Как обустроить мансарду?



Как создать искусственный водоем?



Как наладить теплоизоляцию?



Как сделать стяжку пола?



Как выбрать теплый пол?



Зачем нужны фасадные системы?



Что может получиться из балкона?


Главная страница » Энциклопедия строителя

содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24]

страница - 14

Таблица 15. Сравнительные балансы энергии для различнйх тепловых насосов, работающих по схеме «воздух — вода», %

Первичная энергия

Полученная Полезная теплота

Количество первичной энергии, необходимое для получения 100% полезной тепловой энергии

Классический отопительный котел

100

75

133

(на газе)

Электротепловой насос

100

97

103

Газокомпрессионный тепловой насос

100

179

56

Газоабсорбционный тепловой насос

100

120

83

Соответствующие схемы превращения энергии показаны на рисунке 28.

Газокомпрессионный тепловой насос при объединенной выработке тепловой и механической энергии дает наивысшую экономию первичной энергии. По сравнению с электротепловым насосом он обладает следующими основными преимуществами [12]:

—дополнительное получение теплоты, составляющей примерно 58% от теплоты двигателя;

—возможность конденсации при более низких температурах и, как следствие, более высокие коэффициенты трансформации благодаря использованию отбросной теплоты;

—возможность экономичной работы без дополнительного подогрева при наружной температуре воздуха ниже 0°С;

—для получения того же количества полезно используемой теплоты требуется менее мощный тепловой насос (как правило, на 30 ...50%);

—при работе с обычным безопасным хладагентом R 22 можно достичь температуры горячей воды 55°С, что пригодно только для панельного отопления полов. При использовании теплоты двигателя эту температуру можно поднять до 90°С, что позволяет применять обычные радиаторы;

—бесступенчатое регулирование мощности путем изменения частоты вращения вала двигателя в интер-

1ерВичная энергии

100%

Потери с отра SomaBuiUMU . газами 1в%\\

используемая теплота.

}

А

Потери с отрава-10% аювшими газами "■^ 6% (.Потери в транс-

II миссии Л% электроэнергия гв% \

\5S% uifl 67% I Теплота оири-

8h%

95%

100%

Л

Потери с ompaSo-1S /о тавшими газами

Отбросная теплота

30 % механический привод ^

е=з,8

8^% ГТ

ХТеплота окра-\^ ^^тающей среаы

100%а

1

Потери с ompaSa-10 А ^ тадшими г азами

Х=1,55

т

130%

WX Теплота окру-тающей среды

г

Рис. 28. Схема превращения энергии в тепловых насосах [114]:

А — газовый отопительный котел; Б — электрокомпрессионный тепловой насос; В — газокомпресснонный тепловой насос; Г — газоабсорбционный тепловой насос.


Таблица 16. Сравнение общих годовых затрат при различных способах отопления (Qo = 20 кВт, ч!1Сло часов работы в году 1800), марок ФРГ [96]

S

1

!!

og

о

о с

g О

а> о к о п

со

U

Электр

=s

& >. н

i

о

1

отеплов двухко

W S

1 m

% о

о- U еч О С -

эй насос нтурный

Is

ё£ =

о о Е

С Г m

=S

О

m

о

с н =s

S

1"

Инвестиционные вложения

в том числе стоимость агрегата

стоимость строительных материалов

12 ООО 7 000 5 ООО

5 ООО 3 ООО 2 000

17 000 17 000

11 200 8 200

1ООО

2ООО

15 700

8 20J 4 500

3 000

15 ООО 13 ООО 2 00 0

Капитальные затраты Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание Стоимость энергии

1 226

400 1 744

469

200 1 970

2 533

520 2 260

1487

460

2230

1 992

660 1 340

2 100

800 I 00 0

Полные годовые затраты

3 370

2 639

5 313

4 177

3 992

3 900

вале 900..Л500 мин-. Дополнительное регулирование возможно путем изменения открытия клапанов компрессора, в результате чего можно плавно регулировать мощность от 100 до 15%. Электротепловой насос можно регулировать только ступенчатым переключением, так как электродвигатели с плавным регулированием частоты вращения (например, двигатели с фазным ротором) значительно дороже и вызывают дополнительные трудности при подсоединении. Несмотря на большую экономию первичной энергии, газокомпрессионный тепловой насос может конкурировать с другими отопительными системами лишь тогда, когда обеспечивается как его рентабельность, так и надежность в эксплуатации. На рентабельность существенно влияет соотношение стоимостей энергии (например, .электроэнергии, котельного топлива), а также первоначальные затраты. При возможном в будущем переходе на серийный выпуск этого теплового насоса следует ожидать дополнительного снижения затрат. При теоретическом расчете затрат для потребности в энергии 20 кВт (табл. 16) наиболее благоприятным представляется вариант с газовым тепловым насосом [96]. Несколько отпугивают от него, возможно, довольно высокие первоначальные затраты.

Газокомпрессионные тепловые насосы с мощностью привода 30 кВт и соответственно тепловой мощностью 450 ... 650 МДж/ч (125... 175 кВт) с доработанными конструктивно двигателями уже серийно выпускаются промышленностью: первые установки поступили в эксплуатацию. Полные годовые затраты на эти установки будут меньше, чем на обычные отопительные агрегаты (Бейер [12]). Опыт показывает, что поступившие в эксплуатацию в ФРГ газовые двигатели обладают высокой надежностью. Для некоторых из них фирмы-изготовители дают гарантии на несколько лет. Расход биогаза при работе на полной мощности должен составлять около 20 мз/ч.

