Некоторые примеры экономии тепловой энергии за счет использования вэр
Использование низкопотенциальной тепловой энергии отопительно- вентиляционным агрегатом. Предусмотрено использование тепловой энергии охлаждаю- щей воды с температурой 28...35 °С от технологического оборудования для подогрева в спе- циальном агрегате наружного воздуха, поступающего в приточные камеры отопительно-
вентиляционных систем.
Отопительно-вентиляционный агрегат (рис. 8.10) состоит из калорифера 1, насадочной контактной камеры, разделенной на ступени промежуточного 2 и предварительно 3 нагрева, водораспределителя 5, установленного между ступенями 2 и 3. Агрегат имеет систему защи- ты от обмерзания, состоящую из обогреваемой опорной решетки 6, насадки ступени 3, греющей рубашки 7 нижней части ступени 3, каплеуловителя 8, поддона 9, вентилятора с электродвигателем 10, промежуточного поверхностного теплообменника 11, циркуляцион- ного насоса 12 с регулировочным клапаном 13 для подачи воды в градирню.
Рис. 8.10. Принципиальная схема отонительно-веитиляционного агрегата:
1- калорифер; 2 - ступень промежуточного нагрева; 3 - ступень предварительного нагрепа: 4 - водораспределитель; 5 – дополнительный водораспределитель; б - опорная решетка; 7 - греющая рубашка; 8 -каплеуловитель; 9 - поддон; 10 - вентилятор с электродвигателем; 11- теплообменник; 12 - насос; 13 - клапан; I -линия оборотной воды от оборудования; II- линии высокотемпературного теплоносителя (горячая вода из теплосети); III - линия об- ратной воды в теплосеть; IV- линия волы на градирню; V - линия холодного воздуха; VI - ли- ния нагретого воздуха.
Отопительно-вентиляционный агрегат работает следующим образом.
Наружный воздух с отрицательной температурой подается вентилятором 10 под насад- ку ступени 3 предварительного нагрева. В насадке воздух контактирует с водой, подаваемой через дополнительный водораспределитель 5, и водой, стекающей с насадки 2 про- межуточного нагрева. Нагревание и увлажнение происходят в насадке ступени 2 промежу- точного нагрева при контактировании с водой, подаваемой через водораспределитель 4. По- сле прохождения через каплеуловитель 8 воздух подогревается до требуемой температуры в калорифере 1 и подается в систему приточной вентиляции.
Нагретая охлаждающая вода, поступающая из производственных цехов от охлаждения оборудования, разделяется на два потока: первый поступает в водораспределитель 5, и отда- вая тепло холодному воздуху в насадке 3, стекает в поддон 9, а второй - направляется в теп- лообменник 11, где подогревается обратной водой и направляется в водораспределитель 4.
Вода из поддона насосом 12 направляется по обратному трубопроводу в градирню. Высокотемпературный теплоноситель из подающей магистрали системы теплоснабже-
ния последовательно проходит калорифер 1 и промежуточный поверхностный теплообмен- ник 11 циркуляционного контура агрегата и при 20...30 °С поступает в обратную магистраль системы теплоснабжения.
Годовая экономия от его использования составляет 14 тыс. ГДж тепловой и 66 тыс. кВт•ч электрической энергии. Срок окупаемости затрат – 2 года. Применяется на предпри- ятиях машиностроения и других отраслей промышленности.
Использование теплоты уходящих газов в производственной котельной. Тепло- снабжение одного из цехов ПО Моспроммеханизация осуществляется от котельной, в кото- рой установлены три паровых котла МЗК-7 производительностью 1 т/ч каждый. Котлы ос- нащены горелочными устройствами для работы на природном газе низкого давления (ре- зервное топливо – мазут). Конструкция котлов предусматривает их работу под наддувом, осуществляемым индивидуальными дутьевыми вентиляторами. Удаление продуктов сгора- ния из котлов производится за счет давления наддува через индивидуальные металлические дымовые трубы.
С целью использования тепловой энергии уходящих газов для нужд горячего водо- снабжения и нагрева воды для котельной была спроектирована и смонтирована за одним из котлов теплоутилизационная установка с котактным экономайзером (см. рис. 8.11), располо- женным над котлом на отметке 3 м. Для подачи газов через экономайзер на выходе их уста- новлен отсасывающий вентилятор Ц13-50 № 3 (n=1440 об/мин). Предусмотрена возможность работы котла как с утилизационной установкой, так и без нее (с помощью переключающих заслонок). При отключенном экономайзере заслонка 3 закрыта, а заслонка 2 открыта. При подключении экономайзера заслонка 2 закрывается, открывается заслонка 3, включается от- сасывающий вентилятор 5, и газы из котла 1 направляются в экономайзер 4.
Рис. 8.11. Теплоутилизационная установка с контактным экономайзером:
1- котел; 2, 3 -заслонки; 4 - экономайзер; 5 - вентилятор: 6-бак; 7- насос; 8 – теплообмен- ник; 9 - пароводяной бойлер; 10 - регулирующий клапан; 11 - бак горячей воды; 12 - насос; 13
- душевые
Установка работает следующим образом. Уходящие газы из котла 1 поступают в ниж- нюю зону экономайзера 4, проходят через слой насадки и выбрасываются в дымовую трубу. Подлежащая нагреву вода из оросителя струями подается на слой насадки, стекает в поддон, из которого по переточной трубе сливается в промежуточный бак б, оттуда циркуляционным насосом 7 направляется в водо-водяной теплообменник 8, затем охлажденная вода через оро- ситель поступает в экономайзер. Холодная вода из водопровода направляется в теплообмен- ник 8, нагревается в нем и сливается в бак горячей воды 11. Отсюда нагретая вода насосом
12 направляется в душевые 13.
Испытания показали, что при использовании контактного экономайзера КПД МЗК-7 увеличился с 82 до 93 % (по высшей теплоте сгорания топлива). Наряду с этим был выявлен и существенный недостаток установки. При эксплуатации наблюдались крайне низкие ско- рости движения нагреваемой воды в трубках (0,05...0,09 м/с) и особенно греющей воды в межтрубном пространстве (0,01...0,014 м/с).
В связи с указанным недостатком теплоутилизационная установка была оборудована секционными водо-водяными теплообменниками с требуемыми характеристиками: диаметр трубок секций 57/50 мм, длина -4 м, площадь поверхности нагрева секций -0,75 м , число секций - 7.
Согласно новой схеме предусмотрен двухступенчатый нагрев водопроводной воды в водо-водяных теплообменниках 8 и пароводяном бойлере 9.
При испытании модернизированной схемы было установлено, что в водо-водяных теп- лообменниках водопроводная вода в количестве 2,4 м /ч нагревалась до 44...45 °С, КПД ус- тановки составил 95 % (по высшей теплоте сгорания топлива). Догрев воды до более высо- кой температуры (50...60 °С) должен производиться в пароводяном бойлере. Изменение по- дачи пара на бойлер производится регулирующим клапаном 10 по импульсному сигналу о температуре воды в баке-аккумуляторе. Для производственных душевых нормативная тем- пература воды составляет 37 °С, т. е. достаточен нагрев воды только в водо-водяных тепло- обменниках. Если же требуется более горячая вода, то после водо-водяных теплообменников ее следует догревать в пароводяном бойлере. Так, в случае нагрева воды до 50 °С на пар приходится небольшая часть полезной теплопроизво-дительности.