Dom » Pumpe » Analiza perspektivnih sistema za snabdevanje toplotom. Dalje unapređenje energetske efikasnosti decentralizovanih sistema za snabdevanje toplotom zahteva naučna i tehnička istraživanja u cilju određivanja optimalnih režima rada.

Analiza perspektivnih sistema za snabdevanje toplotom. Dalje unapređenje energetske efikasnosti decentralizovanih sistema za snabdevanje toplotom zahteva naučna i tehnička istraživanja u cilju određivanja optimalnih režima rada.

Sanitarni i tehnički uređaji zgrada uključeni u lokalni sistem toplotne energije. Takvi uređaji uključuju autonomne kotlovnice i generatore topline s toplinskom snagom od 3-20 kW do 3000 kW (uključujući krovne i blokovske - mobilne), te individualne stanove topline. Ova oprema namjenjen je za opskrbu toplinom posebnog objekta (ponekad male grupe obližnjih objekata) ili pojedinačnog stana, vikendice.

Značajke projektiranja i izgradnje autonomnih kotlovnica za razne vrste civilni objekti su regulisani skupom pravila SP 41-104-2000 "Projektovanje autonomnih izvora toplotne energije".

Autonomne kotlovnice se prema svom smještaju u prostoru dijele na samostojeće, priključene na objekte druge namjene, ugrađene u objekte druge namjene, bez obzira na lokaciju spratnost, krov. Toplinska snaga ugradbenog, priključnog i krovnog kotla ne bi smjela premašiti potrebe za toplinom zgrade za koju je predviđen za opskrbu toplinom. Ali general toplotna snaga za autonomnu kotlarnicu ne bi trebalo da prelazi: 3,0 MW za krovnu i ugrađenu kotlarnicu sa kotlovima na tečna i gasovita goriva; 1,5 MW za ugrađenu kotlarnicu sa kotlovima na čvrsto gorivo.

Nije dozvoljeno projektovanje krovnih, ugrađenih i pričvršćenih kotlarnica na zgrade predškolskih i školskih ustanova, na medicinske zgrade bolnica i klinika sa danonoćnim boravkom pacijenata, na objekte za spavanje sanatorija i rekreacije. objekata.

Mogućnost ugradnje krovnog kotla na objekte bilo koje namjene iznad oznake od 26,5 m mora biti usklađena s lokalnim vlastima Državne vatrogasne službe.

Shema s autonomnim izvorima topline radi na sljedeći način. Voda zagrijana u kotlu (primarni krug) ulazi u grijače, gdje zagrijava vodu sekundarnog kruga, koja ulazi u sisteme grijanja, ventilacije, klimatizacije i tople vode, te se vraća u kotao. U ovoj shemi, krug cirkulacije vode u kotlovima je hidraulički izolovan od cirkulacionih krugova pretplatničkih sistema, što omogućava zaštitu kotlova od napajanja nekvalitetnom vodom u prisustvu curenja, au nekim slučajevima i do potpuno napustiti tretman vode i osigurati pouzdane kotlove bez kamenca.

U autonomnim i krovnim kotlarnicama nisu predviđena područja za popravku. Popravke opreme, armature, uređaja za upravljanje i regulaciju obavljaju specijalizovane organizacije koje imaju odgovarajuće dozvole, koristeći svoje uređaje za dizanje i postolje.

Oprema autonomnih kotlarnica treba da se nalazi u odvojena soba, nedostupan neovlaštenom ulasku. Za ugrađene i priključne autonomne kotlarnice predviđena su zatvorena skladišta za skladištenje čvrstih ili tečnih goriva koja se nalaze izvan kotlarnice i objekta za koji je predviđena za snabdevanje toplotom.

Oprema za autonomne izvore topline, koja uključuje kotlove od lijevanog željeza, male čelične i čelične kotlove od lijevanog željeza, male veličine modularni kotlovi, bojleri horizontalnog presjeka, školjkasti i lamelarni bojleri, parnovodni i kapacitivni grijači. Domaća industrija trenutno proizvodi kotlove od livenog gvožđa i čelika namenjene za sagorevanje gasa, tečnog kotlovskog i loživog goriva, za stratifikovano sagorevanje sortiranog čvrstog goriva na rešetke iu suspendovanom (vorteks, fluidizovano) stanju. Ako je potrebno kotlovi na cvrsto gorivo mogu se preopremiti za sagorevanje gasovitih i tečnih goriva ugradnjom odgovarajućih gasnih gorionika ili mlaznica i automatizacije za njih na prednjoj ploči.

Od malih kotlova od lijevanog željeza, najšire se koriste kotlovi marke KChM različitih modifikacija.

Male čelične kotlove proizvode mnoga mašinska poduzeća različitih odjela, uglavnom kao robu široke potrošnje. Manje su izdržljivi od kotlova od livenog gvožđa (vek trajanja kotlova od livenog gvožđa je do 20 godina, čeličnih 8-10 godina), ali su manje metalo intenzivni i nisu toliko radno intenzivni za proizvodnju i nešto jeftinije na tržištu za kotlove i opremu.

Potpuno zavareni čelični kotlovi su nepropusniji za gas od kotlova od livenog gvožđa. Hvala za glatka površina njihovo zagađenje sa strane gasa tokom rada je manje nego kod kotlova od livenog gvožđa, lakši su za popravku i održavanje. Profitabilnost (efikasnost) čeličnih kotlova je bliska onoj od livenog gvožđa.

Pored domaćih kotlova, poslednjih godina na tržištu kotlova i pomoćne kotlovske opreme pojavili su se brojni kotlovi stranih kompanija, među kojima su: PROTHERM (Slovačka), Buderus (preduzeće koje pripada grupi kompanija Bosch, Nemačka), Vapor Finska Oy (Finska). Ove firme proizvode kotlovska oprema snage od 10 kW do 1 MW for industrijska preduzeća, skladišta, privatne kuće, vikendice, mala industrija. Svi se razlikuju visoka kvaliteta performanse, dobra automatizacija i kontrolni uređaji, odličan dizajn. Ali njihove maloprodajne cijene, sa istim termičkim karakteristikama, 3-5 puta su veće od cijena ruske opreme, pa su manje dostupne masovnom kupcu.

Voda-voda horizontalni presječni školjkasti i pločasti bojleri (slika ispod), koji se koriste u kotlarnicama, uključuju se prema protustrujnim obrascima protoka nosača topline.

Projektiranje bojlera bojlera voda-voda presječnog (a) i pločastog (b) bojlera

1 - ulazna cijev; 2 - cijevni listovi; 3 - cijevi; 4 - tijelo; 5 - paket; 6 - vijci; 7 - ploče

Grejači pare i vode koriste se u parnim kotlovima. Opremljeni su sigurnosnim ventilima na strani zagrejanog medija, kao i uređajima za vazduh i odvod. Svaki bojler za parnu vodu mora biti opremljen sifonom kondenzata ili regulatorom prelivanja za uklanjanje kondenzata, armaturom sa zapornim ventilima za ispuštanje vazduha i odvod vode i sigurnosnim ventilom u skladu sa zahtevima PB 10-115-96 Gosgortehnadzor of Rusija.

U kotlarnicama se preporučuje upotreba netemeljnih pumpi, čiji se protok i pritisak određuju termo-hidrauličkim proračunom. Broj pumpi u primarnom krugu kotlovnice treba da bude najmanje dvije, od kojih je jedna rezervna. Dvostruke pumpe su dozvoljene.

Autonomni izvori opskrbe toplinom imaju male dimenzije, tako da bi broj jedinica zapornih i regulacijskih ventila na cjevovodima trebao biti minimalan kako bi se osigurao pouzdan i nesmetan rad. Mesta ugradnje zapornih i regulacionih ventila moraju biti opremljena veštačkim osvetljenjem.

Ekspanzioni rezervoari moraju biti opremljeni sigurnosnim ventilima, a na dovodnom cevovodu na ulazu (odmah posle prvog ventila) i na povratnom cevovodu ispred regulacionih uređaja, pumpi, vodomera i toplotnih vodomera postavlja se po jedan rezervoar (ili feromagnetni filter). instaliran).

U autonomnim kotlovnicama koje rade na tečna i plinovita goriva potrebno je osigurati ogradne konstrukcije koje se lako resetuju (u slučaju eksplozije) u količini od 0,03 m 2 na 1 m 3 zapremine prostorije u kojoj se nalaze kotlovi. se nalaze.

Opskrba toplinom stanova - opskrba toplinom sistema grijanja, ventilacije i tople vode za stanove u stambenoj zgradi. Sistem se sastoji od pojedinačnog izvora toplote - generatora toplote, toplovodnih cjevovoda sa priključkom za vodu, cjevovoda grijanja sa grijačima i izmjenjivača topline ventilacijskih sistema.

Individualni generatori toplote - automatizovani kotlovi pune fabričke spremnosti za razne vrste top-životi, uključujući prirodni gas rad bez konstante servisno osoblje.

Generatore toplote sa zatvorenom (zapečaćenom) komorom za sagorevanje treba koristiti za više stanova stambene zgrade i ugradnih prostora javne svrhe(temperatura nosača toplote do 95 °S, pritisak nosača toplote do 1,0 MPa). Opremljeni su sigurnosnom automatikom koja osigurava da se dovod goriva prekine tijekom nestanka struje, u slučaju kvara zaštitnih krugova, plamen gorionika se gasi, tlak rashladne tekućine padne ispod maksimalno dozvoljenog, maksimalnog dozvoljena temperatura rashladna tečnost, kršenje uklanjanja dima.

