WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ – МИФЫ И РЕАЛЬНОСТЬ

Злобин А.А., Курятов В.Н., Мальцев А.П., Романов Г.А.

кандидаты технических наук, МЭИ, НТИЦ ЭТТ, "Интехэнерго М"

Стремление уменьшить затраты топлива и других видов ТЭР для производства теплоты –

основная тенденция современной теплоэнергетики. Учитывая истощение запасов

высококачественных органических топлив, необходимо эффективно и рационально использовать

ТЭР, привлекая современные технологии выработки тепловой энергии. Одним из перспективных технических решений является использование тепловых насосов (ТН), имеющих высокую термодинамическую эффективность. В статье рассматриваются проблемы практического использования ТН в России.

Для снабжения промышленных объектов тепловой энергией еще широко используются котельные, в которых сжигают органическое топливо при температуре 1500°С, а получают тепловую энергию при температурах 100-200°С или, что еще более расточительно, расходуют на эти цели электроэнергию.

Наиболее рационально топливо используется на ТЭЦ для комбинированной выработки электроэнергии и теплоты, для которых коэффициент использования топлива приближается к единице.

Масштабы затрат топлива на теплоснабжение и многочисленные технологические процессы нагрева в различных отраслях промышленности весьма велики и составляют 3040 % от суммарных затрат топлива. В этой ситуации рациональное использование ТЭР является одним из основных направлений повышения энергоэффективности производства. Одним среди эффективных технических решений энергосбережения в промышленности является внедрение ТН и комбинированных установок теплохладоснабжения, термодинамическая эффективность которых очевидна. За последние несколько десятков лет в развитых странах возросло производство ТН и эксплуатируется примерно 20 млн. установок мощностью от кВт до десятков МВт.

В нашей стране ТН практически не применяются и их массовое освоение в промышленности вряд ли возможно на ближайшую перспективу из-за сложившейся ситуации цен на ТЭР и значительных капитальных затрат. Этот факт подтверждается результатами многочисленных энергетических обследований (более 100 крупных предприятий), проведённых ООО «Интехэнерго М».

Вместе с тем, практически каждое обследованное предприятие регулярно включает в свои инвестиционные программы энергосбережения мероприятия по внедрению тепловых насосов.

Очевидно, это связано с «агрессивными» тенденциями производителей ТН на рынке высокотехнологичной, дорогой техники, которые не оговаривают дополнительных, специфических условий практической адаптации этих установок к реальной ситуации, учёт которых, в принципе, может превратить высокоэффективное мероприятие в убыточное, а иногда невыполнимое в реальных условиях. Практически все рекламы производителей ТН представляют эти установки, как наиболее эффективные устройства, позволяющие получать в 37 раз больше "высокопотенциальной" тепловой энергии для отопления и ГВС, чем затраты механической энергии.

На наш взгляд, в такой обстановке необходимо иметь определённые знания в области практического использования ТН с учётом индивидуальных особенностей многочисленного ряда ТН, необходим предварительный технико-экономический анализ и подробный бизнес-план проекта по внедрению.

В качестве примера для доказательства утверждений, представленных выше рассмотрим некоторые из возможных вариантов использования ТН, которые требуют предварительной оценки технико-экономической эффективности:

1. Использование ТН в технологических процессах нагрева сырьевых потоков и готовой продукции за счёт утилизации сбросной теплоты.

Очевидно менее дорогим и более эффективным способом утилизации теплоты по отношению к ТН является применение рекуператоров, регенераторов или котлов-утилизаторов.

Рекуперация тепловых ВЭР на обследованных предприятиях составляет менее 50 % от максимального выхода вторичных энергоресурсов. Так, например, на одном из химических производств, для того чтобы вернуть конденсат на ТЭЦ с требуемой температурой, его охлаждают в дополнительно установленных воздушных охладителях (АВО), сбрасывая избытки теплоты в окружающую среду. Практически все обследованные предприятия имеют избыток тепловых высокопотенциальных ВЭР, которые необходимо утилизировать с помощью простых теплообменников и не требуют применения дорогих ТН.

2. Применение ТН в системах теплоснабжения.

