Geum.ru

Енергозбереження

Вид материалаРеферат
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Энергоэффективная теплонасосная система солнечного теплоснабжения / В. Д. Петраш, Д. В Басист // Вісник Одеської Державної академії будівництва та архітектури – Одеса: ОДАБА – 2007. – Вип. 28. – С. 249 – 254.


Проведен анализ особенностей функционального устройства предложенной теплонасосной системы солнечного теплоснабжения рокомпрессионного типа, определены условия её энергоэффективной работы на основе выбора температуры конденсации рабочего тела в зависимости от соотношения сопряженных потоков солнечного излучения, приводной мощности компрессора и потребляемой теплоты абонентскими системами.

При установленной поверхности коллекторов солнечной энергии, например, по расчетным условиям нагрузки отопительно-вентиляционных систем и горячего водоснабжения, с повышением интенсивности солнечного излучения сверх расчетного значения, происходит выработка избыточной теплоты, особенно при снижении мощности теплопотребления. Таким образом, в анализируемом режиме работы теплонасосной системы солнечного теплоснабжения одновременно с выработкой теплоты происходит и зарядка бака аккумулятора. Для условно принятого процесса квазистационарного теплообмена трансформируемая энергия солнечного излучения, воспринятая с 1 м2 КСЭ [7] и соответствующая индикаторная мощность компрессора за период равна теплоте абонентского потребления и зарядки бака.

Эффективность преобразования солнечного излучения в теплоту в анализируемой системе возрастает в режиме избыточной выработки теплоты над абонентским теплопотреблением пропорционально интенсивности солнечного излучения со снижением удельной выработки аккумулируемой теплоты на единицу приводной мощности тепловых насосов.

Теплонасосная система солнечного теплоснабжения характеризуется возможностью рационального распределения теплоты солнечного нагрева воды между теплообменниками для повышения технического ресурса тепловых насосов путем стабилизации его работы в номинальном гидравлическом режиме, что одновременно обеспечивает условия повышения эффективности процессов преобразования солнечного излучения с увеличением общей выработки теплоты для систем комунально-бытового назначения. Результаты исследования позволяют произвести обоснованный выбор расчетных параметров тепловых насосов и определить общие условия высокоэффективной работы анализируемой системы.

Повышение качества теплоснабжения и энерготехнологической эффективности обжиговой печи в процессе термотрансформаторной утилизации теплоты / В. Д Петраш, И .В Сорокина, Д. В Басист, // Вісник Одеської Державної академії будівництва та архітектури – Одеса: ОДАБА, – 2007. – Вип. 28. – С. 255 – 261


Теплоэнергетическая эффективность вращающихся обжиговых печей в производстве строительных материалов не превышает (35-45)%, при этом топливная составляющая в стоимости конечного продукта в настоящее время достигает (50-60)%. Известен широкий спектр способов, средств и технических решений охлаждения печей с утилизацией теплоты. В работе обоснована необходимость стабилизации теплообменных процессов охлаждения поверхности обжиговой печи.

В качестве одной из перспективных предложена система, которая отличается возможностью теплотехнологической стабилизации процессов охлаждения печных агрегатов с утилизацией энергии для коммунально-бытового и промышленного теплоснабжения. Вместе с тем общая эффективность ее работы ограничивается зависимостью начальной температуры охлаждающего воздуха на входе в укрытие печи от режима потребления и температуры холодной воды, которая, в частности на юге Украины, летом достигает 25°С, а зимой 5°С. По этой причине поддержание устойчивого процесса охлаждения поверхности печи с эффективной утилизацией теплоты для нагрева воды до требуемой температуры в большинстве случаев не представляется возможным.

Для повышения качества теплоснабжения для совершенствования процессов стабилизирующего охлаждения печного агрегата, авторами отработана новая система утилизации теплоты на основе парокомпрессионного цикла термотрансформации.

Стабилизация процессов охлаждения печи в течении года повышает стойкость и срок службы ее конструктивных слоев, прежде всего футеровки при этом улучшаются теплотехнологические условия выпуска высококачественной продукции. Вода в баке – аккумуляторе по температурному уровню после догрева удовлетворяет требованиям соответствующих систем теплоснабжения на основе цикла термотрансформации, повышает общую эффективность работы обжиговой печи качество промышленного теплоснабжения.

