38 Возможности парокомпрессионные тепловые насосы с элетроприводом

Тепловой насос (ТН) - это термодинамическая система, позволяющая трансформировать теплоту с низкого температурного уровня на более высокий. Данные машины предназначены для получения горячей воды и воздуха, пригодных для отопления и горячего водоснабжения. Необходимым условием для применения ТН является наличие низкотемпературного источника теплоты, непригодного по своим температурным параметрам для обогрева окружающей среды. В настоящее время в мире определилось два основных принципиальных направления в развитии ТН: парокомпрессионные тепловые насосы (ПТН) и абсорбционные тепловые насосы (АТН).

Тепловой насос НТ-60 совмещает в одном аппарате две функции, холодильной машины и теплового насоса. Теплопроизводительность - 60 кВт, потребляемая мощность - 15 кВт, температура воды на входе в испаритель - 15°С, расход воды в испарителе - 10 м /ч, температура воды на выходе из конденсатора - 62°С, расход воды через конденсатор 10 м /ч, холодильный агент R134а. 

По низкотемпературному источнику теплоты и нагреваемой среде ПТН делятся на типы вода-вода , воздух-вода , воздух-воздух , вода-воздух . По типу используемого компрессорного оборудования - на спиральные, поршневые, винтовые и турбокомпрессорные. По виду привода компрессора - на электроприводные, с приводом от двигателя внутреннего сгорания, газовой или паровой турбины. В качестве рабочего тепла в данных машинах используются хладоны - преимущественно фторсодержащие углеводороды, так называемые фреоны.

39.Возможность использования эксергии топлива с помощью Теполов. Насосов.

Проблема обеспечения растущих потребностей в топливно-энергетических ресурсах включает в себя комплекс задач по поиску и разработке альтернативных источников энергии и внедрению рациональных способов сокращения расхода топлива. Одним из эффективных мероприятий по экономии топлива и воды, а также по защите окружающей среды представляется широкое применение тепло-насосных установок (ТНУ), преобразующих природную низкопотенциальную теплоту и тепловые отходы в теплоту более высокой температуры, пригодную, в частности, для теплоснабжения. На ТЭС и в котельных эксергия топлива преобразуется в эксергию продуктов сгорания, которая используется для получения электроэнергии и передается другим энергоносителям (воде, водяному пару). В традиционных системах теплоснабжения для получения новых количеств эксергии потребляются новые количества первичных энергоресурсов (топливо). В ТНУ значительная часть (70 - 80 %) эксергии преобразуется из низкопотенциальной теплоты с затратой некоторой доли (20 - 30 %) первичной эксергии. Эксергетический метод анализа с учетом деления потерь эксергии на технические и собственные показывает, что повышение эффективности ТНУ связано с улучшением режима эксплуатации конденсатора. При работе последнего в обычных условиях (с зонами охлаждения перегретых паров рабочего тела и их последующей конденсации) возникают технические потери эксергии, уменьшающие эксергетический КПД и эффективность конденсатора, что в свою очередь приводит к снижению эффективности ТНУ. Эффективность конденсатора можно повысить путем создания двухцелевого теплового насоса, в котором процессы охлаждения и конденсации разделяются на две отдельные зоны и реализуются в различных теплообмен-ных аппаратах (в охладителе перегретых паров— предконденсаторе и в самом конденсаторе).

40 Возобновляемыми энергоресурсами называют целую гамму энергетических ресурсов, основной характеристикой которых является то, что они постоянно возобновляются, не смотря на их использование. Кроме энергии приливов и отливов, все возобновляющиеся энергоресурсы получают подпитку от солнца - практически единственного источника энергии на нашей планете. Использование возобновляющихся источников энергии, по сути, есть вмешательство в процесс распределения солнечной энергии и использование этой энергии на нужды человека К возобновляемым источникам энергии, которые в настоящее время принимают во внимание, относятся:

1 геотермальная энергия земли; 2 солнечная энергия; 3биомасса в пределах возобновляемости; 4 гидроэнергия; 5энергия Мирового океана; 6 энергия ветра.

В особенностях рассказать про каждую из перечисленных

Возобновляемая энергия не значит неисчерпаемая, т.е. сколь угодно большая по величине. Для оценки ее величины используют понятие «потенциал». Потенциал возобновляемых источников энергии -- это количество энергии, которое можно использовать от данного источника в течение года. При этом различают следующие градации потенциала: теоретический; технически возможный; экономически или экологически целесообразный.

Теоретический потенциал -- это количество энергии, которое образуется от данного источника в течение года. Технически возможный -- часть этой энергии, для использования которой у нас имеются технические средства. Наконец, в последнее время все более актуальными становятся экологические факторы Экологически целесообразный -- это тоже часть технически возможного потенциала, применение которого не наносит существенного ущерба окружающей среде.

