Научная работа.
|
Случайный проект: |
| |
Публикация №6
Теплоснабжение города при помощи тепловых насосов, использующих низкопотенциальное тепло канализационных стоков.Heat the city with heat pumps using low-grade heat sewage
| В работе рассматривается использование низкопотенциальной теплоты канализационных стоков, для теплоснабжения города тепловыми насосами. Приведен метод снятия тепла с канализационных стоков «труба в трубе». Возобновляемая, «бесплатная» природная тепловая энергия присутствует вокруг нас, и смысл состоит в том, как ее извлечь, и умножить минимальными затратами. В наши дни используется минимальное количество этой «бесплатной» энергии.Источником низкопотенциальной «бесплатной» энергии может быть тепло канализационных стоков (в нашем случае), летний теплый воздух, различные подземные грунты (ниже уровня глубины промерзания - зимой), скальные поверхности, подводные поверхности озер, вообще любой источник тепла с температурой +1°С и выше, доступный в зимнее время.Применение тепловых насосов ("умножителей" низкопотенциальной энергии в 3-5 раз), является принципиально новым решением теплоснабжения в России, и в зависимости от сезонности и условий функционирования может достигать максимальной эффективности в работе.Холодная городская вода, с местной насосной станции, зимой , поступает в здание с температурой 5-8°С.Затем нагревается смешиваясь с горячей водой, и покидает здание с температурой 15–30°С. Канализационные стоки перемещают с собой большое количество тепловой энергии. Тепловой насос является термодинамическим агрегатом, способным выкачивать "бесплатную" возобновляемую энергию (теплота от низкопотенциального источника, в нашем случае тепло канализационных стоков), и передавать ее потребителю увеличив низкопотенциальную температуру до более высокой темпереатуры, до +70-85°С , для последующего теплоснабжения здания.Я предлагаю использование низкопотенциального тепла, канализационных стоков города, для функционирования локальных придомовых тепловых насосов («умножителей» низкопотенциального тепла). Я предлагаю располагать ПНД трубы, на специальном крепеже, по которым будет циркулировать антифриз (30% раствор этиленгликоля.) внутри наружных канализационных труб ( диаметрами от 1200 мм), тип расположения «труба в трубе» , с защитой их специальным пластиковым протектором (см. изображение № 1.). При помощи данной системы мы сможем снимать низкопотенциальное тепло канализационных стоков во всем городе, методом «труба в трубе» (см. изображение № 2.)
В данном варианте схемы) , мы преобразуем низкопотенциальную тепловую энергию сточных вод, в зимнее время в тепловую энергию (на отопление (Т=+70-85°С), а в летнее время используем в качестве охладителя, для кондиционирования (Т=+7°С)крупных бизнес центров и административных зданий, через теплообменник. При определении мест для установки тепловых насосов в системе централизованного теплоснабжения нужно выявить главную шкалу их энергетической и экономической эффективности. Тепловые насосы должны в первую очередь замещать электрические котлы, и котлы на органическом топливе.На последок хочу отметить три самые известные города в мире использующие энергию тепловых насосов: Эребру (42 МВт), Мальме (40 Мвт), Упсала (39 Мвт).Также для теплоснабжения Стокгольма (Швеция) сооружена и работает станция тепловых насосов с 6-ю аппаратами общей мощностью 180 МВт. Источником производства теплоты служит морская вода, в зимний период года температура которой не ниже +2 … +4 ?С. В Хельсинки (Финляндия) и Осло (Норвегия) работают тепловые насосы на сточных водах. В летний период они производят одновременно тепло для горячего водоснабжения и холод для кондиционирования крупных торговых и бизнес-центров. Использование тепловых насосов в массовой жилой застройке. The use of heat pumps in the mass housing development. Планета Земля приближается к переломному моменту, рождаемость земли стремительно увеличивается, ежедневно человек потребляет не возобновляемые источники энергии, такие как нефть, газ, древесина.Нефтяные и газовые ресурсы планеты по прогнозам некоторых ученых иссякнут к 2060-2090 г.г. Все больше становятся востребованными альтернативные источники энергии.