Výhody a nevýhody
Mezi výhody tepelných čerpadel patří především účinnost: k přenosu 1 kWh tepelné energie do topného systému potřebuje instalace pouze 0,2-0,35 kWh elektrické energie. Jelikož u velkých elektráren dochází k přeměně tepelné energie na elektrickou energii s účinností až 50 %, zvyšuje se účinnost využití paliva při použití tepelných čerpadel – trigenerace. Zjednodušené požadavky na ventilační systémy a zvýšení úrovně požární bezpečnosti. Všechny systémy pracují pomocí uzavřených smyček a nevyžadují prakticky žádné provozní náklady, kromě nákladů na elektřinu potřebnou k provozu zařízení.
Další výhodou tepelných čerpadel je možnost přepnutí z režimu vytápění v zimě do režimu klimatizace v létě: pouze místo radiátorů jsou fancoily nebo systémy „studeného stropu“ připojeny k externímu kolektoru.
Tepelné čerpadlo je spolehlivé, jeho provoz je řízen automatizací. Během provozu systém nevyžaduje zvláštní údržbu, případné manipulace nevyžadují speciální dovednosti a jsou popsány v návodu.
Důležitou vlastností systému je jeho čistě individuální charakter pro každého spotřebitele, který spočívá v optimální volbě stabilního zdroje nekvalitní energie, výpočtu přepočítacího koeficientu, návratnosti a dalších.
Tepelné čerpadlo je kompaktní (jeho modul nepřesahuje velikost běžné chladničky) a je téměř tiché.
Přestože myšlenka vyslovená lordem Kelvinem v roce 1852 byla realizována o čtyři roky později, tepelná čerpadla byla uvedena do praxe až ve 30. letech 20. století. Do roku 2012 je v Japonsku v provozu více než 3,5 milionu jednotek, ve Švédsku je tepelnými čerpadly různých typů vytápěno asi 500 000 domů.
Mezi nevýhody geotermálních tepelných čerpadel používaných k vytápění patří vysoká cena instalovaného zařízení, nutnost složité a nákladné instalace vnějších podzemních nebo podvodních teplosměnných okruhů. Nevýhodou vzduchových tepelných čerpadel je nižší účinnost přeměny tepla spojená s nízkým bodem varu chladiva v externím „vzduchovém“ výparníku. Společnou nevýhodou tepelných čerpadel je relativně nízká teplota ohřívané vody, ve většině případů ne více než +50 °C ÷ +60 °C, a čím vyšší je teplota ohřívané vody, tím nižší je účinnost a spolehlivost tepelného čerpadla. tepelné čerpadlo.
Tepelné elektrárny co to je
Dnes se elektrárny používají k různým účelům.
Například speciální elektrárny, které pracují s pomocí tepelné energie, nejsou v této oblasti nejpoužívanější, ale mají velké množství provozních výhod.
Takové zařízení vyrábí, přenáší a přeměňuje elektřinu a přivádí ji ke spotřebiteli.
I přes tuto funkčnost zařízení vyžaduje pečlivou diagnostiku a údržbu. To zahrnuje standardní postupy technické bezpečnosti, organizaci řízení a hlavní údržbářské práce.
Celkový pohled na zařízení
Návrh elektrárny představuje soubor systémů a klíčových jednotek, které pracují na výrobě elektřiny přeměnou tepelné energie na mechanickou energii.
Hlavním mechanismem na takových stanicích je hrubý elektrický generátor. Kromě pohyblivé hřídele je v konstrukci zahrnuta spalovací komora, ze které se případně uvolňuje teplo.
Důležitá poznámka je, že tato metoda zahrnuje uvolňování plynných látek a páry.
Často se to týká stanic, které jsou napájeny přes hydrologické komplexy. V takových komunikacích stoupá tlak páry, načež pára pohybuje rotorem turbíny elektrárny.
Veškerá energie tak vstupuje na hřídel motoru a generuje elektrický proud.
