Разработка системы теплоснабжения административного здания с применением теплового насоса
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
.д.) выше, чем у теплового насоса.
Необходимо оговориться, что рассмотренный график составлен с учётом нынешних тарифов на топливо и электроэнергию, а также сегодняшних цен на оборудование. К сожалению, первоначальные затраты на его приобретение достаточны высоки и обусловлены не столько законами себестоимости, сколько аппетитами поставщиков. В связи с непрерывным повышением цен на энергоносители и увеличением спроса на альтернативную энергетику - стоимость оборудования будет стремительно приближаться к реальной.
Хотя в реальных случаях графики бывают разные, принцип оценки прямой экономической эффективности сохраняется.
При этом существует ещё ряд факторов, не связанных с экономикой непосредственно, но которые тоже необходимо учитывать при принятии решения по установке той или иной системы:
необходимо организовывать регулярную доставку топлива на объект;
-в России и мире цены на углеводородное топливо и электроэнергию растут каждый год;
-психологический дискомфорт, связанный с перебоями обычной электроэнергии на объекте;
-проблемы общения с государственными чиновниками при попытке обеспечения своего объекта традиционным электро- и теплоснабжением.
При сложившемся уровне цен на энергоносители топливные насосы по экономичности уступают пока только газовым котлам, будучи на порядок неприхотливее в эксплуатации, но заметно выигрывают у жидкотопливных и электрических.
Таблица 2.1 Годовые затраты на отопление 1 м2 площади дома разными системами
Тип тепло-генератора системы отопленияТеплота сгорания топливаГодовая потребностьЦена энерго- носителяСтоимость энерго- носителя, руб. Затраты для дома S=300м2, руб. Газовый котелЖидко-топливный котелЭлектрический котел-Тепловой насос-
Служат они по 15-20 лет до капитального ремонта. В перспективе, в связи с ростом цен на все виды топлива их лидерство обеспечено.
2.2 Общие сведения о тепловом насосе
Тепловые насосы - это компактные экономичные и экологически чистые системы отопления, позволяющие получать тепло для горячего водоснабжения, отопления коттеджей, охлаждения воздуха в комнатах и вентилирования помещений за счёт использования тепла низкопотенциального источника (тепло грунтовых вод, озёр, морей, грунтовое тепло, тепло земных недр и т.п.) путём переноса его к теплоносителю с более высокой температурой.
Идея теплового насоса была известна уже сто лет тому назад, но только последние несколько лет соотношение цена - качество - надёжность достигло необходимого для рынка уровня. Кроме того, с ростом цен на энергию и большими требованиями к окружающей среде в мире, увеличилось использование тепловых насосов в качестве отопительных систем в домах. Продажа тепловых насосов в последние годы растёт в Европе и, в частности, во всей Скандинавии. В Швеции, являющейся лидером использования тепловых насосов, их установлено более 400.000, а в Финляндии за последние годы количество проданных насосов увеличилось вдвое. В Швеции для работы тепловых насосов используется вода Балтийского моря с температурой +4 С. По прогнозам Мирового Энергетического комитета (МИРЭК), к 2020 году в развитых странах мира теплоснабжение будет, в основном, осуществляться с помощью тепловых насосов.
Для использования тепла грунтовых вод используют вертикальные коллекторы - это система длинных труб, опускаемых в глубокие скважины (50-150 метров). Нужен всего пятачок земли, зато требуются дорогостоящие бурильные работы. На глубине всегда одинаковая температура - около 10С, поэтому данный вид коллектора более эффективен.
Грунт имеет свойство сохранять солнечное тепло в течение длительного времени, что ведёт к относительно равномерному уровню температуры источника на протяжении всего года. Это обеспечивает эксплуатацию теплового насоса с высоким коэффициентом мощности. Тепло окружающей среды передаётся со смесью из воды и антифриза (спирта). Забор тепла из грунта осуществляется с помощью проложенной в грунте системы пластиковых труб на глубине 1-1,2 м. Минимальное расстояние между соседними трубопроводами около 1 метра.
Преимущества использования отопительных систем на базе тепловых насосов:
-высокая эффективность преобразования электроэнергии по сравнению с электронагревательными приборами;
-экологически чистая технология;
отсутствие выбросов в атмосферу вредных веществ и углекислоты;
используется озонобезопасный вид фреона;
надежная автоматическая работа установки, не требующая постоянного присутствия человека;
минимальные эксплуатационные расходы по сравнению с другими отопительными системами;
длительный срок службы без капитального ремонта;
малые габариты и вес;
в качестве источника низкопотенциальной теплоты могут использоваться грунт, вода, окружающий воздух.
Применение теплового насоса целесообразно:
-в качестве системы автономного обогрева и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений, для теплоснабжения и горячего водоснабжения индивидуального жилья;
-для горячего водоснабжения (либо как побочный эффект отопительной функции, либо как основная функция);
для охлаждения помещений любого рода: для охлаждения и кондиционирования загородных домов, для охлаждения кладовок, хранилищ, погребов, охлаждения производственных помещений и технологического оборудования предприятий;
для вентиляции коттеджа, деревенского дома, загородного дома, для вентиляции