В данной статье я рассматриваю возможность использования в России системы тепловых насосов для теплоснабжения как города, так и локальных жилых/офисных комплексов. Итак: тепловой насос – это источник энергии для системы отопления ГВС, кондиционирования (опционально). Основное отличие теплового насоса от других генераторов тепловой энергии (электрических, газовых и дизельных) заключается в том, что при производстве тепла до 80 процентов энергии извлекается из окружающей среды.Тепловой насос «выкачивает» тепловую энергию из грунта (ниже глубины промерзания), скальной породы или озера (тепло накопленное в течение года), а также канализационных стоков. Преимущество теплового насоса: 1.Отсутствие пожароопасного топливного хозяйства. 2. Отсутствие дымовых труб. 3. Высокие технико-экономические показатели. Срок окупаемости системы тепловых насосов в среднем 7-10 лет. При одной и той же производительности по теплу , денежные затраты на работу теплового насоса в 2-5 раз ниже по сравнению: с дизельным, газовым, угольным топливом, а также электричеством .Теплонасосное теплоснабжение городов, это принципиаьлно новый выход из энергетического кризиса, а также выход из современного экологического кризиса.В данный момент в Швеции тепловыми насосами отапливаются такие города как: Эребру (42 МВт), Мальме (40 Мвт), Упсала (39 Мвт), также государство Швеции выпустило программу финансовой поддержки для организаций и частных лиц использующих тепловые насосы.В России, лишь в стадии проекта рассматривается теплоснабжение города Дивногорска тепловыми насосами, на данный момент начато проектирование 1-ой очереди теплонасосного теплоснабжения Дивногорска. Работа осуществляется в рамках губернаторской программы. ориентировочная стоимость всего проекта 400 млн руб. Реализация проекта позволит снизить годовой расход электроэнергии на отопление и горячее водоснабжение города и высвободить соответствующую мощность Красноярской ГЭС; получить экономию бюджетных средств города в 100 млн руб. в год; отказаться от применения других альтернативных систем отопления, ухудшающих экологическую обстановку в городе; улучшить экологическую обстановку в регионе в результате ликвидации незамерзающей поверхности воды в реке ниже бьефа.Система теплового насоса требует серьезных первоначальных затрат, но ее срок службы практически не ограничен, при использовании современных компрессоров и конденсаторов, затраты на эксплуатацию стремятся к нулю, окупаемость в течении 7-10 лет. В данной статье я рассматриваю источник низкопотенциального тепла дно Ладожского озера, имеющего следующие параметры: Расчетная температура воздуха зимой за пределами озера: -24...-26 °С Расчетная температура воздуха летом за пределами озера: +27 °С Средняя температура самого холодного месяца (февраль) -8,8 °С Средняя температура самого теплого месяца (июль) +16,3 0С Приблизительная температура воды на глубине 5-20 м (декабрь)- +0,3…1,5 0С Приблизительная температура воды на глубине 5-20 м (июль)- +2…7 °С Глубины Ладожского озера (Северная часть): 70…230 м. Глубины Ладожского озера (Южная часть): 20…70 м. Среднегодовая суммарная солнечная радиация (на все озеро): 3156 МДж/м.кв. Среднемесячная скорость ветра преобладающего направления 6-9 м/с В данной статье я предлагаю принципиально новым методом (см. рис.3., Автор Атаманов И.К.) снимать низкопотенциальное тепло со дна Ладожского озера (либо любого другого водоема). Суть метода в том что трубы ПНД (Dn=40), укладываются на защитную сетку-протектор с размером ячеек от 10х10 мм, до 40х40 мм, (из полимерного матерела, либо стеклопластика (коррозионная стойкость к воде, кислым, солевым и щелочным средам) , трубы располагаются с шагом от 200мм, до 400 мм, также применяются специальные утяжелители, представляющие собой прямоугольные герметичнее полимерные емкости наполненные бетоном. ПНД трубы соединены между собой в единый коллектор, по которому циркулирует антифриз, снимая и передавая низкопотенциальное тепло (добытое со дна озера от +2°С (зимой) до +5 °С (летом) ) в испарительную станцию, для последующего , перемещения в компрессорную станцию, далее в конденсаторную станцию, и последующей раздачей потребителям тепла.
|
Теги.
Для поисковых систем.
|
selectclima@outlook.com ,Selectclima © 2006 -