Stojí za zmínku, že ne veškerá tepelná energie je v tomto případě ztracena, ale může být použita například pro vytápění.
Principy provozu tepelných elektráren
Jedním z hlavních pracovních momentů je napětí, díky kterému je stanice napájena. Často jsou komplexy vybaveny energetickým potenciálem až tisíc voltů. V zásadě se takové stanice lokálně používají k zásobování průmyslových zařízení.
Druhý typ zahrnuje komplexy, jejichž potenciál je přes tisíc voltů a slouží k zásobování energií jednotlivých oblastí, někdy i měst. Jejich úkolem je transformovat a distribuovat energii.
Důležitým faktorem je výkon, který se pohybuje od tří do šesti GW. Tyto hodnoty závisí na typu paliva použitého pro spalování ve spalovací komoře. Dnes je povoleno používat motorovou naftu, topný olej, pevná paliva a plyn.
Výstavba tepelných sítí
Elektrárny jsou do jisté míry články v obrovském řetězci tepelné sítě.
Je však třeba poznamenat, že na rozdíl od podobných sítí využívajících vedení vysokého napětí se zde používají rozvody tepla.
Slouží k zásobování stanic teplou vodou.
Taková potrubí vyžadují použití uzavíracích ventilů vhodného typu a velikosti, vybavených ventily a způsoby ovládání nosiče tepla.
Kromě toho se v praxi využívá využití parovodů zařazených do infrastruktury tepelných rozvodů. V takových případech je však pro zajištění správného provozu zařízení nutné nainstalovat systémy pro odvod kondenzátu.
Automatické řídicí systémy
V moderním světě je mechanická práce postupně nahrazována pomocí automatizačního řízení. Zaměstnanec pomocí speciálního ovladače hlídá správný průběh práce staničních bloků, aniž by byl vyrušován z funkcí dispečera.
Provoz tepelných bloků je tedy řízen speciálními senzory a systém zaznamenává data a předává je ústředně. Po sběru informací ze senzorů systém analyzuje a koriguje provozní parametry elektráren.
Pravidla pro údržbu elektráren
Nejdůležitějším bodem vynikajícího provozu stanice je udržování komunikací v řádném stavu.
Inženýři testují výkon jednotlivých komponent instalace, poté je provedena komplexní diagnostika systému.
Specialisté testují elektronické a mechanické součásti skříně.
Probíhají pravidelné a pravidelné kontroly na vady, zničení a strukturální
Zároveň nedochází k narušování práce a nedochází k deformaci materiálů karoserie, což je pro energetickou stavbu důležité.
Po identifikaci a odstranění center poruch je kontrola prováděna senzory a analytickým systémem pod dohledem operátora.
Výsledek
Použití takových systémů znamená dosažení maximální produktivity v oblasti dodávek energie.
Toho je dosaženo zlepšováním dovedností zaměstnanců, zlepšováním a automatizací pracovního procesu a také instalací moderního vybavení.
Vzhledem k vysokým nákladům se však management snaží při řízení elektráren dodržovat standardní konfigurace a způsoby řízení.
Hlavní typy tepelných čerpadel jsou
voda-voda, vzduch-vzduch, půda-voda, vzduch-voda, voda-vzduch, půda-vzduch.
Jak vidíte, mohou vycházet přírodní zdroje nízkopotenciálního tepla - teplo půdy, podzemní vody a venkovního vzduchu a přímo cirkulujícím chladivem v systému může být voda (solanka) i vzduch.
půda jako zdroj tepla
Teplota půdy z hloubky 5-6 metrů je prakticky úměrná průměrné roční teplotě venkovního vzduchu. Vzhledem k tomu, že teplota půdy je stabilní po celých 12 měsíců v roce, vzniká nutný teplotní rozdíl pro nejproduktivnější provoz TČ v zimě - pro vytápění a v létě - pro chlazení. Potřebnou zemní energii odebírá zemní kolektor umístěný v zemi a akumuluje se v samotném chladivu, poté se chladivo dostává do výparníku VT a cirkulační okruh se po dalším odvodu tepla opakuje. Jako takové chladivo se používá nemrznoucí kapalina.
