Предимства и недостатъци
Преди всичко, предимствата на термопомпите включват ефективност: за да прехвърли 1 kWh топлинна енергия към отоплителната система, инсталацията трябва да изразходва само 0,2-0,35 kWh електроенергия. Тъй като преобразуването на топлинната енергия в електрическа енергия в големите електроцентрали се извършва с ефективност до 50%, ефективността на използването на гориво при използване на термопомпи се увеличава - тригенерация. Опростени изисквания към вентилационните системи и повишава нивото на пожарна безопасност. Всички системи работят с помощта на затворени контури и не изискват практически никакви експлоатационни разходи, освен цената на електроенергията, необходима за работа на оборудването.
Друго предимство на термопомпите е възможността за превключване от режим на отопление през зимата към режим на климатизация през лятото: просто вместо радиатори, вентилаторни конвектори или системи за „студен таван“ са свързани към външен колектор.
Термопомпата е надеждна, работата й се контролира от автоматизация. По време на работа системата не изисква специална поддръжка, възможните манипулации не изискват специални умения и са описани в инструкциите.
Важна характеристика на системата е нейният чисто индивидуален характер за всеки потребител, който се състои в оптимален избор на стабилен източник на нискокачествена енергия, изчисляване на коефициента на преобразуване, възвръщаемост и други неща.
Термопомпата е компактна (модулът й не надвишава размера на конвенционален хладилник) и е почти безшумен.
Въпреки че идеята, изразена от лорд Келвин през 1852 г., е реализирана четири години по-късно, термопомпите са приложени на практика едва през 30-те години на миналия век. До 2012 г. в Япония работят повече от 3,5 милиона единици, в Швеция около 500 000 къщи се отопляват с термопомпи от различни видове.
Недостатъците на геотермалните термопомпи, използвани за отопление, включват високата цена на инсталираното оборудване, необходимостта от сложна и скъпа инсталация на външни подземни или подводни топлообменни вериги. Недостатъкът на термопомпите с въздушен източник е по-ниската ефективност на преобразуване на топлината, свързана с ниската точка на кипене на хладилния агент във външния "въздушен" изпарител. Често срещан недостатък на термопомпите е относително ниската температура на нагрятата вода, в повечето случаи не повече от +50 °C ÷ +60 °C, като колкото по-висока е температурата на нагрятата вода, толкова по-ниска е ефективността и надеждността на топлинна помпа.
Топлоелектрически централи какво е това
Днес електроцентралите се използват за различни цели.
Например специалните електроцентрали, които работят с помощта на топлинна енергия, не са най-използваните в тази област, но имат голям брой експлоатационни предимства.
Такова оборудване генерира, предава и преобразува електричество, като го довежда до потребителя.
Въпреки тази функционалност, оборудването изисква внимателна диагностика и поддръжка. Това включва стандартни технически практики за безопасност, организация на управление и основна работа по поддръжката.
Общ изглед на оборудването
Дизайнът на електроцентралата е представен от набор от системи и ключови възли, които работят за производство на електроенергия чрез преобразуване на топлинна енергия в механична енергия.
Основният механизъм на такива станции е брутен електрически генератор. В допълнение към подвижния вал в дизайна е включена горивна камера, от която в крайна сметка се отделя топлина.
Важна забележка е, че този метод включва отделяне на газообразни вещества и пара.
Често това се отнася за станции, които се захранват чрез хидроложки комплекси. При такива комуникации налягането на парата се повишава, след което парата движи ротора на турбината на електроцентралата.
Така цялата енергия влиза във вала на двигателя и генерира електрически ток.
Струва си да се отбележи, че в този случай не се губи цялата топлинна енергия, но може да се използва например за отопление.
Принципи на работа на ТЕЦ
Един от основните работни моменти е напрежението, поради което станцията се захранва. Често комплексите са оборудвани с енергиен потенциал до хиляда волта. По принцип такива станции се използват на местно ниво за захранване на промишлени съоръжения.
Вторият тип включва комплекси, чийто потенциал е над хиляда волта и се използва за осигуряване на енергия на отделни райони, а понякога и градове. Тяхната задача е да трансформират и разпределят енергията.
Важен фактор е мощността, която варира от три до шест GW. Тези цифри зависят от вида гориво, използвано за изгаряне в горивната камера. Днес е разрешено използването на дизелово гориво, мазут, твърдо гориво и газ.