41

Что касается гидроэнергетики, то на сегодняшний день в Беларуси действует 41 гидроэлектростанция  (ГЭС), суммарная мощность которых составляет 16,1 МВт. Самая крупная ГЭС находится в Осиповичском районе и имеет установленную мощность 2,175 МВт. Согласно Национальной программы строительства ГЭС в РБ на 2011-2015 гг. планируется строительство и реконструкция 33 гидроэлектростанций. Основной упор делается на малые, микро и мини-ГЭС. Так, планируется строительство 20 микро-ГЭС установленной мощностью до 100 кВт, 9 мини-ГЭС (от 100 кВт до 10 МВт) и 4 крупных ГЭС (выше 10 МВт).

Запланированное строительство крупных ГЭС:

• Немновская, 20 МВт;

• Витебская, 40 МВт;

• Гродненская, 17 МВт;

• Полоцкая, 22МВт.

Экономически выгодный потенциал водных источников оценивается в 250 МВт при общем потенциале страны в 850 МВт. Однако стоит учитывать и возможное негативное влияние гидроэлектростанций:

• подтопление близлежащих земель;

• изменение температурного режима рек;

• изменение растительного покрова и влияние на жизнедеятельность некоторых видов животных, рыб, птиц.

42 На смену традиционным источникам энергии приходят альтернативные возобновляемые, к которым относится солнечная.  Основные преимущества солнечной энергетики:

• неисчерпаемость,

• доступность в каждой точке планеты,

• экологическая чистота.

Для преобразования солнечного излучения непосредственно в электроэнергию используют солнечный модуль. Исходным материалом для их производства является один из самых распространенных в земной коре элементов – кремний. Кремний занимает второе место по распространенности на Земле после кислорода.

У ученых и практиков в результате опытно-промышленной эксплуатации ФЭС уже не осталось сомнений, что производить электроэнергию за счет солнца в странах, сравнимых по освещенности с нашей республикой, вполне целесообразно. Яркий пример — Германия, которая к 2020 г. намерена вложить в это направление существенные средства. Территория нашей страны расположена между 56-м и 51-м градусами северной широты, что определяет угол падения солнечных лучей, продолжительность дня и солнечного сияния, с чем связано количество поступающей солнечной радиации. В течение года угол падения солнечных лучей в полдень изменяется на 47°, продолжительность дня — более чем на 10 часов. Годовой приход суммарной солнечной радиации увеличивается от северных к южным районам — от 3500 до 4050 МДж/м2 (84—97 ккал/см2). Пасмурных дней насчитывается от 175 на северо-западе до 135 на юго-востоке, ясных — от 30—35 за год на северо-западе до 40—42 на юго-востоке. На большей части территории максимум безоблачных дней приходится на март — апрель, и только на юго-востоке — на июль — сентябрь. Продолжительность солнечного сияния составляет в среднем за год 1730—1950 часов, возрастая к юго-востоку. Она минимальна в осенне-зимний период (когда бывает до 20 дней в месяц без яркого солнца), а в остальные дни насчитывает в среднем по 3 часа. В мае — июле солнце не показывается только 1—3 дня в месяц, при этом в отдельные продолжительность сияния достигает 16 часов. Май, июнь и июль вместе дают примерно 48% годового прихода суммарной солнечной радиации, а ноябрь, декабрь и январь — только 5%. Таким образом, в Беларуси уровень освещенности выше, чем в Германии. В то же время, по данным Европейского межакадемического совета (Амстердам, Голландия), годовое производство электроэнергии с обычной ФЭС мощностью 1 кВт на конец 2005 г. в этой стране составило 900 кВт•ч. Стационарная солнечная электростанция с рекордным КПД 20% и пиковой мощностью 1 кВт вырабатывает там за год 2 тыс. кВт•ч. Для сравнения: в пустыне Сахара этот показатель выше отнюдь не в разы — до 3,5 тыс. кВт•ч. При установке системы слежения за солнцем выход электроэнергии при тех же условиях возрастает до 2,8 тыс. кВт•ч/кВт в Германии и до 5 тыс. кВт•ч/кВт в Сахаре. Анализ многолетних исследований показывает, что с рядовых ФЭС мощностью 1 кВт почти на 70% территории нашей страны можно было бы получать более 900 кВт•ч, на 25% — 975 кВт•ч и на 5% — 1050 кВт•ч. Это означает, что потенциальная эффективность использования ФЭС у нас только за счет благоприятных условий инсоляции на 10% выше, чем в Польше, Нидерландах, и более чем на 17% — чем в ФРГ, Бельгии, Дании, Ирландии, Великобритании, не говоря уже о странах, находящихся севернее. Словом, расположение республики, ее географическая широта, высота над уровнем моря, а также метеорологические условия не являются сдерживающими факторами для развития солнечной электроэнергетики.

43

Ветроэнергетика, как один из видов возобновляемых источников энергии, активно развивается в западных странах и вызывает не только неподдельный интерес, но и различного вида споры об ее достоинствах и недостатках, перспективах развития и целесообразности применения. А как развивается ветроэнергетика вБеларуси, каковы перспективы развития этого вида энергии в нашей стране, и что уже сделано в этой области?