Obvykle se pro použití míchá voda s propylenglykolem, je možné i s ethylenglykolem. Typy tepelných čerpadel „země-voda“ nebo „země-vzduch“ se v závislosti na umístění zemního okruhu v zemi dělí na vertikální a horizontální. Pokud jsou systémy správně vyrobeny, jsou spolehlivé a mají dlouhou životnost. Také účinnost vertikálního a horizontálního HP zůstává vysoká bez ohledu na roční období.
 |
 |
| Horizontální půdní sonda | Vertikální zemní sonda |
Nevýhody vertikálních zemních sond:
- nutnost velkého technologického prostoru - výskyt vzduchových vaků ve studni v důsledku neodborné pokládky, které výrazně zhoršují odvod tepla ze země - nemožnost rekonstrukce.
Nevýhody horizontálních zemních sond:
- vyžadují vysoké provozní náklady - nemožnost použití pasivního chlazení - objemové zemní práce - technická proveditelnost montáže konstrukcí je omezena dodatečnými požadavky.
Voda jako zdroj tepla
Využití tohoto druhu tepla je dosti rozmanité. HP „voda-voda“ a „voda-vzduch“ umožňují využití podzemních vod, jako jsou artézské, termální, podzemní vody. Hojně se využívá i jako zdroj tepla - zásobníky, jezera, odpadní vody atd. Čím níže je potrubí umístěno ve vodním sloupci, kterým se teplo přenáší, tím je provoz TČ stabilnější, spolehlivější a produktivnější.
Výhody tepelných čerpadel voda-voda, voda-vzduch:
- výborný konverzní koeficient COP díky stabilní teplotě zdroje (teplota podzemní vody je celoročně kolem 6-7 °C); - systémy zabírají malé technologické plochy; - životnost 30-40 let; - minimální provozní náklady; - možnost aplikace velké kapacity.
Nevýhody tepelných čerpadel voda-voda, voda-vzduch:
- použitelné je omezeno teritoriálně, z důvodu nedostatku zdroje nebo v městských podmínkách; - jsou potřeba vysoké požadavky na debetní zásobovací studnu; - při zvýšení teploty vody je nutné zkontrolovat antikorozní ochranu a obsah manganu a železa.
Vzduch jako zdroj tepla
HP vzduch-voda nebo vzduch-vzduch se nejčastěji používají pro bivalentní nebo monoenergetické topné systémy a zásobování teplou vodou.
Výhody tepelných čerpadel vzduch-vzduch a vzduch-voda:
- jednoduchost návrhu, instalace a provozu - možnost použití v jakémkoli klimatickém pásmu - nejnižší náklady a doba návratnosti ve srovnání s TČ jiných zdrojů tepla;
Nevýhody tepelných čerpadel (TČ) "vzduch-vzduch", "vzduch-voda":
- zhoršení součinitele účinnosti vlivem změn okolní teploty, - nízký výkon systému při teplotách pod 0 °C, z čehož vyplývá potřeba dodatečného zdroje tepla na topné období.
Tepelné motory s vnějším spalováním
- jeden.Stirlingův motor je tepelné zařízení, ve kterém se plynná nebo kapalná pracovní tekutina pohybuje v uzavřeném prostoru. Toto zařízení je založeno na periodickém chlazení a ohřevu pracovní tekutiny. V tomto případě dochází k extrakci energie, ke které dochází při změně objemu pracovní tekutiny. Stirlingův motor může běžet na jakémkoli zdroji tepla.
- 2. Parní stroje. Jejich hlavní výhodou je jednoduchost a vynikající trakční vlastnosti, na které nemá vliv rychlost práce. V tomto případě se obejdete bez převodovky. Tím se parní stroj k lepšímu liší od spalovacího motoru, který v nízkých otáčkách produkuje nedostatečné množství výkonu. Z tohoto důvodu je vhodné použít parní stroj jako trakční motor. Nevýhody: nízká účinnost, nízké otáčky, stálá spotřeba vody a paliva, vysoká hmotnost. Dříve byly jediným motorem parní stroje. Spotřebovaly ale hodně paliva a v zimě zamrzly. Poté je postupně nahradily elektromotory, spalovací motory, parní turbíny a plynové, které jsou kompaktní, vyšší účinnost, univerzálnost a účinnost.