Generatori toplote sa otvorenom komorom za sagorevanje za sisteme tople vode koriste se u stanovima stambenih zgrada visine do 5 spratova.

Generatori toplote ukupne toplotne snage do 35 kW mogu se ugraditi u kuhinje, hodnike, nestambenih prostorija stanovima, au izgrađenim prostorijama javne namjene - u prostorijama bez stalnog boravka osoba. Generatori topline s ukupnim toplinskim učinkom većim od 35 kW (ali do 100 kW) trebaju biti smješteni u posebno određenoj prostoriji.

Usis zraka potrebnog za sagorijevanje goriva vršiti: za generatore toplote sa zatvorenim komorama za sagorevanje putem vazdušnih kanala izvan zgrade; za generatore toplote sa otvorene kamere sagorijevanje - iz prostorija u kojima su ugrađeni.

Prilikom postavljanja generatora toplote u javnim prostorijama potrebno je ugraditi sistem za kontrolu zagađenja gasom automatsko isključivanje dovod plina za generator topline kada se postigne opasna koncentracija plina u zraku - više od 10% donje granice koncentracije širenja plamena prirodnog plina.

Održavanje i popravak generatora toplote, gasovoda, dimnjaka i vazdušnih kanala za dovod vanjskog zraka obavljaju specijalizirane organizacije koje imaju vlastitu hitnu dispečersku službu.

Ministarstvo obrazovanja Ruske Federacije

Federalna državna budžetska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja „Magnitogorski državni tehnički univerzitet

njima. G.I. nosov"

(FGBOU VPO "MGTU")

Katedra za termoenergetske i energetske sisteme

ESSAY

u disciplini "Uvod u režiju"

na temu: "Centralizovano i decentralizovano snabdevanje toplotom"

Završio: student Sultanov Ruslan Salikhovič

Grupa: ZEATB-13 "Toplotehnika i toplotna tehnika"

Šifra: 140100

Proverio: Agapitov Evgenij Borisovič, doktor tehničkih nauka.

Magnitogorsk 2015

1. Uvod 3

2. Daljinsko grijanje 4

3.Decentralizovano snabdevanje toplotom 4

4. Vrste sistema grijanja i principi njihovog rada 4

5.Savremeni sistemi grijanja i snabdijevanja toplom vodom u Rusiji 10

6. Izgledi za razvoj opskrbe toplinom u Rusiji 15

7. Zaključak 21

Uvod

Živeći u umjerenim geografskim širinama, gdje je veći dio godine hladno, potrebno je obezbijediti toplotno napajanje zgrada: stambenih zgrada, kancelarija i drugih prostorija. Snabdijevanje toplinom omogućava ugodan život ako je u pitanju stan ili kuća, produktivan rad ako se radi o kancelariji ili magacinu.

Prvo, hajde da shvatimo šta se podrazumeva pod pojmom "opskrba toplotom". Opskrba toplinom je snabdijevanje sistema grijanja zgrada vruća voda ili trajektom. Uobičajeni izvor opskrbe toplinom su kogeneracijske i kotlovnice. Postoje dvije vrste opskrbe toplinom za zgrade: centralizirano i lokalno. Uz centralizirano snabdijevanje, opskrbljuju se određene površine (industrijske ili stambene). Za efikasan rad centralizirane mreže grijanja, izgrađena je dijeljenjem na nivoe, rad svakog elementa je obavljanje jednog zadatka. Sa svakim nivoom, zadatak elementa se smanjuje. Lokalno snabdevanje toplotom - snabdevanje toplotom jedne ili više kuća. Mreže daljinskog grijanja imaju niz prednosti: smanjena potrošnja goriva i smanjenje troškova, korištenje goriva niskog kvaliteta, poboljšana sanitacija stambenih područja. Sistem daljinskog grijanja uključuje izvor toplinske energije (CHP), toplotnu mrežu i instalacije koje troše toplinu. CHP postrojenja proizvode toplinu i energiju u kombinaciji. Izvori lokalnog snabdijevanja toplinom su peći, bojleri, bojleri.

Sisteme grijanja karakteriziraju različite temperature i pritisci vode. Zavisi od zahtjeva kupaca i ekonomskih razloga. Sa povećanjem udaljenosti preko koje je potrebno "prenijeti" toplinu, povećavaju se ekonomski troškovi. Trenutno se udaljenost prijenosa topline mjeri u desetinama kilometara. Sistemi za snabdevanje toplotom se dele prema zapremini toplotnog opterećenja. Sistemi grijanja su sezonski, a sistemi tople vode stalni.

Daljinsko grijanje

Daljinsko grijanje karakterizira postojanje razgranate pretplatničke toplinske mreže sa napajanjem brojnih prijemnika topline (fabrika, preduzeća, zgrada, stanova, stambenih objekata itd.).

Glavni izvori daljinskog grijanja su: - kombinovane toplane i elektrane (CHP), koje usput proizvode i električnu energiju; - kotlarnice (u grijanje i paru).

Decentralizovano snabdevanje toplotom

Decentralizovano snabdevanje toplotom karakteriše sistem snabdevanja toplotom u kome je izvor toplote kombinovan sa hladnjakom, odnosno postoji malo ili uopšte nema toplotne mreže. Ako se u prostorijama koriste zasebni pojedinačni električni ili lokalni prijemnici topline za grijanje, tada će takva opskrba toplinom biti individualna (primjer bi bilo grijanje vlastite male kotlovnice cijele zgrade). Snaga takvih izvora topline u pravilu je prilično mala i ovisi o potrebama njihovih vlasnika. Toplotna snaga takvih pojedinačnih izvora topline nije veća od 1 Gcal/h ili 1.163 MW.

Glavne vrste takvog decentraliziranog grijanja su:

Električni, i to: - direktni; - akumulacija; - Toplinska pumpa; - pećnica. Male kotlarnice.

Vrste sistema grijanja i principi njihovog rada

Daljinsko grijanje se sastoji od tri međusobno povezane i uzastopne faze: priprema, transport i korištenje nosača topline. U skladu sa ovim fazama, svaki sistem se sastoji od tri glavne veze: izvora toplote (na primer, kombinovana termoelektrana ili kotlarnica), toplotne mreže (toplovodi) i potrošača toplote.

U decentralizovanim sistemima za snabdevanje toplotom, svaki potrošač ima sopstveni izvor toplote.

Nosioci toplote u sistemima centralnog grijanja mogu biti voda, para i zrak; odgovarajući sistemi se nazivaju sistemi vode, pare ili grijanje zraka. Svaki od njih ima svoje prednosti i nedostatke. grijanje centralno grijanje

Prednosti sistema parnog grijanja su znatno niža cijena i potrošnja metala u odnosu na druge sisteme: pri kondenzaciji 1 kg pare oslobađa se približno 535 kcal, što je 15-20 puta veća količina toplina koja se oslobađa kada se 1 kg vode ohladi u grijaćim uređajima, pa stoga parovodi imaju mnogo manji prečnik od cjevovoda sistema za grijanje vode. U sistemima parnog grijanja, površina uređaja za grijanje je također manja. U prostorijama u kojima ljudi periodično borave (industrijske i javne zgrade), sistem parnog grijanja će omogućiti povremeno proizvodnju grijanja i ne postoji opasnost od smrzavanja rashladne tekućine s naknadnim pucanjem cjevovoda.

Nedostaci sistema parnog grijanja su njegove niske higijenske kvalitete: prašina u zraku gori na grijačima zagrijanim na 100 ° C ili više; nemoguće je regulirati prijenos topline ovih uređaja i veći dio perioda grijanja sistem mora raditi s prekidima; prisustvo potonjeg dovodi do značajnih fluktuacija temperature zraka u grijanim prostorijama. Stoga se sistemi parnog grijanja uređuju samo u onim zgradama u kojima ljudi povremeno borave - u kupatilima, praonicama, tuš paviljonima, željezničkim stanicama i klubovima.

Sistemi zračnog grijanja troše malo metala, a mogu ventilirati prostoriju istovremeno sa grijanjem prostorije. Međutim, cijena zračnog grijanja za stambene zgrade je veća od ostalih sistema.

Sistemi za grijanje vode imaju visoku cijenu i potrošnju metala u odnosu na parno grijanje, ali imaju visoke sanitarno-higijenske kvalitete koje osiguravaju njihovu široku rasprostranjenost. Raspolažu se u svim stambenim zgradama visine više od dva sprata, u javnim i većini industrijskih objekata. Centralizovano regulisanje prenosa toplote uređaja u ovom sistemu postiže se promenom temperature vode koja ulazi u njih.

Sistemi za grijanje vode razlikuju se po načinu kretanja vode i dizajnerskim rješenjima.

Prema načinu kretanja vode razlikuju se sistemi sa prirodnom i mehaničkom (pumpnom) motivacijom. Sistemi za grijanje vode sa prirodnim impulsom. Šematski dijagram takvog sistema sastoji se od kotla (generatora toplote), dovodnog cjevovoda, uređaja za grijanje, povratnog cjevovoda i ekspanzione posude.Voda zagrijana u kotlu ulazi u uređaje za grijanje, daje im dio svoje topline za kompenzaciju za gubitke topline kroz vanjske ograde grijanog objekta, zatim se vraća u kotao i tada se cirkulacija vode ponavlja. Njegovo kretanje nastaje pod uticajem prirodnog impulsa koji se javlja u sistemu kada se voda zagreva u kotlu.