Для удовлетворения потребителей постоянной тепловой нагрузкой при наличии постоянного источника низкопотенциальной теплоты и при незначительном теплоподъёме, (например, с 30 С до 50 С, системы ГВС) энергоэффективно использовать ТН.

Однако экономичность ТН резко снижается с ростом отношения температур (т.е. с уменьшением минимальной и ростом максимальной температур цикла), а также при использовании этих ТН при изменении сезонных тепловых нагрузок в зависимости от температуры наружного воздуха. Причём, для большинства районов России максимальная отопительная нагрузка отличается от средней примерно в 2 раза. Поэтому в зимний период ТН должен вырабатывать максимальное количество теплоты при максимальной температуре сетевой воды 150 С, что в принципе получить с помощью существующих ТН практически невозможно.

Для обеспечения сезонных нагрузок с помощью ТН необходимо их сочетать с пиковыми котельными, предусмотреть плавное регулирование производительности (например, частотный привод) и одновременно решить вопрос об уменьшении температуры обратной воды до 3040 С.



В публикациях по этой тематике, к сожалению, недостаточно данных для оценки экономической эффективности использования реальных тепловых насосов в системах теплоснабжения, либо эти данные несколько преувеличены, например, срок окупаемости проектов оценивается в 1,52 года. По нашим оценкам срок окупаемости таких проектов гораздо выше.

Ниже, в качестве примера, приведены расчёты экономической эффективности по использованию компрессионного теплового насоса в системе теплоснабжения с пиковой котельной максимальной тепловой мощностью 1 МВт для IV климатической зоны России, [1].

Рабочее вещество – R12. Производительность ТН регулируется по графику отопительной нагрузки. Температурный график теплосети – 90 С /70 С. Температура источника низкого потенциала (артезианская скважина) –15 С.

Результаты расчёта:

Количество теплоты, отпущенной потребителям 1 598 000 кВтч за отопительный сезон В т.ч. тепловой насос 1 334 000 кВтч пиковая котельная 264 000 кВтч Расход электроэнергии на привод компрессора ТН 473 400 кВтч и насосов (артезианского, циркуляционного и др.) В т.ч. компрессор ТН 406500 кВтч Технико-экономическая оценка работы ТН для двух вариантов замещения источников теплоты:

замещение котельной на природном газе, замещение котельной с электрообогревом.

Расход условного топлива для варианта отопления от котельной:

Расход условного топлива для варианта отопления с помощью ТН+пиковая котельная:

где ВП.К. – расход топлива на пиковой котельной, кг у.т., ВТН = Эbэ – расход топлива на ТН, где Э – расход электроэнергии на привод ТН, кВтч, bэ – удельный расход топлива на выработку электроэнергии, 0,32 кг у.т./кВтч, к, т.с. – КПД котельной и тепловых сетей.

Экономия топлива от внедрения ТН составляет:

Или экономия финансовых средств составит (в предположении, что топливо – природный газ, стоимость Ц=660 руб/1000 м3) — 37129 руб./год. Простой срок окупаемости с учетом только капитальных затрат на ТН 2 млн. руб. превышает в несколько раз срок службы подобного оборудования.

Экономия финансовых средств при замещении электрокотлов тепловым насосом+пиковая котельная при тарифе на электроэнергию Ц = 1руб./кВт·ч составит 0,861 млн. руб./год, а срок окупаемости — 3 года.

Такая разница в сроках окупаемости объясняется разницей тарифов на электроэнергию и топливо (природный газ) [2] (стр. 43). Поэтому при внедрении ТН необходимо иметь ввиду, что срок окупаемости, приводимый в рекламах производителей ТН и в большинстве журнальных публикаций оценивается при замещении электрокотлов тепловыми насосами [3,4].

