НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЙ ПРЕДПРИЯТИЙ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

SOME FEATURES OF THE USE OF HEAT RELEASES OF ENTERPRISES IN HEAT SUPPLY SYSTEMS

Ekaterina Novikova

Student, department of industrial heat power engineering, Smolensk branch of the Moscow Energy institute,

Russia, Smolensk

Nikolay Kovalev

Master student, department of industrial heat power engineering, Smolensk branch of the Moscow Energy institute,

Russia, Smolensk

АННОТАЦИЯ

В статье исследована специфика использования тепловыделений предприятий с использованием тепловых насосов. Использованы абстрактно-логический и расчетно-графический методы исследования. Сформулированы и обоснованы условия использования тепловых насосов в системах централизо­ванного теплоснабжения предприятий.

ABSTRACT

The article investigates the specificity of the use of heat emissions from enterprises using heat pumps. Abstract-logical and computational-graphic research methods were used. The conditions for the use of heat pumps in centralized heat supply systems of enterprises have been formulated and substantiated.

Ключевые слова: тепловой насос, эффективность, тепловыделение предприятий.

Keywords: heat pump, efficiency, heat dissipation of enterprises.

Тепловой насос (ТН) — это установка, обеспечивающая передачу тепла от более холодного теплоносителя к более горячему за счет подвода внешней энергии или затраты работы. ТН могут рассматриваться в качестве альтернативных источников для индивидуальных систем теплоснабжения многоквартирных жилых домов и коттеджей [3].

По многим экономическим оценкам, можно сказать, что применение теплонаносных установок (ТНУ), использующих низко-потенциальную теплоту из окружающей среды, целесообразно для многих регионов нашей страны. Применение подобных ТНУ считается оптимальным как для теплоснабжения, так и для хладоснабжения [2].

Существует два основных режима работы теплонасосной системы отопления: моновалентный, бивалентный.

С целью увеличения эффективности работы теплового насоса, рекомендуют выбирать бивалентный режим работы. Этот режим предполагает работу теплового насоса совместно с другим нагревательным прибором: электрическим или твердотопливным котлом.

Для исследования выбраны объекты с одинаковой расчетной теплопроизводительностью системы в 12 кВт при различных расчетных температурах наружного воздуха, соответствующих климатическим параметрам: г. Кисловодск  г.Смоленск  г.Иркутск . Расчетная температура воздуха в помещении в зимний период принимается равной ;

Для покрытия необходимой тепловой нагрузки, выбран тепловой насос ТН-15 и электрический котел. Низкопотенциальным источником тепла при рассмотрении работы ТН принята грунтовая вода, в роли рабочего хладагента установки – фреон R134a.

Расход теплоты на отопление в течение отопительного периода зависит от температур наружного воздуха и рассчитывается по формуле [3]:

где  теплопроизводительность системы теплоснабжения при расчетной температуре наружного воздуха, кВт;  температура в помещении,  ;  температура наружного воздуха, ;  расчетная температура наружного воздуха в зимний период,

Для определения температуры наружного воздуха, ниже которой тепловой насос не может обеспечить требуемую тепловую нагрузку, т.е.  для определения точки бивалентности, необходимо рассмотреть: зависимость температуры наружного воздуха от количества часов работы системы отопления при определенной температуре наружного воздуха за отопительный период и зависимость изменения теплопроизводительности теплового насоса также от температур наружного воздуха.

Теплопроизводительность теплового насоса, кВт:

где расход воды, проходящей через конденсатор, кг/с;

       теплоёмкость воды, кДж/кг·К;

      температура воды, выходящей из конденсатора ТН,

        температура обратной воды,.

Результаты расчётов приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты расчета

Результаты исследования показали, что при одинаковой расчетной теплопроизводительности системы отопления , точка бивалентности наступает гораздо раньше при более высоких температурах наружного воздуха, чем в условиях более холодного климата. Задавая определенную температуру бивалентности, можно предварительно оценить целесообразную долю использования ТН в покрытии нагрузки на систему отопления. Для уточнения полученных значений необходимо выполнить расчеты с учетом климатических параметров района застройки и параметров принятого к рассмотрению ТН.

Экономическая оценка использования избыточных ВЭР в системах теплоснабжения определяется по приросту интегрального эффекта, руб.:

где ,  – экономия топлива на источнике теплоснабжения, руб/год;

 – удельная стоимость отпущенной от промпредприятия вторичной руб/ГДж;  – количество тепловой энергии, отпущенное за счет ВЭР, ГДж/год;  – увеличение эксплуатационных затрат на перекачку теплоносителя руб./год; – капиталовложения суммарные в реконструкцию системы и установку теплообменного оборудования, руб.

Как видно из приведенных формул, в них отсутствует количественная оценка изменения надежности отпуска теплоты от источника теплоснабжения.

Проведены расчеты для предприятия легкой промышленности Вычисления проводились при следующих исходных данных: =0,6 руб./кг,  =0,55, =0,306 (Т-110/120- 130), =0,006,  =0,95, Е=0,1, h=0,05, температурный график 65/40°С. Результаты расчетов схемы при утилизации теплоты ВЭР обратной сетевой водой для =3 МВт показаны в табл.1.

Таблица 2.

Результаты экономических расчетов использования ВЭР промпредприятий в системах теплоснабжения

Использование тепловых насосов в системах централизованного теплоснабжения предприятий экономически оправдывается при замещении тепловых нагрузок котельных и ТЭЦ с низкими начальными параметрами пара тепловыми насосами. В летний период использование тепловых насосов не экономично.

Список литературы:

1. Мацко И.И. Разработка методики расчета энергетической эффективности комбинированных теплонасосных станций в системах теплоснабжения // «Тепловые насосы». – 2011. – №3. – С. 52-57.
2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. – М.: Изд. МЭИ. 2009, - 472 с.