Cirkulacioni pritisak koji nastaje tokom rada sistema troši se na savladavanje otpora kretanju vode kroz cevi (od trenja vode o zidove cevi) i na lokalne otpore (u krivinama, slavinama, ventilima, grejačima , kotlovi, trojnici, krstovi itd.) .

Vrijednost ovih otpora je veća što je veća brzina kretanja vode u cijevima (ako se brzina udvostruči, onda se otpor učetvorostruči, tj. u kvadratnoj zavisnosti). U sistemima sa prirodnim impulsom u zgradama sa malom spratnošću, veličina efektivnog pritiska je mala, pa se stoga u njima ne mogu dozvoliti velike brzine kretanja vode u cevima; stoga prečnici cijevi moraju biti veliki. Sistem možda nije ekonomski održiv. Stoga je korištenje sistema sa prirodnom cirkulacijom dozvoljeno samo za male zgrade. Domet takvih sistema ne bi trebao biti veći od 30 m, a vrijednost k ne smije biti manja od 3 m.

Kada se voda u sistemu zagrije, njegov volumen se povećava. Za prihvat ove dodatne količine vode u sistemima grijanja, predviđena je ekspanziona posuda 3; u sistemima sa gornjim ožičenjem i prirodnim impulsom, istovremeno služi i za uklanjanje zraka iz njih, koji se oslobađa iz vode kada se zagrijava u kotlovima.

Sistemi za grijanje vode sa impulsnom pumpom. Sistem grijanja je uvijek napunjen vodom i zadatak pumpi je da stvore pritisak neophodan samo za savladavanje otpora kretanju vode. U takvim sistemima, prirodni i pumpni impulsi rade istovremeno; ukupni pritisak za dvocevne sisteme sa gornjim ožičenjem, kgf/m2 (Pa)

Iz ekonomskih razloga, obično se uzima u količini od 5-10 kgf / m2 po 1 m (49-98 Pa / m).

Prednosti sistema s pumpnom indukcijom su smanjenje troškova cjevovoda (njihov promjer je manji nego u sistemima sa prirodnom indukcijom) i mogućnost opskrbe toplinom više zgrada iz jedne kotlovnice.

Uređaji opisanog sistema, koji se nalaze na različitim spratovima zgrade, rade u različitim uslovima. Pritisak p2, koji cirkuliše vodu kroz uređaj na drugom spratu, je oko dva puta veći od pritiska p1 za uređaj na donjem spratu. Istovremeno, ukupni otpor prstena cjevovoda koji prolazi kroz kotao i uređaj na drugom spratu je približno jednak otporu prstena koji prolazi kroz kotao i uređaja na prvom spratu. Dakle, prvi prsten će raditi sa viškom pritiska, više vode će ući u uređaj na drugom spratu nego što je potrebno prema proračunu, a shodno tome će se smanjiti količina vode koja prolazi kroz uređaj na prvom spratu.

Kao rezultat toga, doći će do pregrijavanja u prostoriji drugog kata koja se grije ovim uređajem, a do pregrijavanja u prostoriji prvog kata. Da bi se eliminisao ovaj fenomen, koriste se posebne metode za proračun sistema grijanja, a koriste se i slavine za dvostruko podešavanje instalirane na toplom dovodu do uređaja. Ako zatvorite ove slavine na aparatima na drugom spratu, možete potpuno ugasiti nadpritisak i time prilagoditi protok vode za sve uređaje koji se nalaze na istom usponu. Međutim, neravnomjerna distribucija vode u sistemu je moguća i za pojedinačne uspone. To se objašnjava činjenicom da dužina prstenova i, posljedično, njihov ukupni otpor u takvom sistemu za sve uspone nisu isti: prsten koji prolazi kroz uspon (najbliži glavnom usponu) ima najmanji otpor; najveći otpor ima najduži prsten koji prolazi kroz uspon.

Moguće je distribuirati vodu u odvojene uspone odgovarajućim podešavanjem čepova (prolaznih) slavina instaliranih na svakom usponu. Za cirkulaciju vode ugrađene su dvije pumpe - jedna radna, druga rezervna. U blizini pumpi obično prave zatvoren, obilazni vod sa ventilom. U slučaju nestanka struje i zaustavljanja pumpe, ventil se otvara i sistem grijanja radi prirodnom cirkulacijom.

U sistemu sa pumpnim pogonom, ekspanzioni rezervoar je povezan sa sistemom pre pumpi, pa se akumulirani vazduh ne može izbaciti kroz njega. Da bi se uklonio zrak u prethodno instaliranim sistemima, krajevi dovodnih uspona prošireni su zračnim cijevima na kojima su ugrađeni ventili (za isključivanje uspona radi popravka). Vazdušni vod na mestu spajanja sa kolektorom vazduha izveden je u obliku petlje koja sprečava cirkulaciju vode kroz vazdušni vod. Trenutno se umjesto ovakvog rješenja koriste zračni ventili, uvrnuti u gornje čepove radijatora instaliranih na posljednjem spratu zgrade.

Sistemi grijanja sa donje ožičenje su praktičniji za rad od sistema sa gornjim ožičenjem. Toliko topline se ne gubi kroz dovodni vod i curenje vode iz njega se može otkriti i eliminisati na vrijeme. Što je grijač više postavljen u sistemima sa donjim ožičenjem, to je veći pritisak dostupan u prstenastom prostoru. Što je prsten duži, veći je njegov ukupni otpor; dakle, u sistemu sa nižim ožičenjem, nadpritisci uređaja gornjih spratova su mnogo manji nego u sistemima sa gornjim ožičenjem, pa je stoga njihovo podešavanje lakše. U sistemima sa nižim ožičenjem, veličina prirodnog impulsa se smanjuje zbog činjenice da, zbog hlađenja u dovodnim usponima, oda počinje usporavati svoje kretanje odozgo prema dolje, tako da ukupni pritisak koji djeluje u takvim sistemima

Trenutno se široko koriste jednocijevni sistemi u kojima su radijatori povezani na jedan uspon s oba priključka; takvi sistemi se lakše instaliraju i obezbeđuju ravnomernije grejanje svih uređaja za grejanje. Najčešći jednocijevni sistem sa donjim ožičenjem i vertikalnim usponima.

Uspon takvog sistema sastoji se od dijelova za podizanje i spuštanje. Trosmjerni ventili mogu propuštati izračunatu količinu ili dio vode u uređaje u potonjem slučaju, ostatak njene količine prolazi, zaobilazeći uređaj, kroz sekcije za zatvaranje. Spoj dizajućih i spuštajućih dijelova uspona vrši se spojnom cijevi položenom ispod prozora gornjeg kata. U gornje čepove uređaja koji se nalaze na gornjem spratu ugrađuju se vazdušni ventili, preko kojih mehaničar uklanja vazduh iz sistema prilikom pokretanja sistema ili kada se on obilno napuni vodom. U jednocevnim sistemima voda prolazi kroz sve uređaje u nizu, pa ih je potrebno pažljivo podešavati. Po potrebi se prijenos topline pojedinih uređaja podešava pomoću trosmjernih ventila, a protok vode kroz pojedinačne uspone - kroz prolazne (čepne) ventile ili ugradnjom prigušnih podložaka u njih. Ako uspon će djelovati pretjerano veliki broj vode, tada će grijači uspona, prvi u smjeru kretanja vode, odavati više topline nego što je potrebno prema proračunu.

Kao što znate, cirkulacija vode u sistemu, pored pritiska koji stvara pumpa i prirodnog impulsa, dobija se i od dodatni pritisak Ap, koji nastaje hlađenjem vode pri kretanju kroz cjevovode sistema. Prisutnost ovog pritiska omogućila je stvaranje sistema za grijanje vode u apartmanima, čiji bojler nije ukopan, već se obično postavlja na pod u kuhinji. U takvim slučajevima distanca, dakle, sistem radi samo zbog dodatnog pritiska koji nastaje hlađenjem vode u cevovodima. Proračun takvih sistema razlikuje se od proračuna sistema grijanja u zgradi.

Sistemi za grijanje vode u apartmanima trenutno se široko koriste umjesto grijanja na peći u jednospratnim i dvospratnim zgradama u gasificiranim gradovima: u takvim slučajevima, umjesto bojlera, instaliraju se automatski plinski bojleri (LGW) koji ne samo da griju, već i zagrijavaju. vodosnabdijevanje.

Poređenje savremenih sistema za snabdevanje toplotom termohidrodinamičke pumpe tipa TC1 i klasične toplotne pumpe

Nakon ugradnje hidrodinamičkih toplotnih pumpi, kotlarnica će više ličiti na crpnu stanicu nego na kotlarnicu. Eliminiše potrebu za dimnjakom. Neće biti čađi i prljavštine, značajno će se smanjiti potreba za osobljem za održavanje, sistem automatizacije i upravljanja u potpunosti će preuzeti procese upravljanja proizvodnjom toplote. Vaša kotlarnica će postati ekonomičnija i visokotehnološka.