Система утилизации теплоты со стабилизацией процессов охлаждения на основе термотрансформаторного цикла теплового насоса повышает качество промышленного теплоснабжения и энерготехнологическую эффективность печных агрегатов. Результатами исследования установлены расчетные параметры и выявлены рациональные режимы работы предложенной системы, определена общая методика ее разработки.

Баласанян Г. Л. Оптимизация режимов нагрузок интегрированной системы енергоснабжения на базе когенерационной установки малой мощности и геотермального источника тепла / Г. Л. Баласанян. // Холодильна техніка і технологія. – 2007. – № 1. – С. 67 – 71.


Предложена методика согласования графиков электрической и тепловой нагрузки интегрированной системы энергоснабжения на базе когенерационной установки и геотермального источника тепла. Определены допустимые пределы соотношений тепловых и электрических нагрузок в зависимости от коэффициента заполнения графика электрической и тепловой нагрузок потребителя. Выполнена сравнитель­ная экономическая оценка предложенной системы энергоснабжения и системы с раздельной генерацией.

малой мощности находит все более широкое применение и является одним их основных направлений развития систем распределенной генерации.

Энергетическая и экономическая эффективность систем автономного энергоснабжения коммунально-бытовых потребителей на основе когенерационных установок (КУ) во многом ограничивается несоответствием графиков тепловой и электрической нагрузок потребителя соответствующим графикам КУ, а также значительной суточной и сезонной неравномерностью как электрической, так и тепловой нагрузок потребителя.

При эксплуатации автономных систем теплоснабжения с использованием геотермальных источников тепла также существует ряд ограничений, определяемых низким температурным потенциалом источника (при относительно небольших глубинах скважин - 1,5-2 км), значительными ка­питальными затратами на бурение, необходимостью использования дополнительных и резервных источников энергии для обеспечения бесперебой­ного функционирования системы, длительным сроком окупаемости.

Решить задачу повышения эффективности когенерационных установок малой мощности и конкурентоспособности систем геотермального теплоснаб­жения возможно за счет внедрения интегрированных систем энергообеспечения (ИСЭ), сочетающих, в частности, когенерационную установку и геотермальный источник тепла, благодаря чему значительно снижаются ограничения, присущие в отдельности каждой системе.

Кроме повышения эффективности когенерационной установки, при внедрении ИСЭ существенную роль играет также возможность расширения диапазона регулирования соотношения электрической и тепловой нагрузок потребителя.

Наиболее перспективными источниками для их использования в ИСЭ можно считать низкотемпературные термальные воды с температурой до +40 - +60°С. Это обусловлено, с одной стороны, относительной распространенностью и доступностью таких пластов, небольшой глубиной их залегания, а, следовательно, и стоимостью добычи. С другой стороны, повышение эффективности ИСЭ возможно только при сочетании в системе низкопотенциальных источников энергии, использование которых напрямую имеет много огра­ничений, и высокопотенциальных, компенсирующих эти ограничения.

В качестве критерия оптимизации режимов нагрузки ИСЭ выбраны суммарные эксплуатационные затраты на производство необходимых видов энергетической продукции, приведенные к определенному интервалу времени (часу, суткам), которые включают:
  • затраты на производство каждого вида энергетической продукции когенерационнои установкой;
  • затраты на возможную покупку соответст­вующего вида энергетической продукции от стороннего производителя при возникновении его дефицита в системе;
  • прибыль от возможной продажи избыточной энергетической продукции стороннему потребителю;
  • затраты на получение тепла в системе от дополнительного (возобновляемого) источника.

В результате решения задачи согласования и оптимизации суточных графиков электрической и тепловой нагрузок, обеспечивающих минимальные эксплуатационные затраты на производство всех видов энергетической продукции, определены допустимые пределы соотношений тепловых и элек­трических нагрузок в зависимости от коэффици­ента заполнения графика электрической и тепло­вой нагрузок потребителя.

Бандурний С. К. Анализ гидравлических характеристик трубопроводов, применяемых в подпольных системах водяного отопления / С. К. Бандурний, В. В. Афтанюк, Т. А. Данилишина, // Холодильна техніка і технологія. – 2007. – № 1. – С. 58 – 61.


