосної установки: / - тепловий насос; 2 — пікова котельня; 3 — тепловий споживач; 4 - теплова мережа

Розподіл теплового навантаження між теплонасосною установкою й піковою котельнею:

Рис. 1.5. Розподіл теплового навантаження між теплонасосною установкою й піковою котельнею: а - графік температур; б - графік теплового навантаження; в - річна відпустка теплоти; Т|,тт,Т2 - температури води відповідно після піковій котельні, після теплонасосної установки, у зворотній лінії; 0тн.бпк - теплові навантаження теплонасосної установки й пікової котельні

Передача пікового опалювального навантаження на пікову котельню знижує капітальні вкладення на спорудження станцій теплопостачання, тому що питомі вкладення на одиницю розрахункового теплового навантаження для пікової котельні в 6 - 8 разів нижче, ніж для теплонасосної установки. При такому рішенні істотно знижується також значення теплопідйому, здійснюваного теплонасосною установкою, завдяки чому зменшуються питомі витрати енергії на трансформацію теплоти.

Таким чином, доцільність застосування ТН для досягнення високої тривалості експлуатації полягає в підключенні теплоспоживаючих установок у перехідний період і влітку, а також — конвертуванні ТН для забезпечення споживачів холодом.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси