ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Енергоефективність - одне з основних завдань, що вирішуються світовою спільнотою в даний час. В Україні основою реалізації енергетичної стратегії  на найближчу перспективу залишається діяльність, спрямована з одного боку на підвищення ефективності використання традиційних енергетичних  ресурсів - газу, вугілля, нафти, гідроенергії, ядерного палива, з іншого - на зниження залежності від імпорту енергоносіїв. Разом з тим,  поставлено завдання максимального використання можливостей нетрадиційної енергетики, що в перспективі має дозволити повністю вирішити  сучасні енергетичні, екологічні та соціально-економічні проблеми багатьох регіонів України.

Значним потенціалом енергозбереження володіє впровадження теплонасосних установок, які можуть забезпечити можливість використання в теплопостачанні низькопотенційну теплову енергію від різних джерел: атмосферного повітря, грунту, стічних вод і т.д. Теплові насоси являють собою енергозберігаюче та екологічно чисте технологічне обладнання, впровадження якого дозволяє не тільки зменшити витрати органічного палива на отримання теплоти, але й суттєво знизити забруднення навколишнього середовища.

Теплонасосні установки є багатофункціональними: вони використовуються також і в системах кондиціонування (одночасно виробляють теплоту і холод), мобільними, відносно простими у виготовленні і в експлуатації.

1. Актуальність теми

Більшість сучасних робіт з підвищення енергетичної ефективності систем теплопостачання носить вогнищевий характер. Відсутні  узагальнюючі критерії, що забезпечують знаходження найбільш оптимальних рішень, як при модернізації існуючих систем теплопостачання,  так і при створенні нових. Програми їх розвитку грунтуються не на створенні багатофакторних моделей, а лише на аналізі переваг і  недоліків тих чи інших варіантів, причому більшою мірою якісному, ніж кількісному. Рішення про впровадження різних технологій  дуже часто приймається на підставі одного лише економічного аналізу. Таким чином, погано враховуються особливості і потреби  паливно-енергетичного комплексу України[6].

У роботі на підставі досліджень розробляється методика проектування системи теплопостачання з використанням низькопотенціальних  джерел та енергії сонця, що представляє собою схему, до складу якої входять теплові насоси, а також баки-акумулятори, які можуть  бути реалізовані у споживача, а також сонячний колектор. Дана методика дозволяє провести аналіз найбільш доцільних варіантів  теплопостачання в умовах різних типів споживачів, поліпшити стан навколишнього середовища, знизити витрати на паливо, збільшити частку  альтернативних і поновлюваних джерел енергії та ін.

2. Мета і задачі дослідження та заплановані результати

Метою магістерської роботи є дослідження схеми теплопостачання з використанням теплових насосів,баків-акумуляторів і сонячного колектора.

Основні завдання дослідження:

Плановані практичні результати.

Розробляється методика утилізації тепла від низькопотенціальних джерел. Вона враховує альтернативні варіанти тепловихсхем з використанням теплового насоса, баків-акумуляторів і сонячного колектора які можуть бути реалізовані у споживача.

При дослідженні системи кондиціонування, опалення та гарячого водопостачання з утилізацією тепла від низькопотенціальних джерел з'являється можливість показати ефективність застосування таких систем і розробити комплекс методичних рекомендацій і практичних пропозицій до проектування даних схем для умов України.

3. Огляд досліджень та розробок

В умовах загострюється дефіциту і зростання цін на енергоносії пошук нових ефективних енергозберігаючих технологій для одержаннятеплоти і використання нетрадиційних відновлюваних джерел енергії (НВДЕ) актуальний практично для всіх галузей економіки. особливогостро проблема позначилася в теплопостачанні об'єктів ЖКГ, де витрати палива на виробництво теплоти, перевершують у 1,7 рази витрати на  електропостачання[4]. Основними недоліками децентралізованих джерел теплопостачання є низька енергетична,  економічна та екологічна ефективність. А високі транспортні тарифи на доставку енергоносіїв і часті аварії на теплотрасах посилюють  негативні фактори, властиві традиційному централізованого теплопостачання.

Одним з ефективних енергозберігаючих способів, що дають можливість економити органічне паливо, знижувати забрудненнянавколишнього середовища, задовольняти потреби споживачів у технологічному теплі, є застосування теплонасосних технологій виробництва теплоти.

Тепловий насос являє собою установку, перетворюючу низькопотенційну поновлювану енергію природних джерел теплоти і/або низькотемпературних ВЕР в енергію більш високого потенціалу, придатну для практичного використання. В якості джерел низькопотенційної теплоти використовуються атмосферне повітря або різні вентиляційні викиди, вода природних водойм та скидні води систем охолодження промислового обладнання, стічні води систем аерації, грунт[11].

Умови в Україні істотно відрізняються від інших країн, тому при проведенні реконструкції систем кондиціонування, опалення та гарячого  водопостачання необхідно враховувати особливості кліматичних умов, характеристики та властивості споживачів, наявність перспективних  енергоресурсів та ін[2]. Застосування теплонасосних установок (ТНУ) у теплопостачанні може забезпечити значну  економію паливних ресурсів  та грошових коштів.

ТНУ можна також застосовувати в системах кондиціонування, опалення та гарячого водопостачання. На сьогоднішній день ТНУ є найбільш  ефективної енергозберігаючої системою опалення та кондиціонування. Реальних альтернатив, застосуванню теплових насосів, з можливістю   широкого використання в опаленні, гарячому водопостачанні і кондиціонуванні, на сьогоднішній день не існує. проектування таких  систем досить трудомісткий процес - потрібно підтримку одночасно безлічі параметрів: температури, вологості, швидкості руху  повітря в робочій зоні, чистоти повітря в приміщенні, кратності повітрообміну, рівномірності розподілу параметрів по всьому приміщенню  або навпаки, досягнення необхідних параметрів тільки в обмеженою локальної області. Наприклад, особливістю технологічного  кондиціонування є також те, що система експлуатується, як правило, цілий рік[11]. Причому часто споживає значні ресурси підприємства, тому питання енергозбереження стоїть дуже гостро. При комплексному проектуванні технології "+" системи вентиляції, опалення та кондиціонування часто вдається знайти рішення, що дозволяють утилізувати дармове тепло або холод. Для охолодження приміщень у зимовий та перехідний періоди можливе ефективне використання хладоресурса атмосферного повітря.

Одним з ефективних способів використання низькопотенційної теплової енергії також є застосування теплонасосних установок (ТНУ).

Для утилізації низькопотенційної теплоти експлуатуються в більшості випадків ТНУ невеликої потужності від 3 до 30 кВт, які встановлювалися:

Утилізації низькопотенційної теплоти відбувається за рахунок впровадження системи припливно - витяжної вентиляції. Єфективність системикондиціонування, опалення та гарячого водопостачання з утилізацією тепла від низькопотенціальних джерел буде полягати в  здібності роботи системи в екстремальних умовах і загальному підвищенні ефективності системи в цілому. Дана система підтверджена патентом. Система повітрянного опалення, кондиціонування та горячего водопостачання з утилізацією сбросного тепла наведена на рисунку нижче.

де: 1 – теплообмінник рідина-повітря 2,3 – запірні вентилі 4 – циркуляційний насос 5 – теплообмінник хладагент-рідина 6 – дросселюючий пристрій 7 - теплообмінник хладагент-рідина 8,9 - запірні вентилі 10 – компресор 11, 12 – запірні вентилі 13 – бак-теплоаккумулятор 14,15,16, 17 – запірні вентилі 18 – додатковий бак-аккумулятор 19 – теплообмінник рідина-рідина 20 – циркуляційний насос 21 - 26 – запірні вентилі 27 – циркуляційний насос 28-29 – запірні вентилі 30 – водогрійний котел 31 – блок автоматичного управління 32 – високотемпературний бак-аккумулятор 33 – сонячний колектор 34 - теплообмінник

Рисунок - Система повітрянного опалення, кондиціонування та горячего водопостачання з утилізацією сбросного тепла

Висновки

Таким чином, основним завданням магістерської роботи є об'єднання всіх досліджуваних систем застосування теплових насосів,  баків-акумуляторів і сонячних колекторів в системах кондиціонування, опалення та гарячого водопостачання з метою оптимізації  та підвищення ефективності системи. Результатом роботи буде розробка методики для підвищення ефективності роботи даної системи  з використанням схем утилізації тепла від низькопотенціальних джерел.

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2013 року. Повний текст роботи  та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

Перелік посилань

  1. Закиров Д.Г. Утилизация вторичных энергетических ресурсов и использование возобновляемых источников энергии с применением тепловх насосов основной путь снижения энергоемкости производства.//Промышленная энергетика 2002, №5.
  2. Андрющенко А.И. Сравнительная эффективность применения тепловых насосов для централизованного теплоснабжения // Промышленная энергетика. 1997. №6. с. 2-4.
  3. Макогон Ю.В., КуденкоГ.Е. Некоторые аспекты реализации политики энергосбережения в Украине: Монография - Донецк: ДонНУ-ДонФ НИСИ, 2006. -200с.
  4. Праховник А.В., Соловей А.И., Прокопенко В.В. Энергетический менеджмент - К.: ІЕЕ НТУУ „КПІ”, 2001, 471 с.
  5. Сафьянц С.М., Колесниченко Н.В. О возможности повышения качеста теплоснабжения путем реконструкции теплового пункта здания / Экологические проблемы индустриальных мегаполисов: Материалы Международной научно-практической конференции. Донецк – Авдеевка. 23-27 мая 2006г., - Донецк: ДонНТУ, 2006 –с. 101-104
  6. Гольстрем В.А., Кузнецов Ю.Л. Справочник по экономии топливно-энергетических ресурсов. -К.: Техніка, 1985. - 383 с.
  7. Балуев Е.Д. Перспективы развития централизованного теплоснабжения.//Теплоэнергетика, 2011. №11 с.50-54.
  8. П.Виноградов И.Ю., Векштейн Л.М., Соболь И.Д. Промышленное теплоснабжение.Киев.:Техника, 1975.256 с.
  9. Григоров В.Г., Нейман В.К., Семенюк Л.Г. утилизация низкопотенциальных тепловых вторичных энергоресурсов на предприятии. М.:Химрос, 1987.240 с.
  10. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы — М.: Энергоиздат, 1982. — 224 с
  11. Трубаев П.А., Гришко Б.М. Тепловые насосы./Учебное пособие, Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2009. – 142 с.