Подпольное отопление - это энергосберегающая система отопления, в которой преобладающее количество тепла передаётся путём излучения. Тепловой поток проходит через трубы, затем слой стяжки, представляющую собой греющую плиту, покрытие пола и передаётся в окружающую среду.

Поверхность пола характеризуется повышенной температурой, благодаря чему возникает преграда холоду (не охлаждаются стопы ног) и одновременно нет отрицательного воздействия на комфортные теплоощущения человека, на которые, в основном, оказывают влияние температура воздуха, его подвижность и температура ограждающих поверхностей помещения.

В связи с вышесказанным температура воздуха в помещении 20°С обеспечивает такой же самый тепловой комфорт, как и температура от 21°С до 22 °С при использовании традиционных приборов (радиаторов и конвекторов), а колебания внутренней температуры на 1°С практически не ощутимы человеческим организмом.

Подпольному отоплению свойственно наиболее благоприятное для человека равномерное распределение температуры в помещении. Важнейшим фактором теплового комфорта при подпольном отоплении является уменьшение конвекционного перемещения воздуха по сравнению с радиаторным отоплением, которое вызывает перенос пыли и т.д.

Для систем подпольного отопления применение трубопроводов, имеющих внутренний слой из октанового полиэтилена, значительно эффективнее с точки зрения потерь давления на 1 погонный метр, чем применение труб, имеющих внутренний слой из металла.

При расходах теплоносителя в системе подпольного отопления в диапазоне от 10 до 1000 кг/час при диаметре труб 14 мм наиболее целесообразно применять металлопластиковые трубы фирмы «KERMI» с внутренним слоем из октанового полиэтилена.

При расходах теплоносителя в системе подпольного отопления в диапазоне от 10 до 1000 кг/час при диаметре труб 18x20 мм наиболее целесообразно применять металлопластиковые трубы РЕ - ХС фирмы «KANN» с внутренним слоем из октанового полиэтилена.

При расходах теплоносителя в системе под­польного отопления в диапазоне от 10 до 1000 кг/час при диаметре труб 25x26 мм наиболее целесообразно применять металлопластиковые трубы РЕ - ХС фир­мы «KANN» с внутренним слоем из октанового по­лиэтилена.

Довгополов И. С. Системный подход к энергосбережению физико-технологических систем (топологоэксергетический метод) / И С Довго-полов, В. Т. Тучин // Математичне моделювання, – 2007. № 16. – С. 55 – 60.


Энергосбережение дает одну из наиболее пер­спективных возможностей для промышленности - способствовать облегчению общей энергетической ситуа­ции и соответствующие методы противодействия росту затрат энергии

Актуальной задачей является разработка основных принципов энергосбережения и направлений их реализации, представленных единой кон­цепцией. В качестве рабочего инструмента при анализе разрабатываемых энергосберегающих структур (реализующих основные принципы энергосбережения) применяется топологоэксергетический подход, по­зволяющий получить как топологоэксергетические, так и аналитические формы их представления.

Стратегия этого системного подхода предусматривает:
  1. формулирование цели исследования, постановку задачи по реализации этой цели и определение критерия эффективности поставленной задачи;
  2. четкое задание ограничений при решении задач по достижению заданных целей;
  3. проведение качественного анализа энергетической структуры физико-технических систем (ФТС);
  4. синтез (функционального оператора физико-технологической системы;
  5. идентификация и проверка адекватности операторов ФТС;
  6. формализация процедур на основе тополого-эксергетического принципа описания ФТС.

Анализ ФТС с энергетических позиций позволил обобщить подходы и сформулировать основные прин­ципы энергосбережения:
  1. Повышение энергетического потенциала источников энергии.
  2. Максимальное использование энергетического потенциала в ФТС.
  3. Минимизация необратимостей разрабатываемых и функционирующих ФТС.
  4. Использование синергетических эффектов в энергетической самоорганизации ФТС.

Алгебраические и топологоэксергетические структуры связи неравновесной термодинамики физико-технологических систем, наглядные правила их реализации позволяют сделать качественные и количественные прогнозы для практического энергосбережения, основанные на этих принципах.