В принципе газокомпрессионные тепловые насосы тепловой мощностью свыше 175 кВт (мощность привода 30 кВт соответствует 150 тыс. ккал/ч) при нынешнем уровне техники можно конструировать из обычных компонентов. Установки тепловой мощностью до 4000 кВт (мощность привода 700 кВт) уже находятся в эксплуатации [12, 88]. Однако необходимы новые конструктивные разработки, если предполагается использовать для отопления одноквартирных домов небольшие газовые тепловые насосы, которые должны быть также просты в эксплуатации, как традиционные системы отопления, а по рентабельности превосходить их. В этом плане пока отсутствуют удовлетворительные технические решения (например, по таким параметрам, как бесшумность работы, отсутствие вибраций, компактность, простая регулировка, легкость в обслуживании, надежность в эксплуатации). В настоящее время фирмы Рургаз, Ауди НСУ п Фольксваген при поддержке правительства ФРГ ведут совместную работу по решению этих проблем [88], и можно ожидать, что в недалеком будущем им удастся найти ответы на поставленные вопросы. Фирма Рургаз эксплуатирует газовые тепловые насосы (воздух—вода) на серийных легковых автомобилях (Поло, Пассат), где например, два цилиндра используются для привода и два — в качестве компрессоров. Именно в сельском хозяйстве эти газовые тепловые насосы малой мощности могли бы найти себе применение. Допустимо также использование газового теплового насоса в системе рецпркуляции воздуха сушилок для зерна и сена. Обычные зерновые сушилки порционного и непрерывного действия имеют производительность


1...2 т/ч при установленной тепловой мощности 80... 160 кВт. При хорошей загрузке их можно использовать в течение 800 ч за летний сезон.

Объединенная выработка тепловой и ме.\анпческ,оп энергии при производстве электроэнергии

При производстве электроэнергии из биогаза в электрической ток преобразуется лишь около 30% его энергоресурса, а остальная часть представляет собой отбросную теплоту. 55...60% этого ресурса теоретически можно также использовать с помощью теплообменника и котла-утилизатора, конечно, с соответствующими техническими и финансовыми затратами. Средние значения финансовых затрат пока еще назвать нельзя. В таблице 13 приведены значения полезно используемой теплоты, которую можно дополнительно получить при эксплуатации электрогенераторов соответствующей мощности. Эту теплоту можно будет использовать в сельскохозяйственном производстве для следующих целей: —■ подогрева воды для бытовых нужд и содержания скота;

—отопления жилых помещений;

—подогрева воздуха для сушилок (см. Объединенное получение тепловой и механической энергии в установках для привода вентиляторов) или создания нужного микроклимата в животноводческих помещениях;

—для создания необходимой температуры брожения в биогазовых реакторах;

—отопления теплиц.

Как правило, поголовье скота в течение года остается постоянным, поэтому можно рассчитывать на постоянное количество получаемых из биогаза электроэнергии и дополнительной теплоты. Однако проблема всегда состоит в том, чтобы рационально и равномерно использовать как электроэнергию, так и теплоту, причем тем в большей степени, чем меньше установка. Даже небольшое количество неутилизированной энергии удорожает стоимость единицы полезно используемой энергии. В каждом конкретном случае предприятие должно иметь диаграмму предполагаемого выхода биогаза по месяцам года и соответствующее распределение потребностей в электроэнергии и теплоте, на. базе которых составля-

ются рекомендации по утилизации получаемых в течение планируемого периода избытков энергии Цли покрытии возникающих за это же время дополнительных потребностей в ней.

На рисунке 29 приведена соответствующая диаграмма для предприятия по очистке городских стоков [3] населенного пункта, насчитывающего 140 тыс. жителей (по общей массе стоков соответствует приблизительно 5 тыс. усл. гол. крупного рогатого скота). Как видно из рисунка, возможная выработка электроэнергии всегда выше, чем собственная потребность предприятия в ней. При этом выход теплоты в течение десяти месяцев года также превышает собственные потребности предприятия. Проведем сравнительный расчет затрат для трех вариантов.

A.Потребность в электроэнергии на 100% удовлетворяет эиергоснабжающая организация; теплоснабжение обеспечивает отопительный котел, работающий на выделяющемся при очистке стоков газе; излишек газа сжигается в факелах (~60%).

B.Самообеспечение электроэнергией (1X660 кВт) при 100%-ном резервировании за счет энергоснабжающей организации; для выравнивания суточных колебаний в электроэнергии используется газгольдер; покрытие основных потребностей в теплоте за счет отбросной теплоты газовых двигателей, пиковых потребностей— за счет отбросной теплоты котла-утилизатора, работающего иа биогазе; сжигание избытков газа в факелах (~20%).

В. Самообеспечение электроэнергией (3X330 кВт) при 50%-ном резервировании за счет энергоснабжающей организации; для выравнивания суточных колебаний используется газгольдер; покрытие основных потребностей в теплоте за счет отбросной теплоты газовых двигателей, пиковых потребностей — за счет отбросной теплоты котла-утилизатора, сжигание избытков газа в факелах (~20%).

Расчеты показали, что по сравнению с другими вариант В дает снижение затрат на энергию примерно на 10%, однако общие годовые затраты уменьшаются только до 85 %. Дальнейшего снижения затрат можно было бы ожидать при подключении к коммунальным электросетям (параллельная эксплуатация) и подборе дополнительных потребителей теплоты. В случае эксплуата-




содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24]

© ЗАО "ЛэндМэн"