Převzetí tepelných zařízení z opravy
Při přebírání zařízení z oprav se provádí posouzení kvality opravy, které zahrnuje posouzení: kvality opravovaného zařízení; kvalitu provedených oprav.
Hodnocení kvality je nastaveno:
- předběžné - po dokončení testování jednotlivých prvků tepelné elektrárny a jako celku;
- konečně - na základě výsledků měsíčního řízeného provozu, během kterého by mělo být zařízení testováno ve všech režimech, by měly být provedeny testy a seřízení všech systémů.
Práce prováděné při generálních opravách tepelných elektráren jsou přijímány podle zákona. K přejímacímu certifikátu je přiložena veškerá technická dokumentace k provedené opravě (nákresy, průběžné přejímací listy jednotlivých jednotek a průběžné zkušební protokoly, dokumentace skutečného stavu atd.).
Certifikáty o převzetí oprav se všemi dokumenty jsou trvale uloženy společně s technickými listy zařízení. Všechny změny zjištěné a provedené během opravy jsou zaneseny do technických listů instalací, schémat a výkresů.
Příběh
Koncept tepelných čerpadel byl vyvinut již v roce 1852 vynikajícím britským fyzikem a inženýrem Williamem Thomsonem (Lord Kelvin) a dále vylepšen a podrobně zpracován rakouským inženýrem Peterem Ritterem von Rittingerem. Peter Ritter von Rittinger je považován za vynálezce tepelného čerpadla, který navrhl a nainstaloval první známé tepelné čerpadlo v roce 1855. Ale praktické využití tepelného čerpadla nabylo mnohem později, nebo spíše ve 40. letech XX. století, kdy vynálezce-nadšenec Robert Weber (Robert C Webber) experimentoval s mrazákem. Jednoho dne se Weber náhodou dotkl horké trubky na výstupu z komory a uvědomil si, že teplo bylo jednoduše vyhozeno ven. Vynálezce přemýšlel o tom, jak toto teplo využít, a rozhodl se vložit do kotle potrubí na ohřev vody. V důsledku toho Weber poskytoval své rodině množství horké vody, kterou nemohla fyzicky využít, zatímco část tepla z ohřáté vody se uvolňovala do vzduchu. To ho přimělo k myšlence, že vodu i vzduch lze ohřívat z jednoho zdroje tepla současně, a tak Weber svůj vynález zdokonalil a začal pohánět horkou vodu ve spirále (přes spirálu) a pomocí malého ventilátoru rozvádět teplo po okolí. dům, aby ho vytopil. Postupem času to byl Weber, kdo dostal nápad „odčerpat“ teplo ze země, kde se teplota během roku příliš neměnila. Do země umístil měděné trubky, kterými koloval freon, který „sbíral“ teplo země.Plyn zkondenzoval, odevzdal své teplo v domě a znovu prošel spirálou, aby nabral další část tepla. Vzduch byl uváděn do pohybu ventilátorem a cirkuloval po celém domě. Následující rok Weber prodal svá stará kamna na uhlí.
Ve 40. letech 20. století bylo tepelné čerpadlo známé svou extrémní účinností, ale skutečná potřeba ho vyvstala po ropné krizi v roce 1973, kdy i přes nízké ceny energií byl zájem o úspory energie.
