Энергетическое обеспечение производства
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
льтра-осушителя, системы подачи жидкого фреона в испаритель. Оба агрегата - компрессорный и АИК - устанавливаются рядом, жестко закрепляются на фундаментах и соединяются между собой трубопроводами нагнетания и всасывания. Возможно и моноблочное исполнение теплового насоса.
В тепловом насосе обеспечивается замкнутый цикл движения фреона. Жидкий хладагент поступает в испаритель, где он находится в межтрубном пространстве, а по трубам испарителя проходит вода от низкопотенциального источника. Дроссельное устройство ТН автоматически настроено так, что жидкий фреон, поступивший в испаритель, имеет температуру кипения на несколько градусов ниже температуры воды низкотемпературного источника. По этой причине происходит кипение фреона в испарителе, при этом вода самого низкотемпературного источника охлаждается и сбрасывается. Сухие пары фреона, полученные за счет охлаждения низкотемпературного источника, всасываются компрессором и сжимаются, при этом повышаются давление и температура паров фреона. Термодинамические свойства фреона таковы, что чем больше давление паров, тем выше температура кипения и конденсации. После компрессора фреон поступает в межтрубное пространство конденсатора, по трубам которого проходит вода, циркулирующая в системе отопления. Так как вода имеет температуру ниже требуемой для конденсации сжатого фреона, последний сжимается и в жидком виде направляется в переохладитель, где также отдает тепло воде из системы ГВС, нагревая ее. Фреон при этом охлаждается, после чего через дроссель опять возвращается в испаритель. Цикл завершен.
Для работы теплонасосной установки необходимо постоянный источник воды, а также электроэнергия на привод компрессора и циркуляционных насосов.
В адсорбционном тепловом насосе вместо механической энергии используется тепло, а в качестве рабочей среды - смесь двух жидкостей (например, жидкий аммиак-вода). При нагреве летучие компоненты испаряются, а после теплоотдачи снова абсорбируются.
Энергетическая эффективность обратного термодинамического цикла оценивается так называемым коэффициентом преобразования, который определяется как отношение суммы утилизированного тепла и превращенной в тепло механической работы, затраченной на сжатие хладагента, к величине этой работы. Коэффициент тем больше, чем меньше разность температур испарения и конденсации хладагента, обусловленная различием давления в испарителе и конденсаторе. А чем больше коэффициент преобразования, тем меньше затрачивается механическая энергия.
Со времен создания первой отопительной системы по принципу теплового насоса прошло уже около 50 лет. И хотя ТНЦ распространились по всему миру, область их применения до недавнего времени была ограничена преимущественно бытовой сферой. Однако в последние годы их начали внедрять на промышленных предприятиях многих отраслей в развитых странах. Многие специалисты считают, что ТНЦ в ближайшей перспективе займут основное место в низкотемпературных системах теплоснабжения.
Важнейшей особенностью ТНЦ является универсальность по отношению к виду первичной энергии, возможность использования практически всех видов энергии, поскольку компрессор ТНЦ может приводиться в действие механическим, электрическим и любым тепловым двигателем. Это способствует оптимизации топливного баланса с замещением дефицитных энергоресурсов менее дефицитными.
Вторым преимуществом ТНЦ является универсальность по отношению к уровню мощности, изменяющейся от долей до десятков тысяч кВт и по существу перекрывающей мощности всех существующих теплоисточников, включая малые и средние ТЭЦ. С учетом многообразия целевых назначений это обеспечивает максимальные масштабы потенциального использования ТНЦ.
Третье преимущество ТНЦ связано с весьма крупным энергосберегающим эффектом, изменяющимся в зависимости от типа ТНЦ и замещаемого теплоисточника от 20-30 до 50-70%. Универсальность, позволяющая замещать и крупные котельные, и менее низкоэффективные электронагреватели или теплогенераторы, обеспечивает и максимальную абсолютную экономию топлива. К примеру, она может многократно превысить экономию от традиционной теплофикации.
Крупным преимуществом схем теплоснабжения с электрическими ТНЦ является их высокая экологическая эффективность. ТНЦ даже могут улучшить экологическую обстановку, снижая тепловое загрязнение окружающей среды.
Как свидетельствует мировой опыт, ТНЦ могут использоваться в качестве квартирных, домовых, квартальных и районных источников теплоснабжения. Они не требуют больших сроков строительства и значительных территорий. ТНЦ могут размещаться вблизи потребителей, что позволяет минимизировать протяженность тепловых сетей, причем пониженные параметры теплоносителя позволяют заменить металлические трубопроводы пластмассовыми, не подверженными коррозии. В ТНЦ нет открытого пламени, они легко автоматизируются, а ремонт осуществляется путём замены отдельных агрегатов и узлов, т.е. в заводских условиях, что снижает количество ремонтно-эксплуатационного персонала, улучшает условия труда, обеспечивает надежность эффективность теплоснабжения.
В целом проблема создания тепловых насосов вышла за рамки отдельных стран. Наибольшее количество действующих ТН имеется в США и Японии, где преимущественное распространение получили теплонаносные кондиционеры, предназначенные для круглогодичного кондиционирования воздуха помещений. Для этих целей и о?/p>