Šematski dijagrami:

Za razliku od toplotne pumpe koja može da proizvede nosač toplote sa maksimalnom temperaturom do +65 °C, hidrodinamička toplotna pumpa može da zagreje nosač toplote do +95 °C, što znači da se lako može integrisati u postojeći sistem za snabdevanje toplotom zgrade.

U pogledu kapitalnih troškova za sistem snabdevanja toplotom, hidrodinamička toplotna pumpa je nekoliko puta jeftinija od toplotne pumpe, jer ne zahtijeva toplinski krug niskog potencijala. Toplotne pumpe i toplotne hidrodinamičke pumpe, slične po nazivu, ali različite princip pretvaranja električne energije u toplotnu energiju.

Kao i klasična toplotna pumpa, hidrodinamička toplotna pumpa ima niz prednosti:

Profitabilnost (hidrodinamička toplotna pumpa je 1,5-2 puta ekonomičnija od električnih kotlova, 5-10 puta ekonomičnija od dizel kotlova).

· Apsolutna ekološka prihvatljivost (mogućnost korištenja hidrodinamičke toplotne pumpe na mjestima sa ograničenim MPE standardima).

· Potpuna sigurnost od požara i eksplozije.

· Ne zahtijeva tretman vode. Tokom rada, kao rezultat procesa koji se odvijaju u generatoru toplote hidrodinamičke toplotne pumpe, dolazi do otplinjavanja rashladnog sredstva, što povoljno utiče na opremu i uređaje sistema za snabdevanje toplotom.

· Brza instalacija. U prisustvu isporučene električne energije, instalacija individualne toplotne tačke pomoću hidrodinamičke toplotne pumpe može se završiti za 36-48 sati.

· Rok otplate od 6 do 18 mjeseci, zbog mogućnosti ugradnje u postojeći sistem grijanja.

Vrijeme je za remont 10-12 godina. Visoka pouzdanost hidrodinamičke toplotne pumpe svojstvena je njenom dizajnu i potvrđena dugogodišnjim nesmetanim radom hidrodinamičkih toplotnih pumpi u Rusiji i inostranstvu.

Autonomni sistemi grijanja

Autonomni sistemi za snabdevanje toplotom su projektovani za grejanje i snabdevanje toplom vodom jednoporodičnih i samostojećih stambenih zgrada. Autonomni sistem grijanja i tople vode uključuje: izvor toplinske energije (bojler) i mrežu cjevovoda sa uređajima za grijanje i vodovodnom armaturom.

Prednosti autonomni sistemi Zalihe grijanja su sljedeće:

Nedostatak skupih vanjskih mreža grijanja;

Mogućnost brze izvedbe montaže i puštanja u rad sistema grijanja i tople vode;

niski početni troškovi;

pojednostavljenje rješavanja svih pitanja vezanih za izgradnju, jer su koncentrirani u rukama vlasnika;

· smanjenje potrošnje goriva zbog lokalne regulacije snabdevanja toplotom i odsustva gubitaka u toplotnim mrežama.

Takvi sistemi grijanja, prema principu prihvaćenih shema, podijeljeni su na sheme s prirodnom cirkulacijom rashladne tekućine i sheme s umjetnom cirkulacijom rashladne tekućine. Zauzvrat, sheme s prirodnom i umjetnom cirkulacijom rashladne tekućine mogu se podijeliti na jedno- i dvocijevne. Prema principu kretanja rashladne tekućine, sheme mogu biti slijepe, povezane i mješovite.

Za sisteme sa prirodnom indukcijom rashladne tečnosti preporučuju se strujni krugovi sa gornjim ožičenjem, sa jednim ili dva (u zavisnosti od opterećenja i karakteristika kuće) glavnih uspona, sa ekspanzioni rezervoar instaliran na glavnom usponu.

Kotao za jednocevne sisteme sa prirodnom cirkulacijom može biti u ravni sa donjim grejačima, ali je bolje ako je ukopan, barem do nivoa betonske ploče, u jamu ili ugrađen u podrum.

Kotao za dvocevne sisteme grejanja sa prirodnom cirkulacijom mora biti ukopan u odnosu na donji grejni uređaj. Dubina prodiranja je određena proračunom, ali ne manja od 1,5-2 m. Sistemi sa veštačkom (pumpnom) indukcijom rashladne tečnosti imaju više širok raspon aplikacije. Možete dizajnirati krugove s gornjim, donjim i horizontalnim ožičenjem rashladne tekućine.

Sistemi grejanja su:

voda;

zrak;

električne, uključujući i one s grijaćim kabelom položenim u pod grijanih prostorija, i akumulatorske termalne peći (projektovane uz dozvolu organizacije za opskrbu energijom).

Sistemi za grijanje vode projektovani su vertikalno sa grijačima postavljenim ispod prozorskih otvora i sa grijaćim cjevovodima ugrađenim u podnu konstrukciju. U prisustvu zagrejanih površina, do 30% opterećenje grijanja moraju biti opremljeni grijaćim uređajima postavljenim ispod prozorskih otvora.

Sistemi grijanja zraka u apartmanima u kombinaciji sa ventilacijom trebaju omogućiti rad u režimu pune cirkulacije (bez ljudi) samo na vanjskoj ventilaciji (intenzivni kućni procesi) ili na mješavini vanjske i unutrašnje ventilacije u bilo kojem željenom omjeru.

Moderni sistemi grijanja i tople vode u Rusiji

Grijači su element sustava grijanja, dizajniran za prijenos topline sa rashladnog sredstva na zrak do ogradnih konstrukcija servisiranih prostorija.

Za uređaje za grijanje obično se postavljaju brojni zahtjevi na osnovu kojih se može ocijeniti stepen njihove savršenosti i napraviti poređenja.

· Sanitarno-higijenski. Grijači, ako je moguće, trebaju imati nižu temperaturu kućišta, imati najmanju horizontalnu površinu kako bi se smanjile naslage prašine, omogućile da se prašina nesmetano uklanja iz kućišta i ograđenih površina prostorije oko njih.

· Ekonomski. Aparati za grijanje treba da imaju najniže smanjene troškove za njihovu proizvodnju, ugradnju, rad, a imaju i najmanju potrošnju metala.

· Arhitektonsko-građevinski. Izgled grijača mora odgovarati unutrašnjosti prostorije, a zapremina koju oni zauzimaju mora biti najmanja, tj. njihov volumen po jedinici toplotnog toka trebao bi biti najmanji.

· Proizvodnja i montaža. Treba osigurati maksimalnu mehanizaciju rada u proizvodnji i ugradnji grijaćih uređaja. Uređaji za grijanje. Uređaji za grijanje moraju imati dovoljnu mehaničku čvrstoću.

· Operativni. Uređaji za grijanje moraju osigurati upravljivost njihovog prijenosa topline i osigurati otpornost na toplinu i vodonepropusnost pri maksimalnom dozvoljenom hidrostatičkom tlaku unutar uređaja u radnim uvjetima.

· Termotehnički. Uređaji za grijanje trebaju osigurati najveću gustoću specifičnog toplotnog toka po jedinici površine (W/m).

Sistemi za grijanje vode

Najčešći sistem grijanja u Rusiji je vode. U tom slučaju toplina se prenosi u prostorije sa toplom vodom koja se nalazi u uređajima za grijanje. Najčešći način je grijanje vode sa prirodnom cirkulacijom vode. Princip je jednostavan: voda se kreće zbog razlika u temperaturi i gustoći. Upaljač vruća voda diže se od kotla prema gore. Postepeno se hladeći u cjevovodu i uređajima za grijanje, postaje teži i teži prema dolje, natrag u kotao. Glavna prednost takvog sistema je nezavisnost od napajanja i prilično jednostavna instalacija. Mnogi ruski majstori sami se nose s njegovom instalacijom. Osim toga, mali cirkulacijski pritisak čini ga sigurnim. Ali da bi sistem radio, potrebne su cijevi povećanog promjera. Istovremeno, smanjen prijenos topline, ograničen domet i veliko vrijeme potrebno za pokretanje, čine ga nesavršenim i pogodnim samo za male kuće.

Modernije i pouzdanije sheme grijanja sa prisilna cirkulacija. Ovdje se voda pokreće radom cirkulacijska pumpa. Instalira se na cjevovodu koji dovodi vodu do generatora topline i postavlja brzinu protoka.

Brzo pokretanje sistema i, kao rezultat, brzo zagrevanje prostorija je prednost pumpnog sistema. Nedostaci uključuju to što kada je napajanje isključeno, ne radi. A to može dovesti do smrzavanja i smanjenja pritiska u sistemu. Srce sistema za grijanje vode je izvor opskrbe toplinom, generator topline. On je taj koji stvara energiju koja daje toplinu. Takvo srce - kotlovi na različite vrste goriva. Najpopularniji plinski kotlovi. Druga opcija je kotao na dizel gorivo. Električni kotlovi su povoljni u odnosu na odsustvo otvorenog plamena i produkata izgaranja. Kotlovi na čvrsto gorivo nisu jednostavni za korištenje zbog potrebe za čestim loženjem. Da biste to učinili, potrebno je imati desetine kubnih metara goriva i prostor za njegovo skladištenje. I dodajte ovdje troškove rada za utovar i berbu! Osim toga, način prijenosa topline kotla na čvrsto gorivo je cikličan, a temperatura zraka u grijanim prostorijama značajno varira tokom dana. Za kotlove na lož ulje potrebno je i mjesto za skladištenje zaliha goriva.

Aluminijski, bimetalni i čelični radijatori

Prije nego što odaberete bilo koji uređaj za grijanje, potrebno je obratiti pažnju na pokazatelje koje uređaj mora zadovoljiti: visok prijenos topline, mala težina, moderan dizajn, mali kapacitet, mala težina. Najviše glavna karakteristika grijač - prijenos topline, odnosno količina topline koja bi trebala biti u 1 satu po 1 kvadratnom metru grijaće površine. Najboljim uređajem se smatra onaj koji ima najveći ovaj pokazatelj. Prijenos topline ovisi o mnogim faktorima: mediju za prijenos topline, dizajnu uređaja za grijanje, načinu ugradnje, boji boje, brzini kretanja vode, brzini pranja uređaja zrakom. Svi uređaji sistema za grijanje vode po dizajnu su podijeljeni na panelne, sekcijske, konvektore i stubne aluminijske ili čelične radijatore.

Uređaji za panelno grijanje

Proizveden od hladno valjanog čelika visokog kvaliteta. Sastoje se od jednog, dva ili tri ravna panela, unutar kojih se nalazi rashladno sredstvo, imaju i rebraste površine koje se zagrijavaju od panela. Zagrijavanje prostorije se događa brže nego kada se koriste sekcioni radijatori. Gore navedeni panelni radijatori za grijanje vode dostupni su sa bočnim ili donjim priključkom. Bočni priključak se koristi kada se stari radijator zamijeni bočnim ili ako malo neestetski izgled radijatora ne ometa unutrašnjost prostorije.

dr.sc. A.V. Martynov, vanredni profesor,
Katedra "Industrijski toplotno-energetski sistemi",
Moskovski energetski institut (TU)

(izvještaj sa druge naučno-praktične konferencije "Sistemi za opskrbu toplinom. Savremena rješenja", Zvenigorod, 16-18.05.2006.).

Decentralizovani potrošači, koji zbog velike udaljenosti od TE ne mogu biti pokriveni daljinskim grejanjem, moraju imati racionalno (efikasno) snabdevanje toplotom koje zadovoljava savremeni tehnički nivo i komfor.

Opseg potrošnje goriva za opskrbu toplinom je vrlo velik. Trenutno snabdevanje toplotom industrijskih, javnih i stambenih zgrada vrši oko 40 + 50% kotlarnica, što nije efikasno zbog niske efikasnosti (u kotlarnicama je temperatura sagorevanja goriva oko 1500 °C, a toplota se pruža potrošaču na znatno nižim temperaturama (60+100 OS)).

Dakle, neracionalno korištenje goriva, kada dio topline odleti u dimnjak, dovodi do iscrpljivanja rezervi goriva. energetski resursi(TER).

Postepeno iscrpljivanje resursa goriva i energije u evropskom dijelu naše zemlje nekada je zahtijevalo razvoj gorivno-energetskog kompleksa u njenim istočnim regijama, što je naglo povećalo troškove vađenja i transporta goriva. U ovoj situaciji potrebno je riješiti najvažniji problem štednje i racionalno korišćenje TER, jer njihove rezerve su ograničene i kako se smanjuju, cijena goriva će se stalno povećavati.

U tom smislu, efikasna mjera uštede energije je razvoj i implementacija decentralizovanih sistema za snabdevanje toplotom sa raštrkanim autonomnim izvorima toplote.

Trenutno su najprikladniji decentralizovani sistemi za snabdevanje toplotom zasnovani na netradicionalnim izvorima toplote kao što su sunce, vetar, voda.

U nastavku razmatramo samo dva aspekta uključivanja netradicionalne energije:

Opskrba toplinom na bazi toplinskih pumpi;

Opskrba toplinom na bazi autonomnih generatora topline vode.

Opskrba toplinom na bazi toplinskih pumpi

Osnovna namjena toplotnih pumpi (HP) je grijanje i opskrba toplom vodom korištenjem prirodnih niskokvalitetnih izvora topline (LPHS) i otpadne topline iz industrijskog i kućnog sektora.

Prednosti decentralizovanih toplotnih sistema uključuju povećana pouzdanost snabdijevanje toplotom, jer nisu povezani toplovodnim mrežama, koje u našoj zemlji prelaze 20 hiljada km, a većina cjevovoda je u eksploataciji preko standardnog vijeka trajanja (25 godina), što dovodi do havarija. Osim toga, izgradnja dugih toplovoda povezana je sa značajnim kapitalnim troškovima i velikim gubicima topline. Toplotne pumpe po principu rada spadaju u toplotne transformatore, kod kojih se promena toplotnog potencijala (temperature) javlja kao rezultat rada koji se dovodi izvana.

Energetska efikasnost toplotnih pumpi se procjenjuje omjerima transformacije koji uzimaju u obzir dobijeni "efekat", vezan za utrošeni rad i efikasnost.

Dobiveni efekat je količina toplote Qv koju HP proizvodi. Količina topline Qw, povezana sa snagom utrošenom Nel na HP pogon, pokazuje koliko se jedinica topline dobije po jedinici potrošene električne energije. Ovaj odnos μ=0Β/Νelι

naziva se koeficijent konverzije ili transformacije toplote, koji je za HP uvek veći od 1. Neki autori to nazivaju koeficijentom efikasnosti, ali koeficijent korisna akcija ne može biti više od 100%. Greška je u tome što je toplota Qv (kao neorganizovani oblik energije) podeljena sa Nel (električna, tj. organizovana energija).

Efikasnost treba da uzme u obzir ne samo količinu energije, već i performanse date količine energije. Dakle, efikasnost je omjer radnih kapaciteta (ili eksergija) bilo koje vrste energije:

gde je: Eq - efikasnost (eksergija) toplote Qv; E N - učinak (eksergija) električne energije Nel.

Pošto je toplota uvek povezana sa temperaturom na kojoj se ta toplota dobija, prema tome, performansa (eksergija) toplote zavisi od temperaturnog nivoa T i određena je:

gdje je τ koeficijent toplinske efikasnosti (ili "Carnot faktor"):

q=(T-Tos)/T=1-Tos/

gdje je Toc temperatura okoline.

Za svaku toplotnu pumpu ove brojke su jednake:

1. Omjer transformacije topline:

μ=qv/l=Qv/Nel■

η=ΡΒ(τς)Β//=Ι*(τς)Β>

gdje je: qv - specifična količina toplote, kJ/kg;

Qw je ukupna količina topline, kJ/s;

/ - specifična cijena rada, kJ/kg;

1\1EL - električna energija, kW;

(tq)B - faktor toplotne efikasnosti =

1-Tos/Tv.

Za stvarne HP, omjer transformacije je μ=3-!-4, dok je η=30-40%. To znači da se za svaki kWh potrošene električne energije dobije QB=3-i-4 kWh topline. To je glavna prednost HP-a u odnosu na druge metode proizvodnje topline (električno grijanje, kotlarnica, itd.).

U posljednjih nekoliko decenija proizvodnja toplotnih pumpi je naglo porasla u cijelom svijetu, ali kod nas HP još nisu našle široku primjenu.

Postoji nekoliko razloga.

1. Tradicionalni fokus na daljinsko grijanje.

2. Nepovoljan odnos cene električne energije i goriva.

3. Proizvodnja HP vrši se, po pravilu, na bazi parametara najbližih rashladnih mašina, što ne dovodi uvek do optimalnih karakteristika HP. Dizajn serijskog HP-a za specifične karakteristike, usvojen u inostranstvu, značajno povećava i operativne i energetske karakteristike HP-a.

Proizvodnja opreme za toplotne pumpe u SAD, Japanu, Nemačkoj, Francuskoj, Engleskoj i drugim zemljama zasniva se na proizvodnim kapacitetima rashladne tehnike. HE u ovim zemljama se uglavnom koriste za grijanje i snabdijevanje toplom vodom u stambenim, komercijalnim i industrijskim sektorima.

U SAD-u, na primjer, radi više od 4 miliona jedinica toplotnih pumpi sa malim, do 20 kW, toplotnim učinkom zasnovanim na klipnim ili rotacionim kompresorima. Snabdijevanje toplinom škola, trgovačkih centara, bazena vrši HP sa toplotnom snagom od 40 kW, na bazi klipnih i vijčanih kompresora. Toplonaskrba okruga, gradova - velike KS na bazi centrifugalnih kompresora sa Qv preko 400 kW toplote. U Švedskoj, više od 100 od 130 hiljada operativnih KS ima toplotnu snagu od 10 MW ili više. U Stokholmu 50% opskrbe toplinom dolazi od toplotnih pumpi.

U industriji, toplotne pumpe koriste nisku toplotu proizvodni procesi. Analiza mogućnosti korišćenja HP-a u industriji, sprovedena u preduzećima 100 švedskih kompanija, pokazala je da su najpogodnije područje za korišćenje HP-a preduzeća hemijske, prehrambene i tekstilne industrije.

Kod nas se primenom HP-a počelo baviti 1926. godine. Od 1976. godine TN radi u industriji u fabrici čaja (Samtredia, Gruzija), u Podolskoj hemijsko-metalurškoj fabrici (PCMZ) od 1987. godine, u mlekari Sagarejo, Gruzija, na farmi mleka Gorki-2 u blizini Moskve. » od 1963. Osim u HP industriji, u to vrijeme počinju da se koriste u tržni centar(Sukhumi) za opskrbu toplinom i hladnoćom, u stambenoj zgradi (selo Bucuria, Moldavija), u pansionu Druzhba (Jalta), klimatološkoj bolnici (Gagra), odmaralištu Pitsunda.

