ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Прагнення зменшить витрати первинної енергії (споживання палива) без зниження або навіть зі збільшенням віддачі енегріі кінцевому споживачеві за рахунок більш раціонального способу її перетворення - головна тенденція сучасної технікі.Ето відноситься і до систем теплопостачання будівель і промислових об'єктів. Віддаючи в кінцевому вигляді енергію у формі низькотемпературної теплоти (вода нижче 100 або повітря нижче 50 С), ці системи споживають для нагріву високоякісне паливо в котельнях з нагріванням продуктів згоряння до 1500 С, або ще більш марнотратно, електроенергію.

Масштаби витрат палива на теплопостачання дуже великі - більше половини всього котельно-пічного палива. Термодинамічно раціонально витрачається тільки та його частина, яка спалюється на теплоелектроцентралях, - тут в максимальній мірі використовується високотемпературне тепло продуктів згоряння для вироблення електроенергії, а для теплопостачання теплоносій тієї температури, яка близька до необхідної для опалення.

Розвиток теплонасосних установок відбувається в даний час стремітельно.На наших очах з існуючої протягом 100 років загадки термодинаміки вони стають поширеним засобом теплопостачання. Якщо в даний час отопітельниз теплонасосних установок для будівель мільйони і промвшлених тисячі, то найближчим одне - два десятиліття їх кількість зросте ще в десятки разів, а загальна потужність, за прогнозом технічного комітету МІРЕК по тепловим насосам, складе від 50 до 150 млн.кВт .

1. Актуальність теми

Необхідність економії енергії характерна для нашого повсякденного жіття - вдома, в установах і на виробництві. Прагнення раціонально витрачати енергію зближує народи - це видно з діяльності Міжнародного енергетичного агенства і Європейського економічного співтовариства, що фінансують спільні енергетичні проекти.

Одним із пристроїв, здатних зробити істотний внесок в економію енергії, є тепловий насос. Підвищення потенціалу (температури) низькопотенційного тепла дозволяє залучити "нові" джерела, такі як навколишнє повітря, а також скидні тепло, яке не можна було використовувати через його низьку температуру. Тепловий насос істотно розширює можливості застосування назкопотенціальной енергії за рахунок витрати деякої частки енергії, повністю перетворюється на роботу.

2. Опис і області застосування теплонасосних установок

Тепловий насос здійснює передачу внутрішньої енергії від енергоносія з низькою температурою до енергоносія з більш високою температурою. Оскільки відповідно з другим законом термодинаміки теплова енергія без будь - яких зовнішніх впливів може переходити тільки з високого температурного рівня на більш низький, для здійснення теплонасосного циклу необхідно використовувати приводну енергію. Тому процес передачі енергії в напрямку, протилежному природному температурному напору, здійснюється в круговому циклі.

Енергоносії, які постачають теплову енергію з низькою температурою для здійснення теплонасосного циклу, називають джерелами теплоти. Вони віддають теплову енергію шляхом теплопередачі, конвекції або випромінювання. Енергоносії, що сприймають в теплонасосної циклі теплову енергію підвищеного потенціалу, називають приймачами тепла. Вони сприймають теплову енегріі шляхом теплопередачі, конвекції і випромінювання. Енергоносій, службовець джерелом теплоти, надходить у випарник, де випаровується жадкій хладагент. Теплота випаровування, необхідна для цього, відбирається у джерела тепла, тому що випаровування хладагента відбувається при низькій температурі.

У круговому циклі пари випарувався хладагента всмоктуються компресором і стискаються до високого тиску. При стисненні їх температура підвищується, що створює можливість віддачі теплової енергії теплопріемніку.Пари хладагента при підвищеному тиску надходять в конденсатор, через який протікає енергоносій, службовець приймачем тепла. Його температура нижче температури парів хладагента при підвищеному тиску. При конденсації пари виділяється тупловая енергія, сприйнята теплоприемником. І конденсатора жадкій хладагент через дросельний клапан надходить назад у випарник, і кругової цикл замикається. В регулюючому вентилі високий тиск, при якому знаходиться хладагент на виході з конденсатора, знижується до тиску в випарнику. Одночасно знижується його температура.

Теплові насоси отримали дуже широке застосування в різних галузях промисловості:

3. Тепловий насос у схемі опалення житлових приміщень

В даний час розглядається питання економії палива, тому що його запаси в природі не безмежні. Очевидно, що для вирішення цього питання слід намагатися максимально використовувати все тепло, що отримується на теплоенергетичних установках, особливо низькопотенційне. Існує безліч пристроїв, призначених для раціонального використання цього тепла. До таких пристроїв ставитися і тепловий насос.

Уявімо до розгляду принципову схему опалення з когенераційним двигуном з вбудованим тепловим насосом:

Схема отопления с ТН

Малюнок 1 – Схема опалення з когенераційним двигуном з вбудованим ТН(1-Двигун,2- Теплообмінник,3- Тепловий насос,4- Циркуляційний насос,5- Електрогенератор,6- Байпас теплового насоса).