Несомненно, приведённые варианты не охватывают всё многообразие ситуаций, требующих конкретных предварительных расчётов. Тем не менее, некоторые очевидные факторы, которые требуют обязательного учёта при внедрении ТН, приведены ниже:

Традиционная ориентации в России на централизованное теплоснабжение, которое в ряде стран вообще отсутствует;

Ограниченность максимальной температуры цикла ТН, температуры до которой можно эффективно вырабатывать теплоту. Для R12 и R22 эта температура не превышает 60 С, а для R142 температура может достигать 70 С. Для специальных промышленных установок можно получить максимальные температуры порядка 120140 С с использованием холодильных агентов типа R113, R114. Однако «холодный источник» в данном случае должен обладать температурой порядка 70 С;

Неблагоприятное соотношение цен на электроэнергию и топливо. Так, например, стоимость электроэнергии в Центральном регионе России примерно в 20 раз выше стоимости единицы теплоты. Поэтому даже при коэффициенте трансформации ТН отоп 46, их применение не даёт экономической выгоды по сравнению с традиционным методом;

Значительные капитальные затраты на ТН, которые в 68 раз выше, чем капитальные затраты для обычных систем отопления на базе котлов, работающих на природном газе (стоимость отечественных ТН без НДС составляет 160180 тыс. долларов США за 1 Гкал/ч);

Повышенные эксплуатационные расходы на ТН, которые снижаются с понижением стоимости электроэнергии и увеличением продолжительности эксплуатации (например, стоимость заправки ТН-3000 фреоном R134a составляет 16 000$);

Достаточно больший срок окупаемости ТН и сравнительно низкий срок службы ТН до капитального ремонта, который для отечественных трансформаторов типа ТН- составляет 3545 тыс. часов.

Экономичность работы ТН в значительной степени зависит от правильного выбора источников теплоты «низкого» потенциала и потребителей теплоты «высокого» потенциала. В частности, для решения вопроса о целесообразности внедрения ТН необходимо иметь в виду:

совпадение по времени и по температурным уровням выхода сбросных потоков теплоты и потребителей теплоты повышенного потенциала;

относительное расположение источников теплоты и потребителей;

состояние теплоносителей (газ, жидкость);

соотношение между возможным потреблением теплоты и возможностями «холодного источника»;

использование ТН можно предусматривать только после реализации максимальной рекуперации теплоты существующих горячих технологических потоков;

климатические условия региона;

соотношение региональных тарифов на электроэнергию и топливо (например, для г. Москвы).

Стоимость 1 кВтч теплоты ТН с коэффициентом трансформации (при тарифе на электроэнергию 1 руб/кВтч) собственной котельной, работающей на природном газе (при цене газа – 663 руб/1000 м3) электрокотельная (при цене электроэнергии – 1 руб/кВтч) Термодинамическая эффективность ТН очевидна, т.к. на каждый затраченный кВт·ч электроэнергии можно в реальном компрессионном тепловом насосе получить 34 кВт·ч теплоты, причем экономия топлива, по сравнению с котельными, может составить от 4 до 6 кг у. т. на 1 ГДж вырабатываемого тепла.

Вместе с тем, получение финансовой выгоды, при сложившейся ситуации цен в России на электроэнергию и топливо, а также с учетом значительных капитальных и эксплуатационных затрат на ТН, вряд ли возможно из-за значительного срока окупаемости.

Литература 1. Тепловые и конструктивные расчёты холодильных машин. Под ред. И.А. Сакуна, – Л.: Машиностроение, 1987. –423 с.

2. Хрестоматия энергосбережения. В.Г. Лисиенко, Я.М. Щелоков, М.Г. : Справочное изд.

В 2-х книгах – М.: Теплоэнергетик, 2002.

3. Альтернативные системы теплоснабжения с использованием тепловых насосов. В.

Колпаков,: Энергосбережение, выпуск № 4, 1999.

4. Повышение эффективности системы централизованного теплоснабжения на основе применения технологии тепловых насосов. В.С. Славин, В.В. Данилов,. Энергосбережение и водоподготовка, № 2, 2000, с.5 14.





Похожие работы:

«ПРОГРАММА-МИНИМУМ кандидатского экзамена по специальности 01.03.01 Астрометрия и небесная механика по техническим и физико-математическим наукам Введение В основу данной программы положены следующие дисциплины: астрометрия, радиоастрономия, небесная механика и основы гравиметрии. Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по физике при участии Института астрономии РАН, ИПА РАН, ГАИШ и СПбГУ. 1. Системы координат 1.1....»

«Приложение 1 к приказу МАОУ лицей Синтон от 06.09.2013 года №271 I. Программы учебных предметов Список учебных программ. 2013-2014 учебный год Начальное общее образование Статус Предмет Составлена на основе программы Учебник Педагог программы 1 класс УМК Перспективная начальная школа Рабочая программа составлена на основе новых 1. Агаркова Н. Г., Агарков Ю. А. Смирнова Юлия Азбука. Учебник, 1 кл. Москва, Алексеевна Федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС) и следующих...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФГБОУ ВПО Тверской государственный университет Филологический факультет Кафедра истории русской литературы УТВЕРЖДАЮ Декан факультета _ 2013 г. Рабочая программа дисциплины Библиотековедение Для студентов IV курса Направление подготовки 032700.62 ФИЛОЛОГИЯ Профиль подготовки – Отечественная филология Квалификация (степень) Бакалавр Форма обучения Очная Обсуждено на заседании кафедры Составители: _ 2013 г. к.ф.н., доцент О.С. Карандашова Протокол № Зав....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ФГБОУ ВПО Уральская государственная архитектурно-художественная академия Утверждаю Проректор по научной работе М.В.Пучков _201_ г. Основная образовательная программа послевузовского профессионального образования по направлению 05.23.00 Архитектура специальностям 05.23.22 – Градостроительство, планировка сельских населённых пунктов...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине С2.Б.4 Биологическая химия (индекс и наименование дисциплины) Специальность 111801.65 Ветеринария Квалификация (степень) выпускника Ветеринарный врач Факультет Ветеринарной медицины Кафедра-разработчик Кафедра биотехнологии, биохимии и биофизики Ведущий Профессор Жолобова...»

«ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА ПРИ ПРИЕМЕ НА ПОДГОТОВКУ НАУЧНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ КАДРОВ В АСПИРАНТУРЕ. ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 14.01.01 – АКУШЕРСТВО И ГИНЕКОЛОГИЯ 1. Акушерство Современное учение об оплодотворении и развитии плодного яйца. Критические периоды эмбриогенеза и развития плода. Строение и основные функции плаценты, плодных оболочек и пуповины, околоплодные воды, их характер, состав и обмен. Влияние на эмбрион и плод повреждающих факторов внешней среды. Изменения в организме женщины во...»

«1 Рабочая программа профессионального модуля разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образования (далее – СПО) 060101 Лечебное дело. Организация-разработчик: ГАОУ СПО АО АМК Разработчик: Сажина Маргарита Борисовна, преподаватель первой квалификационной категории ГАОУ СПО АО Архангельский медицинский колледж. Рассмотрена и рекомендована к утверждению цикловой методической комиссией общих профессиональных дисциплин...»

«Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе БГТУ А.С. Федоренчик 17 апреля 2009 г. Регистрационный № УД-025 /р. Науки о Земле Учебная программа для специальности 1-57 01 01 Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов Факультет заочный Кафедра лесных культур и почвоведения Курс III Семестр V–VI Лекции 14 часов Контрольная работа VI семестр Практические занятия 4 часов Экзамен по курсу VI семестр...»

«Приложение 3: Рабочая программа обязательной дисциплины Иностранный язык ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПЯТИГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛИНГВИСТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Утверждаю Проректор по научной работе и развитию интеллектуального потенциала университета профессор З.А. Заврумов _2012 г. Аспирантура по специальности 23.00.04 Политические проблемы международных отношений, глобального и регионального развития отрасль науки:...»

«Н. Н. Гара Программы общеобразовательных учреждений ХИМИЯ ПРОГРАММА КУРСА ХИМИИ И ПРИМЕРНОЕ КАЛЕНДАРНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ 8—9 классы Москва Просвещение 2008 ПРОГРАММА КУРСА ХИМИИ для 8—9 классов общеобразовательных учреждений ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Настоящая программа раскрывает содержание обучения химии учащихся в 8—9 классах общеобразовательных учреждений. Она рассчитана на 140 ч/год (2 ч/нед.). В системе естественно-научного образования химия как учебный предмет занимает важное место в познании...»

«ФГБОУ ВПО СМОЛЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ, СПОРТА И ТУРИЗМА Отдел практики, профориентации и трудоустройства выпускников УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе к.психол.н., профессор Л.П. Грибкова _20г. Программа практики по специализации специальность 032101.65 – Физическая культура и спорт специальность – 032102.65 – Физическая культура для лиц с отклонениями в состоянии здоровья (адаптивная физическая культура) специальность – 032103.65 – Рекреация и...»

«НОУ ВПО ИНСТИТУТ ГОСУДАРСТВЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ, ПРАВА И ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОГРАММА вступительного экзамена по ИНОСТРАННОМУ ЯЗЫКУ для поступающих в аспирантуру по специальностям: 08.00.05 Экономика и управление народным хозяйством (экономика труда, менеджмент, управление инновациями) 22.00.06 Социология культуры 05.25.05 Информационные системы и процессы Москва 2013 ПРЕДИСЛОВИЕ Настоящая программа составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверской государственный университет Биологический факультет Кафедра Ботаники УТВЕРЖДАЮ Декан факультета _ 2013 г. Рабочая программа дисциплины Экология популяций и сообществ Для студентов IV курса Направление подготовки 020400.62 БИОЛОГИЯ Профиль подготовки – биоэкология Квалификация (степень) Бакалавр Форма обучения Очная Обсуждено на заседании кафедры...»

«ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Рабочая программа составлена на основе Федерального компонента государственного стандарта и примерной программы основного общего образования по физике. Рабочая программа рассчитана на 70 учебных часов из расчета 2 учебных часа в неделю. Результаты обучения (составлены в соответствии с требованиями к уровню подготовки выпускников основной школы). Программой предусмотрено проведение: Контрольных работ – 6 Практических работ – 7 Лабораторных работ – 5 Общая характеристика...»

«Бизнес-школа Группы правовых компаний ИНТЕЛЛЕКТ-С приглашает ЮРИДИЧЕСКИЙ БИЗНЕС В США. УПРАВЛЕНИЕ ЮРИДИЧЕСКОЙ ФИРМОЙ Стажировка для партнеров и руководителей юридических фирм, адвокатских образований, юридических департаментов 16 — 27 августа 2009 года Калифорния, Соединенные Штаты Америки Программа стажировки включает два образовательных блока: лекции профессоров ведущих юридических школ США, читающих курсы по экономике и менеджменту юридических фирм мастер-классы и свободное общение с...»

«II. Требования к вступительным испытаниям Требования к профильным вступительным испытаниям Исполнение творческой программы Искусство музыкально-инструментального исполнительства (по видам) Фортепиано. Специализация – Сольное исполнительство Исполнение сольной программы предполагает концертное выступление с программой объемом 30-35 минут, состоящей из произведений различных жанров и стилей значительной сложности. Уровень исполняемой программы должен соответствовать требованиям, предъявляемым к...»

«ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Калининградский государственный технический университет (ФГБОУ ВПО КГТУ) УТВЕРЖДАЮ Ректор _В.А. Волкогон от 2012 г. ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА по специальности 06.01.04 - Агрохимия Калининград 2012 14 Программа вступительного экзамена: Разработана к.с-х.н., доцентом кафедры агрономии Брысозовским И.И., к.б.н., доцентом кафедры агрономии...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (ФГБОУ ВПО ВГУ) УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой Финансового права (Сенцова М. В.) 02.09.2013 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Б2.В.ДВ.2.2 ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ НАЛОГОВОЙ ОТЧЕТНОСТИ 1. Шифр и наименование направления подготовки/специальности: 030900 Юриспруденция 2. Профиль подготовки/специализации: государственное право 3....»

«1 ФГАОУ ВПО Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова Центр взаимодействия с образовательными учреждениями ФДОП УЧЕБНЫЙ ПЛАН курса Работа с одаренными детьми и подростками в системе взаимодействия учреждений высшего и общего образования по гуманитарному профилю (Русский язык и литература) Цель курса: формирование и развитие профессиональной компетенции преподавателей и специалистов высшего и общего образования по выявлению и развитию одаренности у детей и подростков по...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УДК 32 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина Рецензент: Доцент кафедры политологии, истории и права Московского государственного университета природообустройства ЕМ. Кирюшин Составители: Васильев В.П., Пичужкин Н.А., Стрелецкий A.M. Под редакцией доктора исторических наук, профессора Минаева В.П. Основы...»








 
2014 www.av.disus.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.