Popisky pro snímky
snímek 1
Prezentace Typy tepelných strojů Vyplnil: studentka skupiny 14K1 Polina Koženova
snímek 2
Tepelné motory Parní stroj Plynová, parní turbína Proudový motor ICE Druhy tepelných motorů
snímek 3
Tepelné motory při své práci realizují přeměnu jednoho druhu energie na jiný. Stroje jsou tedy zařízení, která slouží k přeměně jednoho druhu energie na jiný. Přeměňte vnitřní energii na mechanickou energii. Vnitřní energie tepelných motorů vzniká díky energii paliva
snímek 4
Parní stroj je tepelný motor s vnějším spalováním, který přeměňuje energii ohřáté páry na mechanickou práci vratného pohybu pístu a poté na rotační pohyb hřídele. V širším slova smyslu je parní stroj motor s vnějším spalováním, který přeměňuje energii páry na mechanickou práci.
snímek 5
Spalovací motor je druh motoru, tepelného motoru, ve kterém se chemická energie paliva, které hoří v pracovní oblasti, přeměňuje na mechanickou práci. I přesto, že spalovací motory jsou poměrně nedokonalým typem tepelných motorů, jsou velmi rozšířené například v dopravě. I přesto, že spalovací motory jsou poměrně nedokonalým typem tepelných motorů, jsou velmi rozšířené například v dopravě.
snímek 6
Plynová turbína je kontinuální tepelný motor, v jehož lopatkovém aparátu se přeměňuje energie stlačeného a ohřátého plynu na mechanickou práci na hřídeli. Skládá se z kompresoru připojeného přímo k turbíně a spalovací komory mezi nimi.
Snímek 7
Parní turbína je kontinuální tepelný stroj, v jehož lopatkovém aparátu se potenciální energie stlačené a ohřáté vodní páry přeměňuje na kinetickou energii, která zase vykonává mechanickou práci na hřídeli.
Snímek 8
Proudový motor vytváří tažnou sílu potřebnou pro pohyb přeměnou počáteční energie na kinetickou energii tryskového proudu pracovní tekutiny. Pracovní tekutina vytéká z motoru vysokou rychlostí a v souladu se zákonem zachování hybnosti vzniká reaktivní síla, která tlačí motor opačným směrem.
Snímek 9
Různorodost typů tepelných motorů ukazuje pouze na rozdílnost konstrukce a principů přeměny energie. Společné pro všechny tepelné motory je, že zpočátku zvyšují svou vnitřní energii spalováním paliva, po kterém následuje přeměna vnitřní energie na energii mechanickou.
Definice tepelného čerpadla
Tepelné čerpadlo (TČ) je jedním z termotransformátorových zařízení, která poskytují teplo z jednoho tělesa do druhého, které mají různé teploty. Tepelné transformátory mohou být stupňovité, pokud jsou určeny k přenosu tepla na tělesa s nízkou teplotou, a stupňovité, pokud se používají k přenosu tepla tělesům s vysokou teplotou.
Tepelné čerpadlo zůstávalo dlouhou dobu termodynamickou záhadou, i když princip jeho činnosti vyplývá z Carnotových děl, zejména z popisu Carnotova cyklu, publikovaného v jeho disertační práci již v roce 1824. Praktický systém tepelného čerpadla , nazývaný tepelný multiplikátor, byl navržen v roce 1852 lordem Kelvinem, který ukázal, jak lze efektivně využít pro účely vytápění.
Tepelné čerpadlo přenáší vnitřní energii z nosiče energie s nízkou teplotou na nosič energie s vyšší teplotou. Protože v souladu s druhým termodynamickým zákonem může tepelná energie přecházet pouze z vysoké teploty na nízkou bez jakéhokoli vnějšího vlivu, je nutné použít energii pohonu k realizaci cyklu tepelného čerpadla. Proto se proces přenosu energie ve směru opačném k přirozenému teplotnímu rozdílu provádí v kruhovém cyklu.
Hlavním účelem těchto instalací je využití tepla z nízkopotenciálního zdroje, jakým je životní prostředí. Pro realizaci procesu tepelného čerpadla je nezbytná spotřeba externí energie jakéhokoli druhu: mechanické, chemické, kinetické, elektrické atd.