Изграждане на отоплителни мрежи
До известна степен електроцентралите са звено в огромна верига за отоплителна мрежа.
Заслужава да се отбележи обаче, че за разлика от подобни мрежи, използващи високоволтови линии, тук се използват топлинни мрежи.
Те служат за осигуряване на топла вода на станциите.
Такива линии предполагат използването на спирателни вентили с подходящ тип и размер, оборудвани с клапани и методи за управление на топлоносителя.
Освен това на практика се използва използването на паропроводи, включени в инфраструктурата на топлопроводите. Въпреки това, в такива случаи, за да се осигури правилната работа на инсталацията, е необходимо да се монтират системи за отстраняване на кондензат.
Автоматични системи за управление
В съвременния свят механичната работа постепенно се заменя с помощта на автоматизирано управление. С помощта на специален контролер служителят следи правилния работен поток на станционните блокове, без да се разсейва от функциите на диспечера.
По този начин работата на термоблоковете се контролира от специални сензори, а системата записва данните и ги предава на контролния панел. След събиране на информация от сензори, системата анализира и коригира работните параметри на електроцентралите.
Правила за поддръжка на електроцентрали
Най-важният момент в отличната работа на станцията е поддържането на комуникациите в изправно състояние.
Инженерите тестват работата на отделните компоненти на инсталацията, след което се извършва цялостна системна диагностика.
Специалисти тестват електронните и механичните компоненти на корпуса.
Има планови и периодични проверки за дефекти, разрушения и конструктивни
В същото време работата не се нарушава и материалите на тялото не се деформират, което е важно за изграждането на енергия.
След идентифициране и елиминиране на центровете на неизправности, контролът се извършва от сензори и аналитична система под наблюдението на оператора.
Резултати
Използването на такива системи предполага постигане на максимална производителност в областта на енергоснабдяването.
Това се постига чрез повишаване на квалификацията на служителите, подобряване и автоматизиране на работния процес, както и инсталиране на съвременно оборудване.
Въпреки това, поради високите разходи, ръководството се опитва да се придържа към стандартни конфигурации и методи за контрол при управлението на електроцентралите.
Основните видове термопомпи са
вода-вода, въздух-въздух, почва-вода, въздух-вода, вода-въздух, почва-въздух.
Както можете да видите, могат да излязат естествени източници на топлина с нисък потенциал - топлината на почвата, подпочвените води и външния въздух, а директно циркулиращата охлаждаща течност в системата може да бъде както вода (разсол), така и въздух.
почвата като източник на топлина
Температурата на почвата от дълбочина 5-6 метра е практически съизмерима със средната годишна температура на външния въздух. Поради факта, че температурата на почвата е стабилна през всичките 12 месеца на годината, възниква необходимата температурна разлика за най-продуктивната работа на HP през зимата - за отопление, а през лятото - за охлаждане. Необходимата земна енергия се поема от земен колектор, разположен в земята и се натрупва в самата охлаждаща течност, след което охлаждащата течност влиза в изпарителя HP и циркулационният кръг се повтаря, след следващото отвеждане на топлината. Като такава охлаждаща течност се използва антифриз.
Обикновено водата се смесва с пропилей гликол за употреба, възможно е и с етилен гликол. Видовете термопомпи "земя-вода" или "земя-въздух" се разделят на вертикални и хоризонтални, в зависимост от местоположението на заземяващия кръг в земята. Ако системите са направени правилно, те са надеждни и имат дълъг експлоатационен живот. Също така, ефективността на вертикалната и хоризонталната HP остава висока, независимо от времето на годината.
 |
 |
| Хоризонтална почвена сонда | Вертикална заземителна сонда |
Недостатъци на вертикалните заземяващи сонди:
- необходимостта от голяма технологична площ; - появата на въздушни торбички в кладенеца поради неквалифицирано полагане, което значително влошава отвеждането на топлината от земята; - невъзможността за реконструкция.
Недостатъци на хоризонталните земни сонди:
- изискват високи експлоатационни разходи; - невъзможността за използване на пасивно охлаждане; - обемни земни работи; - техническата възможност за монтаж на конструкции е ограничена от допълнителни изисквания.
Водата като източник на топлина
Използването на този вид топлина е доста разнообразно. HP "вода-вода" и "вода-въздух" позволяват използването на подземни води, като артезиански, термални, подземни води. Широко се използва и като източник на топлина – резервоари, езера, отпадни води и т. н. Колкото по-ниско е разположена тръбата във водния стълб, през който се пренася топлината, толкова по-стабилна, надеждна и продуктивна е работата на КВ.