U Rusiji, trenutno, HP-ove proizvode prema pojedinačnim narudžbama različite kompanije u Nižnjem Novgorodu, Novosibirsku i Moskvi. Tako, na primjer, kompanija "Triton" u Nižnjem Novgorodu proizvodi HP sa toplotnom snagom od 10 do 2000 kW sa snagom kompresora Nel od 3 do 620 kW.

Kao izvori toplote niskog kvaliteta (LPHS) za HP najviše se koriste voda i vazduh. Stoga su najčešće korištene HP sheme "voda-zrak" i "vazduh-vazduh". Prema takvim shemama, HP proizvode kompanije: Carrig, Lennox, Westinghous, General Electric (SAD), Nitachi, Daikin (Japan), Sulzer (Švedska), CKD (Češka), "Klimatechnik" (Njemačka). Nedavno se industrijski otpad i otpadne vode koriste kao NPIT.

U zemljama sa težim klimatskim uslovima, preporučljivo je koristiti HP zajedno sa tradicionalnim izvorima toplote. Istovremeno, u period grijanja Snabdijevanje zgradama toplinom vrši se uglavnom iz toplinske pumpe (80-90% godišnje potrošnje), a vršna opterećenja (pri niskim temperaturama) pokrivaju se električnim kotlovima ili kotlovima na fosilna goriva.

Upotreba toplotnih pumpi dovodi do uštede fosilnih goriva. Ovo posebno važi za udaljene regione, kao što su severni regioni Sibira, Primorje, gde postoje hidroelektrane, a transport goriva je otežan. Sa prosječnim godišnjim koeficijentom transformacije m=3-4, ušteda goriva upotrebom KS u odnosu na kotlarnicu iznosi 30-5-40%, tj. u prosjeku 6-5-8 kgce/GJ. Kada se m poveća na 5, ekonomičnost goriva raste na oko 20+25 kgce/GJ u poređenju sa kotlovima na fosilna goriva i do 45+65 kgce/GJ u poređenju sa električnim kotlovima.

Dakle, HP je 1,5-5-2,5 puta profitabilniji od kotlarnica. Trošak toplotne energije iz HE je oko 1,5 puta niži od cijene topline iz daljinskog grijanja i 2-5-3 puta niži od kotlova na ugalj i lož ulje.

Jedan od najvažnijih zadataka je iskorištavanje topline otpadnih voda iz termoelektrana. Najvažniji preduslov za uvođenje HP-a su velike količine toplote koja se oslobađa u rashladne tornjeve. Tako, na primjer, ukupna vrijednost otpadne topline u gradskim i susjednim moskovskim termoelektranama u periodu od novembra do marta grijne sezone iznosi 1600-5-2000 Gcal/h. Uz pomoć HP moguće je veći dio ove otpadne topline (oko 50-5-60%) prenijeti u mrežu grijanja. pri čemu:

Za proizvodnju ove toplote nije potrebno dodatno gorivo;

Ekološka situacija bi se poboljšala;

Snižavanjem temperature cirkulirajuća voda u turbinskim kondenzatorima, vakuum će biti značajno poboljšan i proizvodnja električne energije će se povećati.

Razmjeri uvođenja HP samo u OAO Mosenergo mogu biti vrlo značajni i njihova upotreba na "otpadnoj" toplini nagiba

ren može dostići 1600-5-2000 Gcal/h. Dakle, upotreba HE u CHP je korisna ne samo tehnološki (poboljšanje vakuuma), već i ekološki (stvarna ušteda goriva ili povećanje toplotne snage CHP bez dodatnih troškova goriva i kapitalnih troškova) . Sve to će omogućiti povećanje priključenog opterećenja u toplinskim mrežama.

Fig.1. Šematski dijagram WTG sistema za opskrbu toplinom:

1 - centrifugalna pumpa; 2 - vrtložna cijev; 3 - mjerač protoka; 4 - termometar; 5 - trosmjerni ventil; 6 - ventil;

7 - baterija; 8 - grijač.

Opskrba toplinom na bazi autonomnih generatora topline vode

Autonomni generatori toplote vode (ATG) dizajnirani su za proizvodnju zagrijane vode koja se koristi za opskrbu toplinom raznih industrijskih i civilnih objekata.

ATG uključuje centrifugalnu pumpu i poseban uređaj koji stvara hidraulički otpor. Poseban uređaj može imati drugačiji dizajn, čija efikasnost zavisi od optimizacije faktora režima određenih razvojem znanja.

Jedna opcija za poseban hidraulički uređaj je vrtložna cijev uključena u decentralizirani sistem grijanja na vodu.

Upotreba decentralizovanog sistema za snabdevanje toplotom je veoma obećavajuća, jer. voda, kao radna tvar, koristi se direktno za grijanje i toplu vodu

dopuna, čime su ovi sistemi ekološki prihvatljivi i pouzdani u radu. Ovakav decentralizovani sistem snabdevanja toplotom je instaliran i ispitan u laboratoriji Osnove toplotne transformacije (OTT) Departmana za industrijske toplotne i elektroenergetske sisteme (PTS) MPEI.

Sistem za opskrbu toplinom sastoji se od centrifugalne pumpe, vrtložne cijevi i standardnih elemenata: baterije i grijača. Specificirano standardni elementi sastavni su dijelovi svih sistema za opskrbu toplinom i stoga njihovo prisustvo i uspješan rad dati osnov za tvrdnju pouzdan rad bilo koji sistem grijanja koji uključuje ove elemente.

Na sl. 1 predstavljeno dijagram strujnog kola sistemi grijanja. Sistem je napunjen vodom, koja, kada se zagrije, ulazi u bateriju i grijač. Sistem je opremljen sklopnim armaturama (trosmjerne slavine i ventili), što omogućava serijsko i paralelno uključivanje akumulatora i grijača.

Rad sistema se odvijao na sljedeći način. Kroz ekspanzioni rezervoar sistem se puni vodom na način da se iz sistema uklanja vazduh, koji se zatim kontroliše pomoću manometra. Nakon toga se napon dovodi na ormar kontrolne jedinice, temperatura vode koja se dovodi u sistem (50-5-90 °C) se podešava selektorom temperature i uključuje se centrifugalna pumpa. Vrijeme ulaska u režim ovisi o podešenoj temperaturi. Sa datim tv=60 OS, vrijeme za ulazak u mod je t=40 min. Temperaturni graf rada sistema prikazan je na sl. 2.

Početni period sistema je bio 40+45 min. Brzina porasta temperature bila je Q=1,5°/min.

Za mjerenje temperature vode na ulazu i izlazu iz sistema ugrađuju se termometri 4, a za određivanje protoka koristi se mjerač protoka 3.

Centrifugalna pumpa je postavljena na lagano mobilno postolje koje se može izraditi u bilo kojoj radionici. Ostala oprema (baterija i grijač) je standardna, kupuje se u specijalizovanim trgovačkim preduzećima (prodavnicama).

U prodavnicama se kupuju i armature (trosmerne slavine, ventili, ugaonici, adapteri itd.). Sistem je sastavljen od plastične cijevi, čije je zavarivanje izvedeno posebnom jedinicom za zavarivanje koja je dostupna u OTT laboratoriji.

Razlika u temperaturama vode u direktnom i povratnom vodu iznosila je približno 2 °C (Δt=tnp-to6=1,6). Vrijeme rada centrifugalne pumpe VTG je bilo 98 s u svakom ciklusu, pauze su trajale 82 s, vrijeme jednog ciklusa je 3 min.

Sistem za snabdevanje toplotom, kako su ispitivanja pokazala, radi stabilno i u automatskom režimu (bez učešća osoblja za održavanje) održava početno podešenu temperaturu u intervalu t=60-61 °C.

Sistem za snabdevanje toplotom je radio kada su baterija i grejač uključeni u seriju sa vodom.

Efikasnost sistema se ocenjuje:

1. Omjer transformacije topline

μ=(Ο6+Οκ)/νν=ΣΟ/νν;

2. Efikasnost

gdje je: 20 =Q6+QK - količina toplote koju odaje sistem;

W - količina električne energije koja se troši na pogon centrifugalne pumpe; tq=1-T0C/TB - koeficijent toplotne efikasnosti;

TV - nivo temperature date toplote; Tos - temperatura okoline.

Uz utrošenu električnu energiju W=2 kWh, količina proizvedene toplote u ovom periodu iznosila je 20=3816,8 kcal. Omjer transformacije je: μ=3816,8/1720=2,22.

Efikasnost je η=μτ =2.22.0.115=0.255 (~25%), gde je: tq=1 -(293/331)=0.115.

Iz energetskog bilansa sistema se vidi da je dodatna količina proizvedene toplote u sistemu iznosila 2096,8 kcal. Do danas postoje različite hipoteze koje pokušavaju objasniti kako se pojavljuje dodatna količina topline, ali ne postoji jednoznačno općeprihvaćeno rješenje.

nalazi

1. Decentralizovani sistemi snabdevanja toplotom ne zahtevaju duge grejne mreže, a samim tim i velike kapitalne troškove.