Сформулируем следующие направления энергосбережения, реализующие эти принципы в ФТС:
  • Организация эффективных структур соединений.
  • Использование регенерации эксергии.
  • Дискретно-импульсный ввод эксергии.
  • Когенерация.
  • Многоступенчатое (многократное) использование эксергии.
  • Гравитационный ввод эксергии.
  • Совмещение процессов различной физической природы.
  • Объединение теплотехнических объектов с компьютерным управлением процессами, которое базируется на знаниях в области теплотехники, электроники, микропроцессорной технике и информатики (мехатронный подход к ФТС).
  • Применение нанотехнологий.

Накорчевский A. M. Эффективность схемных решений при грунтовом аккумулировании теплоты / A. M. Накорчевский, Б. И. Басок, Т. Г Беляева // Нентрадиційні і поновлювальні джерела енергії як альтернативні первинним джерелам енергії в регіоні: Матеріали третьої Міжнародної наково-практичної конференції. – Львів , ЛвЦНТЕІ , 2005 – С. 241 – 243.


Грунтовое аккумулирование - разрядка теплоты относится к задачам нестационарной теплопроводности в пространственно неогра­ниченной области, которые имеют аналитические решения только для небольшого числа типов задания краевых условий предложен приближенный, но достаточно точный метод решения таких задач, свободный от каких-либо ограничений. Отличительная особенность метода состоит и во введении конечного радиуса распространения аккумулированной теплоты R. Эта особенность позволяет четко контролировать область основной энергоемкости, а также ставить и решать задачи концентрирования энергии в ограниченном пространстве. С инженерной точки зрения это существенное преимущество расчетной методики по сравнению с классическими методами, в которых энергия «размазывается» по всей области определения задачи,

Аккумулирование - разрядка теплоты в грунтовом массиве осуществляется различными трубными системами в грунте, по которым циркулирует промежуточный теплоноситель - обычно вода, нагреваемая солнечными коллекторами (аккумулирование) или охлаждаемая в тепловых насосах (разрядка). Наибольшее распространение нашли теплообменники типа «труба б трубе» (коаксиальные), U-образные (однопетлевые, многопетлевые), емкостные.

Существенно улучшить характеристики аккумулированной энергии можно только при организации встречно направленных тепловых потоков, разместив в грунтовом массиве «куст» из теплообменников. «Кустовое» аккумулирование наиболее эффективно для энергоемких потребителей.

Драганов Б. Х. Энергоэкономическая оптимизация тепловых насосов / Б. Х. Драганов, И. П. Радько, // Нентрадиційні і поновлювальні джерела енергії як альтернативні первинним джерелам енергії в регіоні: Матеріали третьої Міжнародної наково-практичної конференції. – Львів , ЛвЦНТЕІ. , 2005 – С. 270 – 275.


Эффективность систем теплоснабжения, можно заметно повысить путем использования трансформаторов. В этом случае в большей степени обеспечиваются требования защиты окружающей среды.

Оптимизацию энергетических систем следует анализировать с учетом следующих факторов, экономических и экологических.

В последние два десятилетия теоретико-графовый метод оптимального анализа и синтеза технических систем различного функционального назначения широко используется в инженерной практике.

Потоковые графы, вершины которых отображают элементы системы, а дуги – физические потоки, являются наглядными и удобные для проведения вариантных расчетов и параметрической оптимизации, что служит основой для создания пакета прикладных программ. Для энергетических систем основным критерием эффективности является преобразование потоков эксергии в системе, а также термодинамическая степень совершенства функционирования системы и ее отдельных элементов. При таком подходе оптимум решения определяется условием, что потери энергии минимальны.

Для энергетической и экономической систем в их взаимозависимости в последние десятилетия эффективно используются принципы эксергоэкономики.

При оптимизации терматрансформаторов в условиях эксплуатации следует учитывать:

- рост эксплуатационных затрат трансформатора в целом через увеличение затрат на привод;

- снижение эксплуатационных затрат на теплообменный аппарат (уменьшаются амортизационных затрат отчисления, затраты на текущий ремонт и и.д.).


Новіцька Ганна Володимирівна

Коваленко Олександра Вікторівна


Енергозбереження


Реферативний огляд


Відповідальний за випуск Кваша Т.К.


Технічна редакція Новіцька Г.В.


________________________________________________


Підписано до друку 27.05.2009 Формат 6084 1/164 1/16

Друк. арк. 2 Тир.3300 прим. Зам № 32в

________________________________________________


03039, Київ-39, вул. Горького, 180, УкрІНТЕІ

ІНТЕІ