Паливо подається на двигун, який сполучений з електрогенератором. Продукти згоряння (димові гази) надходять у теплообмінник мережної води. Двигун охолоджується рідиною, яка забирає в нього частину тепла і після виходу має високу температуру. Нагріта охолоджуюча рідина подаеться в тепловий насос, де віддає додаткове тепло воді з зворотної лінії опалювальної мережі. Далі вода надходить в мережевий підігрівач, після якого в опалювальну мережу. Впроваджуючи тепловий насос в систему опалення з когенераційним двигуном, отримуємо можливість управляти температурою мережної води в залежності від температури навколишнього повітря. Це здійснюється байпасірованіем частини мережної води.

Висновки

Тепловий насос та його використання на підприємствах є величезним проривом у обасті енергетики, так як дозволяє вирішувати безліч проблем. У зв'язку з тим, що тепловий насос дозволяє більш раціонально використовувати тепло, одержуване при спалюванні палива, необхідно спалювати менше кількість копалин мінералів для отримання необхідного кількості тепла. В цей же час ми зменшуємо забруднення навколишнього середовища, так як спалюємо менше палива.

Тепловий насос виправдовує себе як з технічного боку, так і з екологічної та фінансовой.В розвитку теплонасосного обладнання знаходиться величезний потенціал для всієї енергетики.

Перелік посилань

  1. Янтовский Е. И., Янов В. С. Использование теплоты оборотной воды. — Промышленная энергетика, № 5, 1980.
  2. Лебедев П. Д. Теплообмениые, сушильные и холодильные установки. М.: Энергия, 1972.
  3. Холодильные машины / Под ред. II. II. Кошкина. — М.: Пищевая промышленность, 1973.
  4. Анатычук Л. И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства. — Киев: Наукова думка, 1979.
  5. Пустовалов Ю. В. Экономическая эффективность парокомпрессиоиных теплонасосных станций. — Теплоэнергетика, № 2, 1981, с. 69—72.
  6. Быков А. В., Калнинь И. М. Об эффективности термодинамических циклов на неазеотропных смесях компонентов. — Холодильная техника, 1980, № 12, с. 11—20.
  7. Михельсон В. А. Проект динамического отопления. Собр. соч., т. 1. — М.: Изд-во с.-х. акад. им. К. А. Тимирязева, 1930, с. 321—357; Журн. прнкл. фнз., 1926, т. 3, вып. 3—4, с. 243—260.
  8. Гельперин Н. И. Тепловой насос.— Л.: ГНТИ, 1931. — 152 с.
  9. Гохштейн Д. П. Использование отходов тепла в тепловых насосах. — М.—Л.: Госэнергонздат, 1955. — 80 с. Современные методы термодинамического анализа энергетических установок. — М.: Энергия, 1969. — 368 с.
  10. Мартыновский В. С. Тепловые насосы. — М.—Л.: Госэнергонздат, 1955.— 192 с. Циклы, схемы и характеристики термотрансформаторов. — М.: Энергия, 1979. —285 с.
  11. Бродянский В. М. Эксергетнческнй метод термодинамического анализа. — М.: Энергия, 1973. —296 с.
  12. Зысин В. А. Отопительные установки с тепловым насосом. Работы ЦКТИ. Кн. 4, вып. 1. — М.—Л.: Машгнз, 1947, с. 31—39. Комбинированные парогазовые установки и циклы. — М.—Л.: Госэнергонздат, 1962.— 186 с.
  13. Каплан А. М. Тепловые насосы, их техннко-экономяческне возможностя и области применения. Работы ЦКТИ. Кн. 4, вып. 1.—-М.—Л.: Машгнз, 1947, с. 3—30.
  14. Ложкин А. Н. Трансформаторы тепла. —М.—Л.: Машгнз, 1948.— 200 с.
  15. Розенфельд Л. М., Звороно Ю. С, Оносовский В. В. Применение фрео- фреоновой холодильной машины для охлаждения н динамического отопления. — Теплоэнергетика, 1961, № 6, с. 12—16.
  16. Ундриц Г. Ф. Использование холодильных машнн для целей отопле- отопления.— Изв. Энергет. нн-та им. Г. М. Кржижановского, 1933, т. 1, с. 107—132.
  17. Янтовский Е. И,, Пустовалов Ю. В., Янков В. С. Теплонасосные станции в энергетике. — Теплоэнергетика, № 4, 1978, с. 13—19.
  18. D. REAV, D. MACMICHAEL НЕAТ PUMPS. DESIGN AND APPLICATIONS. Pergamon Press, Оксфорд, 1979
  19. Мартыновский В.С. Циклы,схемы и характеристики теплотрансформаторов.-М.,1979
  20. Соколов Е.Я.,Бродянский В.М.Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения.-1981
  21. Хейнрих Г. и др. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения.-1985
  22. Холодильные машины и аппараты.Каталог - справочник - М.1970-1971
  23. Орехов Игорь Игнатьевич - Абсорбционные преобразователи теплоты - Л.1989
  24. Мальчина Евгения Викторовна - Холодильные машины и установки - М.1980
  25. Качанов М.А. - Термоэлектрические тепловые насосы.- Л.1970
  26. Бадалькес И.С. - Абсорбционные холодильные машины - М.1966
  27. Рей Д.А. - Тепловые насосы - М.1982