V současné době se používají především tři typy tepelných čerpadel:
• komprimace pro zásobování teplem jednotlivých domů i pro zásobování teplem jednotlivých průmyslových dílen nebo instalací;
• absorpce pro zásobování teplem budov a průmyslových provozů;
• termoelektrické pro vytápění jednotlivých prostor nebo malých domů.
Nazývají se nosiče energie dodávané s tepelnou energií o nízké teplotě pro realizaci cyklu tepelného čerpadla Zdroje teplo. Uvolňují tepelnou energii přenosem tepla, konvekcí a/nebo sáláním. Nazývají se nosiče energie, které vnímají tepelnou energii zvýšeného potenciálu v cyklu tepelného čerpadla přijímače teplo. Tepelnou energii vnímají přenosem tepla, konvekcí a (nebo) zářením.
Obecně lze navrhnout následující definici: tepelné čerpadlo je zařízení, které vnímá tok tepla při nízké teplotě (na studené straně), stejně jako energii potřebnou k pohonu a obě energie proudí při zvýšené (ve srovnání se studenou stranou) teplotě ve formě tepelný tok.
Tato definice platí pro kompresní tepelná čerpadla i absorpční a termoelektrické jednotky využívající Peltierův jev.
Topný výkon (tepelný výkon) parní komprese HP se skládá ze dvou složek: tepla přijatého viparuvache ze zdroje tepla (tzv. chladicí kapacita a hnací výkon R, pomocí kterého se zvyšuje vstupní tepelná energie na vyšší teplotní úroveň.
V absorpční HP byl mechanický kompresor nahrazen termochemickým, v podobě přídavného okruhu cirkulace roztoku s generátorem (kotlem) a absorbérem. Místo elektrické pohonné energie dodávané do elektricky poháněného kompresního tepelného čerpadla je tepelná energie přiváděna do generátoru. Pro oba procesy se však využívá zdroj energie v podobě odpadního tepla nebo energie prostředí pomocí výparníku.
Obvykle v procesu environmentální přeměny energie je konečná fáze procesu. Energie uvolňovaná při spalování tuhého paliva nebo v jaderných reaktorech prochází velkým množstvím přeměn, až nabude podoby potřebné pro spotřebitele, plně se využije a nakonec téměř vždy přejde do životního prostředí. Tepelná čerpadla vyžadují zcela odlišný teoretický přístup. Zde se na začátku procesu kromě energie pohonu využívá jako zdroj tepla také energie okolního prostředí.
Druhy oprav karosářských instalací.
Hlavní typy oprav tepelných elektráren a tepelných sítí jsou kapitálové a běžné. Rozsah údržby a oprav je dán potřebou udržení provozuschopného, provozuschopného stavu a periodické obnovy tepelných elektráren s přihlédnutím k jejich skutečnému technologickému stavu.
Generální oprava je oprava prováděná za účelem obnovení technických a ekonomických vlastností objektu na hodnoty blízké projektovým hodnotám s výměnou nebo obnovou jakýchkoli součástí.
Přejímku tepelných elektráren z generální opravy provádí pracovní komise jmenovaná správním dokumentem pro organizaci.
Roční plán renovace. Pro všechny typy tepelných elektráren je nutné sestavit roční (sezónní a měsíční) harmonogramy oprav. Roční plány oprav schvaluje vedoucí organizace. Plány počítají s kalkulací náročnosti opravy, její doby trvání (prostoje v opravách), potřeby personálu, dále materiálu, komponentů a náhradních dílů a vytváří se jejich spotřební a nouzové zásoby.
Současná oprava tepelných instalací je oprava prováděná za účelem zachování technických a ekonomických vlastností objektu ve stanovených mezích s výměnou a/nebo obnovou jednotlivých opotřebitelných dílů a dílů. Přejímku z aktuální opravy provádějí osoby odpovědné za opravu, dobrý stav a bezpečný provoz tepelných elektráren.
Četnost a trvání všech typů oprav jsou stanoveny regulačními a technickými dokumenty pro opravy tohoto typu tepelných elektráren.