2. Upotreba decentralizovanih sistema za snabdevanje toplotom može značajno smanjiti štetne emisije iz sagorevanja goriva u atmosferu, čime se poboljšava ekološka situacija.

3. Upotreba toplotnih pumpi u sistemima decentralizovanog snabdevanja toplotom za industrijski i civilni sektor omogućava uštedu goriva u iznosu od 6 + 8 kg ekvivalenta goriva u odnosu na kotlarnice. po 1 Gcal proizvedene toplote, što je otprilike 30-5-40%.

4. Decentralizovani sistemi zasnovani na HP-u uspešno se koriste u mnogim stranim zemljama (SAD, Japan, Norveška, Švedska, itd.). Više od 30 kompanija bavi se proizvodnjom HP-a.

5. U laboratoriji OTT Odsjeka za PTS MPEI ugrađen je autonomni (decentralizovani) sistem toplotne energije na bazi centrifugalnog generatora toplote vode.

Sistem radi u automatskom režimu, održavajući temperaturu vode u dovodnoj liniji u bilo kom datom opsegu od 60 do 90 °C.

Koeficijent toplotne transformacije sistema je m=1,5-5-2, a efikasnost je oko 25%.

6. Dalje pojačanje energetske efikasnosti decentralizovani sistemi snabdevanja toplotom zahtevaju naučna i tehnička istraživanja da bi se utvrdili optimalni režimi rad.

Književnost

1. Sokolov E. Ya i dr. Hladan stav prema vrućini. Vijesti od 17.06.1987.

2. Mikhelson V. A. O dinamičkom zagrijavanju. Applied Physics. T.III, br. Z-4, 1926.

3. Yantovsky E.I., Pustovalov Yu.V. Parne kompresijske toplotne pumpe. - M.: Energoizdat, 1982.

4. Vezirishvili O.Sh., Meladze N.V. Energetski štedljivi sistemi toplotne pumpe za snabdevanje toplotom i hladnoćom. - M.: Izdavačka kuća MPEI, 1994.

5. Martynov A. V., Petrakov G. N. Toplotna pumpa dvostruke namjene. Industrijska energija br. 12, 1994.

6. Martynov A. V., Yavorovsky Yu. V. Upotreba VER-a u preduzećima hemijske industrije na bazi HE. Hemijska industrija № 4, 2000.

7. Brodjanski V.M. itd. Eksergetička metoda i njene primjene. - M.: Energoizdat, 1986.

8. Sokolov E.Ya., Brodyansky V.M. Energetske osnove procesa transformacije toplote i hlađenja - M.: Energoizdat, 1981.

9. Martynov A.V. Instalacije za transformaciju topline i hlađenja. - M.: Energoatomizdat, 1989.

10. Devyanin D.N., Pishchikov S.I., Sokolov Yu.N. Toplotne pumpe - razvoj i ispitivanje u CHPP-28. // "Vijesti o opskrbi toplinom", br. 1, 2000.

12. Kalinichenko A.B., Kurtik F.A. Generator toplote sa najvećom efikasnošću. // "Ekonomija i proizvodnja", br. 12, 1998.

13. Martynov A.V., Yanov A.V., Golovko V.M. Decentralizovani sistem snabdevanja toplotom zasnovan na autonomnom generatoru toplote. // "Građevinski materijali, oprema, tehnologije 21. stoljeća", br. 11, 2003.

Uredništvo: Na drugom naučno-praktičnom skupu „Sistemi za snabdevanje toplotom. Moderna rješenja”, koju tradicionalno drži Nekomercijalno partnerstvo “ Rusko snabdevanje toplotom“, nakon serije izvještaja o vrtložnim generatorima topline, razvila se burna rasprava. Učesnici su došli do zaključka da prijem toplote u količini većoj od utrošene električne energije ukazuje na to da moderna nauka još ne može naznačiti izvor ove energije i njenu prirodu, što znači da ovu pojavu treba koristiti s krajnjim oprezom, jer. efekat ove postavke na okruženje a ljudi nisu proučavani.

Ovo je potvrđeno i savremena istraživanja. Na primjer, na međunarodnoj konferenciji "Anomalne fizičke pojave u energetskom sektoru i izgledi za stvaranje netradicionalnih izvora energije", održanoj 15-16. juna 2005. u Harkovu, nekoliko grupa istraživača iz različitih gradova Ukrajine izvijestilo je da su otkriveno zračenje koje stvara vrtložni generator toplote.

Tako su, na primjer, stručnjaci sa Instituta za tehničku termičku fiziku Nacionalne akademije nauka Ukrajine pronašli dio na kraju vrtložne cijevi s povećanim (1,3-1,9 puta) gama zračenjem u odnosu na pozadinsku vrijednost. Informacije o ovom eksperimentu su takođe objavljene u časopisu "Industrial Heat Engineering" (Kijev) br. 6, 2002. u članku Khalatov A.A., Kovalenko A.S., Shevtsov S.V. "Određivanje koeficijenta konverzije energije u vrtložnom generatoru toplote tipa TPM 5.5-1." Autori članka napominju da priroda ovog zračenja još uvijek nije sasvim jasna i zahtijeva daljnje proučavanje.

Izgledi za razvoj decentralizovanih

snabdevanje toplotom

Razvoj tržišnih odnosa u Rusiji se iz temelja mijenjaju temeljni pristupi proizvodnji i potrošnji svih vrsta energije. U kontekstu stalnog rasta cijena energenata i njihovog neizbježnog približavanja svjetskim cijenama, problem očuvanja energije postaje istinski aktuelan, koji u velikoj mjeri određuje budućnost domaće privrede.

Pitanja razvoja tehnologija i opreme za uštedu energije oduvijek su zauzimala značajno mjesto u teorijskim i primijenjenim istraživanjima naših naučnika i inženjera, ali su u praksi napredovala. tehnička rješenja nije aktivno implementiran. Državni sistem umjetno niske cijene goriva (ugalj, mazut, plin) i lažne ideje o neograničenim rezervama jeftinog, prirodnog goriva u ruskom podzemlju dovele su do toga da su domaći industrijski proizvodi trenutno jedni od energetski najintenzivnijih u svijetu, a naše stambeno-komunalne usluge su ekonomski neisplative i tehnički zaostale.

Mali energetski sektor stambeno-komunalnih usluga pokazao se kao talac velikog energetskog sektora. Ranije donete konjunkturne odluke o zatvaranju malih kotlarnica (pod izgovorom njihove niske efikasnosti, tehničke i ekološke opasnosti) danas su se pretvorile u precentralizaciju snabdevanja toplotom, kada topla voda prolazi od TE do potrošača, putanjom od 25-30 km, kada je izvor topline isključen zbog neplaćanja odn hitan slučaj dovodi do zamrzavanja gradova sa milion stanovnika.

Većina industrijalizovanih zemalja otišla je drugim putem: unapredili su opremu za proizvodnju toplote povećanjem stepena njene bezbednosti i automatizacije, efikasnosti gasnih gorionika, sanitarno-higijenskih, ekoloških, ergonomskih i estetskih pokazatelja; kreirao sveobuhvatan sistem energetskog obračuna za sve potrošače; uskladio regulatornu i tehničku osnovu sa zahtjevima svrsishodnosti i pogodnosti potrošača; optimizovan nivo centralizacije snabdevanja toplotom; prešao na široko usvajanje

alternativni izvori toplotne energije. Rezultat ovog rada bila je stvarna ušteda energije u svim oblastima privrede, uključujući stambeno-komunalne usluge.

Naša zemlja je na početku složene transformacije stambeno-komunalnih usluga, koja će zahtijevati implementaciju mnogih nepopularnih odluka. Očuvanje energije glavni je pravac u razvoju male energije, kretanje duž koje može značajno ublažiti bolne posljedice poskupljenja komunalnih usluga za većinu stanovništva.

Postupno povećanje udjela decentralizirane opskrbe toplinom, maksimalna blizina izvora topline potrošaču, obračun svih vrsta energetskih resursa od strane potrošača omogućit će ne samo stvaranje potrošača više udobne uslove, ali i prave uštede u gasnom gorivu.

Tradicionalni za našu zemlju, sistem centralizovanog snabdijevanja toplotom preko TE i magistralnih toplovoda je poznat i ima niz prednosti. Generalno, zapremina izvora toplotne energije je 68% za centralizovane kotlove, 28% za decentralizovane i 3% za ostale. Veliki sistemi grijanja proizvode oko 1,5 milijardi Gcal godišnje, od čega je 47% čvrsto gorivo, 41% plin, a 12% tečno gorivo. Obim proizvodnje toplotne energije ima tendenciju rasta za oko 2-3% godišnje (izvještaj zamjenika ministra energetike Ruske Federacije). Ali u kontekstu prelaska na nove ekonomske mehanizme, poznate ekonomske nestabilnosti i slabosti međuregionalnih, međuresornih odnosa, mnoge prednosti sistema daljinskog grijanja pretvaraju se u nedostatke.

