Разработка автономного электроснабжения для теплонасосной установки
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
°тематическая модель автономного источника электроснабжения
б) Структурная схема ТНУ с одновременным обеспечением тепла, электроэнергии.
Практическая ценность
Предложена блок-схема автономного электроснабжения на основе солнечных элементов, термогенератора и преобразователя постоянного напряжения в переменное в виде машинного агрегата, а так же приведена методика расчета на конкретную нагрузку на основе солнечных элементов.
1.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
1.1 Недостатки централизованного теплоснабжения
На протяжении последних десятилетий в РФ теплоснабжение осуществляется от централизованных систем теплоснабжения, в которых источником тепловой энергии является ТЭЦ, на которых одновременно осуществляется выработка, как тепла, так и электроэнергии. Преимущества централизованного теплоснабжения понятны и широко признаны во всем мире. По масштабам использования централизованного теплоснабжения - является лидером. Такое теплоснабжение при одновременной выработке электроэнергии на ТЭЦ многими странами, такими как Германия, Дания, считается эффективным средством энергосбережения.
Вместе с тем централизованное теплоснабжение имеет существенные недостатки: большие капитальные затраты на строительство теплотрасс, большие потери тепла на трассе, большие затраты на эксплуатацию теплотрасс.
Повышение тарифов на тепловую энергию и указанные большие затраты на содержание теплотрасс заставляют искать новые пути и способы теплоснабжения.
1.2 Опыт применения ТНУ на Западе и в РФ
Теплонасосные установки являются одним из эффективных альтернативных путей теплоснабжения. Тепловые насосы уже давно применяются в США, Швеции для теплоснабжения жилых зданий, а также производственных помещений, предприятий.
В некоторых странах количества тепла, вырабатываемого ТНУ, уже составляет около 50% от потребного, например в Швеции. В Японии в эксплуатации находиться несколько миллионов ТНУ с единичной тепловой мощностью от 1 до 16 кВт. В Германии находится в эксплуатации около 1 миллиона ТНУ, вплоть до единичной тепловой мощности 4 МВт. Надо отметить, что в Германии выделяется самая крупная среди развитых стран государственная дотация из бюджета: за 1 кВт тепловой мощности, запущенного в эксплуатацию ТН, выплачивается 300 ЕВРО. В Дании эксплуатируется 40 000 ТНУ. В Швейцарии, в которой первые ТНУ были построены еще в 30-х годах 20 века, находятся в эксплуатации около 40 000 ТНУ, но в основном небольшой мощности. Предусматривается увеличение втрое производства тепла с ТНУ.
На данное время, в начале 21 века, Россия существенно отстает по объему внедрения ТНУ даже от слабых стран. Однако следует подчеркнуть, что для России с учетом более жестких климатических условий и более продолжительного отопительного периода экономическая эффективность от применения ТНУ будет намного выше, чем в странах Европы, США и Канаде.
В бывшем СССР еще в 1986-89 годах ВНИИ холодмаш был разработан ряд ТНУ теплопроизводительностью от 17 кВт до 11,5 МВт. Большая часть ТНУ этого ряда прошла стадию изготовления и испытания, опытных образцов на пяти заводах холодильного машиностроения. Четыре типоразмера выпускались серийно теплопроизводительностью 14; 100; 300; 8500 кВт. С 1987 по 1992 было выпущено около 3 000 ТНУ. Тепловая мощность парка всех ТНУ оценивается в 30 МВт.
В России в последние годы появились специализированные фирмы в Москве, Новосибирске, Нижнем Новгороде и других городах, проектирующие и выпускающие только тепловые насосы. Усилиями этих фирм дополнительно введены в эксплуатацию ТНУ общей тепловой мощностью около 50 МВт.
Достаточно универсальным повсеместно доступным источником низкопотенциального тепла являются поверхностные слои грунта до 50-60-100 м. Скважины для взятия грунтовой воды могут сооружаться под фундаментом здания или в непосредственной близости от него.
Тепловые режимы грунтовых теплообменников могут быть существенно улучшены при использовании, наряду с теплом грунта, утилизируемого тепла вентвыбросов, тепла жидких стоков, а в ряде случаев и солнечной энергии.
Дополнительный потенциал повышения эффективности использования тепловых насосов кроется также в возможности их внедрения не только для целей отопления и горячего водоснабжения, но и для кондиционирования воздуха, включая контроль и управление влажности воздуха в помещениях и в ряде технологических процессов.
В настоящее время создан ряд систем для теплоснабжения коттеджей и так называемых умных домов.
В 1998 году запущена в эксплуатацию система теплоснабжения средней школы в деревне Филинново Ярославской области, ведется строительство крупной (более 1,5 МВт) системы теплоснабжения первого в Москве и в России аквапарка. Система теплонасосного горячего водоснабжения заложена в проект экспериментального энергоэффективного многоэтажного жилого дома в микрорайоне Никулино-2 г.Москвы, разработка которого ведется в рамках долгосрочной научно-технической программы Энергосбережение в городе Москве, реализуемой Миннауки России совместно с московским правительством. Сооружается ряд объектов тепловыми насосами в московском городском парке Фили.
.3 Сочетание ТНУ с возобновляемыми источниками энергии - эффективный путь экономии не возобновляемых энергоресурсов
Развитие энергетического сектора напрямую зависит от инвестиций в техноло?/p>