Предимства на термопомпите вода-вода, вода-въздух:
- отличен коефициент на преобразуване на COP поради стабилна температура на източника (температурата на подземните води е около 6-7 °C през цялата година); - системите заемат малки технологични площи; - експлоатационен живот 30-40 години; - минимални експлоатационни разходи; - възможност за приложение големи капацитети.
Недостатъци на термопомпите вода-вода, вода-въздух:
- приложимото е ограничено от териториалност, поради липса на източник или в градски условия; - необходими са високи изисквания за дебита на захранващия кладенец; - при повишаване на температурата на водата е необходимо да се провери антикорозионната защита и съдържанието на манган и желязо.
Въздухът като източник на топлина
HP въздух-вода или въздух-въздух най-често се използват за двувалентни или моноенергийни отоплителни системи и осигуряване на топла вода.
Предимства на термопомпите въздух-въздух и въздух-вода:
- простота на проектиране, монтаж и експлоатация; - възможност за използване във всяка климатична зона; - най-ниска цена и период на изплащане в сравнение с HP на други източници на топлина;
Недостатъци на термопомпите (HP) "въздух-въздух", "въздух-вода":
- влошаване на коефициента на ефективност поради промени в температурата на околната среда; - ниска производителност на системата при температури под 0 ° C, което предполага необходимост от допълнителен източник на топлина за отоплителния период.
Топлинни двигатели с външно горене
- един.Двигателят на Стърлинг е термичен апарат, в който газообразен или течен работен флуид се движи в затворено пространство. Това устройство се основава на периодично охлаждане и нагряване на работния флуид. В този случай се извлича енергия, което се получава при промяна на обема на работния флуид. Двигателят на Стърлинг може да работи на всеки източник на топлина.
- 2. Парни машини. Основното им предимство е простотата и отличните качества на сцепление, които не се влияят от скоростта на работа. В този случай можете да направите без скоростна кутия. По този начин парната машина се различава към по-добро от двигателя с вътрешно горене, която произвежда недостатъчно количество мощност при ниски обороти. Поради тази причина парната машина е удобна за използване като тягов двигател. Недостатъци: ниска ефективност, ниска скорост, постоянен разход на вода и гориво, голямо тегло. Преди това парните машини бяха единственият двигател. Но те изискваха много гориво и замръзваха през зимата. След това те постепенно бяха заменени от електрически двигатели, двигатели с вътрешно горене, парни турбини и газови, които са компактни, по-висока ефективност, гъвкавост и ефективност.
Приемане на топлоинсталации от ремонт
При приемане на оборудване от ремонт се извършва оценка на качеството на ремонта, която включва оценка на: качеството на ремонтираната техника; качеството на извършените ремонти.
Оценките за качество се задават:
- предварително - след приключване на изпитване на отделни елементи на ТЕЦ и като цяло;
- накрая - въз основа на резултатите от ежемесечна контролирана операция, по време на която оборудването трябва да се тества във всички режими, да се извършат тестове и настройка на всички системи.
Работи, извършени при основен ремонт на ТЕЦ, се приемат съгласно акта. Свидетелството за приемане се придружава от цялата техническа документация за извършения ремонт (скици, междинни приемо-предавателни актове за отделни възли и протоколи от междинни изпитвания, документация за изработка и др.).
Удостоверенията за приемане на ремонт с всички документи се съхраняват постоянно заедно с листовете с технически данни на инсталациите. Всички промени, установени и направени по време на ремонта, се вписват в листовете с технически данни на инсталациите, диаграмите и чертежите.
История
Концепцията за термопомпи е разработена през далечната 1852 г. от изключителния британски физик и инженер Уилям Томсън (лорд Келвин) и допълнително подобрена и детайлизирана от австрийския инженер Петер Ритер фон Ритингер. Петер Ритер фон Ритингер се счита за изобретател на термопомпата, като е проектирал и инсталирал първата известна термопомпа през 1855 г. Но практическото приложение на термопомпата придобива много по-късно, или по-скоро през 40-те години на XX век, когато изобретателят-ентусиаст Робърт Вебер (Робърт Си Уебър) експериментира с фризера. Един ден Вебер случайно докосна гореща тръба на изхода на камерата и разбра, че топлината просто е изхвърлена. Изобретателят помислил как да използва тази топлина и решил да постави тръба в котел за загряване на вода. В резултат на това Вебер предостави на семейството си количество топла вода, което те не могат да използват физически, докато част от топлината от нагрятата вода се отделя във въздуха. Това го накара да мисли, че и водата, и въздухът могат да се нагряват едновременно от един източник на топлина, така че Вебер подобри изобретението си и започна да задвижва гореща вода по спирала (през намотка) и да използва малък вентилатор за разпределение на топлината наоколо. къщата, за да я отоплява. С течение на времето именно Вебер има идеята да „изпомпва“ топлината от земята, където температурата не се променя много през годината. Той постави в земята медни тръби, по които циркулира фреон, който "събира" топлината на земята.Газът кондензира, изпуска топлината си в къщата и отново преминава през серпентината, за да вземе следващата порция топлина. Въздухът се задвижва от вентилатор и циркулира из цялата къща. На следващата година Вебер продаде старата си печка на въглища.
През 40-те години на миналия век термопомпата е известна с изключителната си ефективност, но реалната нужда от нея възниква след петролната криза през 1973 г., когато въпреки ниските цени на енергията се появява интерес към енергоспестяването.
Надписи за слайдове
слайд 1
Презентация Видове топлинни двигатели Изпълнено от: студентка от група 14К1 Полина Коженова
слайд 2
Топлинни двигатели Парна машина Газова, парна турбина Реактивен двигател ICE Видове топлинни двигатели
слайд 3
Топлинните двигатели реализират в работата си преобразуването на един вид енергия в друг. По този начин машините са устройства, които служат за преобразуване на един вид енергия в друг. Преобразувайте вътрешната енергия в механична енергия. Вътрешната енергия на топлинните двигатели се формира от енергията на горивото
слайд 4
Парната машина е топлинен двигател с външно горене, който преобразува енергията на нагрятата пара в механична работа на възвратно-постъпателното движение на буталото и след това във въртеливото движение на вала. В по-широк смисъл парната машина е двигател с външно горене, който преобразува парната енергия в механична работа.
слайд 5
Двигателят с вътрешно горене е вид двигател, топлинен двигател, при който химическата енергия на горивото, което гори в работната зона, се превръща в механична работа. Въпреки факта, че двигателите с вътрешно горене са относително несъвършен вид топлинни двигатели, те са много разпространени, например в транспорта. Въпреки факта, че двигателите с вътрешно горене са относително несъвършен вид топлинни двигатели, те са много разпространени, например в транспорта.
слайд 6
Газова турбина е непрекъснат топлинен двигател, в лопатковия апарат на който енергията на компресирания и нагрят газ се преобразува в механична работа върху вала. Състои се от компресор, свързан директно към турбината, и горивна камера между тях.
Слайд 7
Парната турбина е непрекъснат топлинен двигател, в лопатковия апарат на който потенциалната енергия на компресираната и нагрята водна пара се преобразува в кинетична енергия, която от своя страна извършва механична работа върху вала.
Слайд 8
Реактивният двигател създава силата на сцепление, необходима за движение, като преобразува първоначалната енергия в кинетичната енергия на струйната струя на работния флуид. Работната течност изтича от двигателя с висока скорост и в съответствие със закона за запазване на инерцията се образува реактивна сила, която тласка двигателя в обратна посока.
Слайд 9
Разнообразието от видове топлинни двигатели показва само разликата в дизайна и принципите на преобразуване на енергия. Общото за всички топлинни двигатели е, че те първоначално увеличават вътрешната си енергия поради изгарянето на гориво, последвано от преобразуване на вътрешната енергия в механична енергия.
Определение за термопомпа
Термопомпата (HP) е едно от термотрансформаторните устройства, които осигуряват топлина от едно тяло на друго, които имат различни температури. Термичните трансформатори могат да бъдат повишаващи, ако са проектирани да пренасят топлина към тела с ниска температура, и понижаващи, ако се използват за пренос на топлина към тела с висока температура.
Дълго време термопомпата остава термодинамична загадка, въпреки че принципът на нейната работа следва от трудовете на Карно, по-специално описанието на цикъла на Карно, публикувано в дисертацията му още през 1824 г. Практична термопомпена система , наречен топлинен множител, е предложен през 1852 г. от лорд Келвин, който показва как може ефективно да се използва за целите на отоплението.
Термопомпата пренася вътрешна енергия от енергиен носител с ниска температура към енергиен носител с по-висока температура. Тъй като, в съответствие с втория закон на термодинамиката, топлинната енергия може да премине само от високо температурно ниво към ниско без никакво външно влияние, е необходимо да се използва енергията на задвижване за изпълнение на цикъла на термопомпата. Следователно процесът на пренос на енергия в посока, противоположна на естествената температурна разлика, се извършва в кръгов цикъл.
Основната цел на тези инсталации е да използват топлината на източник с нисък потенциал, като околната среда. За осъществяване на термопомпения процес е необходима необходимата консумация на външна енергия от всякакъв вид: механична, химична, кинетична, електрическа и др.
В момента има три вида термопомпи, които се използват основно:
• компресия за топлоснабдяване на индивидуални къщи, както и за топлоснабдяване на отделни промишлени цехове или инсталации;
• абсорбция за топлоснабдяване на сгради и промишлени цехове;
• термоелектрически за отопление на индивидуални помещения или малки къщи.
Наричат се енергийните носители, захранвани с топлинна енергия при ниска температура за осъществяване на цикъла на термопомпата източници топлина. Те отделят топлинна енергия чрез пренос на топлина, конвекция и/или радиация. Наричат се енергийни носители, които възприемат топлинна енергия с повишен потенциал в цикъла на термопомпата приемници топлина. Те възприемат топлинната енергия чрез пренос на топлина, конвекция и (или) радиация.
Като цяло може да се предложи следното определение: термопомпата е устройство, което възприема топлинния поток при ниска температура (от студената страна), както и енергията, необходима за задвижване и двата енергийни потока при повишена (в сравнение със студената страна) температура под формата на топлинен поток.
Тази дефиниция е валидна за компресионни термопомпи, както и абсорбционни и термоелектрични агрегати, използващи ефекта на Пелтие.
Капацитет на отопление (топлинна мощност) на парна компресия HP се състои от два компонента: топлината, получена от випарувача от източник на топлина (т.нар. охлаждащ капацитет и задвижваща мощност R, с помощта на което входящата топлинна енергия се повишава до по-високо температурно ниво.
В абсорбционната HP механичният компресор беше заменен с термохимичен, под формата на допълнителна верига за циркулация на разтвора с генератор (котел) и абсорбатор. Вместо енергията на електрическото задвижване, подадена на електрическо задвижвана компресионна термопомпа, топлинната енергия се подава към генератора. И за двата процеса обаче се използва енергиен източник под формата на отпадна топлина или енергия от околната среда с помощта на изпарител.
Обикновено в процеса на преобразуване на енергията на околната среда е последният етап от процеса. Енергията, освободена при изгарянето на твърдо гориво или в ядрени реактори, претърпява голям брой трансформации, докато придобие необходимата за потребителите форма, използва се напълно и накрая почти винаги преминава в околната среда. Термопомпите изискват съвсем различен теоретичен подход. Тук, в началото на процеса, енергията на околната среда се използва и като източник на топлина в допълнение към енергията на задвижване.
Видове ремонти на каросерийни инсталации.
Основните видове ремонти на топлоелектрически централи и отоплителни мрежи са капиталови и текущи. Обхватът на поддръжката и ремонта се определя от необходимостта от поддържане в изправно, експлоатационно състояние и периодично възстановяване на топлоелектрическите централи, като се отчита действителното им технологично състояние.
Основният ремонт е ремонт, извършен за възстановяване на технико-икономическите характеристики на обект до стойности, близки до проектните стойности, със замяна или възстановяване на всякакви компоненти.
Приемането на топлоелектрически централи от основен ремонт се извършва от работна комисия, назначена с административния документ за организацията.
Годишен план за ремонт. За всички видове топлоелектрически централи е необходимо да се изготвят годишни (сезонни и месечни) графици за ремонт. Годишните планове за ремонт се одобряват от ръководителя на организацията. Плановете предвиждат изчисляване на сложността на ремонта, неговата продължителност (престой при ремонти), необходимостта от персонал, както и от материали, компоненти и резервни части и се създава техния консуматив и авариен запас.
Текущият ремонт на топлинни инсталации е ремонт, извършен за поддържане на технико-икономическите характеристики на обект в определените граници със замяна и/или възстановяване на отделни износващи се части и части. Приемането от текущия ремонт се извършва от лица, отговорни за ремонта, доброто състояние и безопасната експлоатация на ТЕЦ.
Честотата и продължителността на всички видове ремонти се определят от нормативни и технически документи за ремонт на този тип топлоелектрически централи.