Glavna je dužina mreže grijanja. Prema zbirnim podacima o objektima za opskrbu toplinom u 89 regija Ruske Federacije, ukupna dužina toplotnih mreža u dvocijevnim terminima je 183,3 miliona km. Prosječan postotak istrošenosti procjenjuje se na 60-70%. Specifična stopa oštećenja toplovoda sada je porasla na 200 registrovanih oštećenja godišnje na 100 km toplotne mreže. Prema procjeni hitnih slučajeva, najmanje 15% toplovodnih mreža zahtijeva hitnu zamjenu. Prekinuti proces starenja toplovodnih mreža i zaustaviti ih prosečne starosti na sadašnjem nivou potrebno je godišnje prebaciti oko 4% cjevovoda, što je oko 7300 km mreže u dvocijevnim terminima, a za to će biti potrebno izdvojiti oko 40 mlrd. rub. u tekućim cijenama (izvještaj zamjenika ministra Ruske Federacije) Osim toga, u posljednjih 10 godina, kao rezultat nedovoljnog finansiranja, glavni fond industrije praktično nije ažuriran. Kao rezultat toga, gubici toplotne energije tokom proizvodnje, transporta i potrošnje dostigli su 70%, što je dovelo do loše kvalitete opskrba toplinom po visokoj cijeni.

Organizaciona struktura interakcije između potrošača i kompanija za snabdevanje toplotom ne podstiče potonje da štede energetske resurse. Sistem tarifa i subvencija ne odražava stvarne troškove snabdijevanja toplotom.

Općenito, kritična situacija u kojoj se našla industrija ukazuje na krizu velikih razmjera u sektoru opskrbe toplinom u bliskoj budućnosti, za čije će rješavanje biti potrebna ogromna finansijska ulaganja.

Hitno pitanje vremena je razumna decentralizacija opskrbe toplinom, za grijanje stanova. Decentralizacija opskrbe toplinom (DH) je najradikalnija, najefikasnija i jeftin način otklanjanje mnogih nedostataka. Opravdano korišćenje dizel goriva u kombinaciji sa merama uštede energije u izgradnji i rekonstrukciji zgrada obezbediće veće uštede energije u Rusiji. Četvrt vijeka najrazvijenije zemlje nisu izgradile kvartalne i okružne kotlarnice. U toku teški uslovi jedini izlaz je stvaranje i razvoj sistema dizel goriva kroz korištenje autonomnih izvora topline.

Grijanje stanova je autonomna opskrba toplinom i toplom vodom individualni dom ili zaseban stan u višespratnoj zgradi. Glavni elementi ovakvih autonomnih sistema su: generatori toplote - uređaji za grijanje, cjevovodi za grijanje i toplu vodu, dovod goriva, odvod zraka i dima.

Danas su razvijene modularne kotlovnice koje se masovno proizvode, dizajnirane za organiziranje autonomnog dizel goriva. Blok-modularni princip konstrukcije pruža mogućnost jednostavna konstrukcija kotlovnica potrebna snaga. Nepostojanje potrebe za polaganjem cijevi za grijanje i izgradnjom kotlovnice smanjuje troškove komunikacija i može značajno povećati tempo nove izgradnje. Osim toga, to omogućava korištenje ovakvih kotlovnica za brzo snabdijevanje toplinom u hitnim i vanrednim situacijama tokom sezone grijanja.

Blok kotlarnice su potpuno funkcionalno završen proizvod, opremljen svim potrebnim uređajima za automatizaciju i sigurnost. Nivo automatizacije osigurava nesmetan rad sve opreme bez stalnog prisustva operatera.

Automatizacija prati potrebe objekta za toplinom, ovisno o tome vremenskim uvjetima i samostalno reguliše rad svih sistema kako bi osigurao navedene režime. Ovo rezultira boljom usklađenošću termalni graf i dodatnu ekonomičnost goriva. U slučaju vanrednih situacija, curenja gasa, sigurnosni sistem automatski zaustavlja dovod gasa i sprečava mogućnost nesreća.

Mnoga preduzeća, orijentisana na današnje uslove i proračunata ekonomsku korist, udaljavaju se od daljinskog grijanja, od udaljenih i energetski intenzivnih kotlarnica.

OJSC *Levokumskraygaz* je imao energetski intenzivnu kotlarnicu sa četiri kotla Universal-5 knjigovodstvene vrijednosti od 750 hiljada rubalja, toplovod ukupne dužine 220 metara i trošak od 150 hiljada rubalja. rubalja (slika 1).

Godišnji troškovi popravke i održavanja kotlovnice, sistema grijanja u dobrom stanju iznosili su 50 hiljada rubalja. U toku grejnog perioda 2001-2002, troškovi održavanja osoblja za održavanje

(80t.r.), struja (90t.r.), voda (12t.r.), plin (130t.r.), sigurnosna automatika (8t.r.) itd. (30t.r.) iznosile su 340 tr.

2002. godine centralnu kotlarnicu je demontirao raygaz, a u administrativnu trospratnu zgradu (ukupne grijane površine od 1800 m2) postavljena su dva kotla za grijanje domaćinstva od 100 kilovata Zelenokumsk selmash-a, a U proizvodnom objektu (500 m2) (Don-20) postavljena su dva kućna kotla za grijanje i toplu vodu.

Rekonstrukcija je koštala kompaniju 80 hiljada rubalja. Trošak plina, struje, vode, plata jednog operatera iznosila je 110t.r.za grijni period.

Prihod od prodaje puštene opreme iznosio je 90 hiljada rubalja, i to:

ShGRP (kabinska kontrolna tačka za gas) - 20 tr.

4 kotla "Universal" - 30 tr.

dva centrifugalna pumpa-- 10 tr

kotlovska sigurnosna automatika -- 20 tr

električna oprema, zaporni ventili itd. - 10 tr

Zgrada kotlarnice je preuređena u radionice.

Grejni period 2002-2003 bila uspješna i mnogo jeftinija od prethodnih.

Ekonomski efekat od prelaska OJSC "Levokumskraygaz" na autonomno snabdevanje toplotom iznosio je približno 280 hiljada rubalja godišnje, a prodaja demontirane opreme pokrivala je troškove rekonstrukcije.

Još jedan primjer.

In with. Levokumskoye ima kotlarnicu koja obezbeđuje toplotu i toplu vodu za polikliniku i zgradu zarazne bolesti Levokumskog TMT-a, koja se nalazi na bilansu toplotne mreže Levokumsk (Sl. 2). Trošak kotlovnice je 414 hiljada rubalja, trošak toplovoda je 230 hiljada rubalja. R. Dužina toplovoda je oko 500 m. Zbog dugotrajnog rada i amortizacije mreža svake godine dolazi do velikih gubitaka toplote u toplovodima. Troškovi popravke mreže u 2002. godini iznosili su oko 60 hiljada rubalja. Troškovi nastali tokom sezone grijanja

Glavna svrha bilo kojeg sustava za opskrbu toplinom je da potrošačima pruži potrebnu količinu topline traženog kvaliteta (tj. nosač topline potrebnih parametara).

U zavisnosti od lokacije izvora toplote u odnosu na potrošače, sistemi za snabdevanje toplotom se dele na decentralizovano i centralizovano.

U decentralizovanim sistemima, izvor toplote i rashladni odvodi potrošača su ili kombinovani u jednoj jedinici ili su postavljeni tako blizu da se prenos toplote od izvora do odvoda toplote može obaviti praktično bez posredne karike - toplotne mreže.

Decentralizovani sistemi grejanja se dele na pojedinac i lokalni.

AT individualni sistemi Opskrba toplinom svake prostorije (dio radionice, prostorija, stan) obezbjeđuje se iz posebnog izvora. Takvi sistemi posebno uključuju grijanje peći i stanova. U lokalnim sistemima, toplina se isporučuje svakoj zgradi iz posebnog izvora topline, obično iz lokalne ili individualne kotlarnice. Ovaj sistem uključuje tzv centralno grijanje zgrade.

U sistemima daljinskog grijanja, izvor topline i odvodi potrošača smješteni su odvojeno, često na znatnoj udaljenosti, pa se toplina od izvora do potrošača prenosi kroz mreže grijanja.

U zavisnosti od stepena centralizacije, sistemi daljinskog grejanja se mogu podeliti u sledeće četiri grupe:

grupa- snabdijevanje toplotom iz jednog izvora grupe zgrada;
regionalni- opskrba toplinom iz jednog izvora više grupa zgrada (okrug);
urban- snabdijevanje toplotom iz jednog izvora više okruga;
međugradski- snabdijevanje toplotom iz jednog izvora više gradova.

Proces daljinskog grijanja sastoji se od tri uzastopne operacije:

priprema rashladnog sredstva;
transport rashladne tečnosti;
upotreba nosača toplote.

Priprema rashladnog sredstva se vrši u specijalnim takozvanim postrojenjima za toplotnu obradu u TE, kao iu gradskim, okružnim, grupnim (kvartalnim) ili industrijskim kotlarnicama. Rashladna tečnost se transportuje kroz mreže za grijanje. Rashladno sredstvo se koristi u prijemnicima topline potrošača. Kompleks instalacija projektovanih za pripremu, transport i upotrebu nosača toplote čini sistem daljinskog grejanja. U pravilu se za prijenos topline koriste dva rashladna sredstva: voda i para. Da bi se zadovoljilo sezonsko opterećenje i opterećenje toplom vodom, voda se obično koristi kao nosač toplote, za opterećenje industrijskog procesa - para.

Za prijenos topline na udaljenosti mjerene desetinama pa čak i stotinama kilometara (100-150 km ili više), mogu se koristiti sistemi za prijenos topline u kemijski vezanom stanju.

Podijeli: