Fordele og ulemper
Først og fremmest omfatter fordelene ved varmepumper effektivitet: For at overføre 1 kWh termisk energi til varmesystemet skal installationen kun bruge 0,2-0,35 kWh elektricitet. Da omdannelsen af termisk energi til elektrisk energi på store kraftværker sker med en virkningsgrad på op til 50 %, øges effektiviteten af brændstofforbruget ved brug af varmepumper - trigenerering. Forenklede krav til ventilationsanlæg og øger brandsikkerhedsniveauet. Alle systemer fungerer ved hjælp af lukkede kredsløb og kræver stort set ingen driftsomkostninger, bortset fra omkostningerne til elektricitet, der kræves for at drive udstyret.
En anden fordel ved varmepumper er muligheden for at skifte fra varmetilstand om vinteren til airconditiontilstand om sommeren: I stedet for radiatorer er ventilatorspoler eller "koldt loft"-systemer forbundet til en ekstern solfanger.
Varmepumpen er pålidelig, dens drift styres af automatisering. Under drift kræver systemet ikke særlig vedligeholdelse, mulige manipulationer kræver ikke særlige færdigheder og er beskrevet i instruktionerne.
Et vigtigt træk ved systemet er dets rent individuelle karakter for hver forbruger, som består i det optimale valg af en stabil kilde til lavkvalitetsenergi, beregning af konverteringskoefficienten, tilbagebetaling og andre ting.
Varmepumpen er kompakt (dens modul overstiger ikke størrelsen af et konventionelt køleskab) og er næsten lydløs.
Selvom ideen, som Lord Kelvin udtrykte i 1852, blev realiseret fire år senere, blev varmepumper først sat i værk i 1930'erne. I 2012, i Japan, er mere end 3,5 millioner enheder i drift, i Sverige bliver omkring 500.000 huse opvarmet med varmepumper af forskellige typer.
Ulemperne ved geotermiske varmepumper, der bruges til opvarmning, omfatter de høje omkostninger ved installeret udstyr, behovet for kompleks og dyr installation af eksterne underjordiske eller undervandsvarmevekslerkredsløb. Ulempen ved luftkildevarmepumper er den lavere varmekonverteringseffektivitet forbundet med kølemidlets lave kogepunkt i den eksterne "luft"-fordamper. En almindelig ulempe ved varmepumper er den relativt lave temperatur på det opvarmede vand, i de fleste tilfælde højst +50 °C ÷ +60 °C, og jo højere temperatur det opvarmede vand er, jo lavere er effektiviteten og pålideligheden af varmepumpe.
Termiske kraftværker hvad er det
I dag bruges kraftværker til forskellige formål.
For eksempel er specielle kraftværker, der opererer ved hjælp af termisk energi, ikke de mest brugte på dette område, men de har en lang række driftsmæssige fordele.
Sådant udstyr genererer, transmitterer og omdanner elektricitet og bringer det til forbrugeren.
På trods af denne funktionalitet kræver udstyret omhyggelig diagnostik og vedligeholdelse. Dette omfatter standard teknisk sikkerhedspraksis, ledelsesorganisation og større vedligeholdelsesarbejde.
Generelt overblik over udstyret
Designet af kraftværket er repræsenteret af et sæt af systemer og nøgleenheder, der arbejder på at producere elektricitet ved at omdanne termisk energi til mekanisk energi.
Hovedmekanismen på sådanne stationer er en brutto elektrisk generator. Udover den bevægelige aksel er der i designet inkluderet et forbrændingskammer, hvorfra der til sidst frigives varme.
En vigtig note er, at denne metode involverer frigivelse af gasformige stoffer og damp.
Ofte gælder dette stationer, der fødes gennem hydrologiske komplekser. I sådanne kommunikationer stiger damptrykket, hvorefter dampen bevæger turbinerotoren på kraftværket.
Således kommer al energien ind i motorakslen og genererer en elektrisk strøm.
Det er værd at bemærke, at ikke al termisk energi går tabt i dette tilfælde, men kan for eksempel bruges til opvarmning.
Principper for drift af termiske kraftværker
Et af de vigtigste arbejdsmomenter er spændingen, på grund af hvilken stationen får strøm. Ofte er komplekser udstyret med et energipotentiale på op til tusind volt. Grundlæggende bruges sådanne stationer lokalt til at forsyne industrianlæg.
Den anden type omfatter komplekser, hvis potentiale er over tusinde volt og bruges til at levere energi til individuelle områder og nogle gange byer. Deres opgave er at transformere og distribuere energi.
En vigtig faktor er effekten, som spænder fra tre til seks GW. Disse tal afhænger af den type brændstof, der bruges til forbrænding i forbrændingskammeret. I dag er det tilladt at bruge diesel, brændselsolie, fast brændsel og gas.
Opbygning af varmenet
Til en vis grad er kraftværker led i en enorm varmenetkæde.
Det er dog værd at bemærke, at i modsætning til lignende netværk, der bruger højspændingsledninger, bruges varmeledninger her.
De tjener til at levere varmt vand til stationerne.
Sådanne ledninger indebærer brug af afspærringsventiler af passende type og størrelse, udstyret med ventiler og metoder til styring af varmebæreren.
Derudover bruges i praksis brugen af damprørledninger, der er inkluderet i infrastrukturen for termiske hovedledninger. Men i sådanne tilfælde er det nødvendigt at installere kondensatfjernelsessystemer for at sikre anlæggets korrekte drift.
Automatiske styresystemer
I den moderne verden bliver mekanisk arbejde gradvist erstattet ved hjælp af automatiseringsstyring. Ved hjælp af en speciel controller overvåger medarbejderen den korrekte arbejdsgang af stationsblokkene uden at blive distraheret fra dispatcherens funktioner.
Driften af termiske blokke styres således af specielle sensorer, og systemet registrerer dataene og sender dem til kontrolpanelet. Efter at have indsamlet information fra sensorer, analyserer og korrigerer systemet driftsparametrene for kraftværker.
Regler for vedligeholdelse af kraftværker
Det vigtigste punkt i den fremragende drift af stationen er vedligeholdelsen af kommunikation i korrekt stand.
Ingeniører tester ydelsen af individuelle komponenter i installationen, hvorefter der udføres en omfattende systemdiagnostik.
Specialister tester kabinettets elektroniske og mekaniske komponenter.
Der er planlagte og periodiske kontroller for defekter, ødelæggelse og strukturelle
Samtidig bliver arbejdet ikke forstyrret, og kropsmaterialerne deformeres ikke, hvilket er vigtigt for energiopbygningen.
Efter at have identificeret og elimineret centrene for fejlfunktioner, udføres kontrol af sensorer og et analytisk system under opsyn af operatøren.
Resultater
Brugen af sådanne systemer indebærer opnåelse af maksimal produktivitet inden for energiforsyning.
Dette opnås ved at forbedre medarbejdernes kompetencer, forbedre og automatisere arbejdsprocessen samt installere moderne udstyr.
Men på grund af de høje omkostninger forsøger ledelsen at overholde standardkonfigurationer og styringsmetoder i styringen af kraftværker.
Hovedtyperne af varmepumper er
vand-vand, luft-luft, jord-vand, luft-vand, vand-luft, jord-luft.
Som du kan se, kan naturlige kilder til lavpotentiel varme komme ud - varmen fra jorden, grundvandet og udeluften, og det direkte cirkulerende kølemiddel i systemet kan være vand (saltlage) såvel som luft.
jord som varmekilde
Jordens temperatur fra en dybde på 5-6 meter er praktisk talt i forhold til den gennemsnitlige årlige temperatur på udeluften. På grund af det faktum, at jordtemperaturen er stabil alle 12 måneder af året, opstår den nødvendige temperaturforskel for den mest produktive drift af HP om vinteren - til opvarmning og om sommeren - til afkøling. Den nødvendige jordenergi tages af en jordkollektor placeret i jorden og akkumuleres i selve kølevæsken, derefter kommer kølevæsken ind i HP-fordamperen og cirkulationscirklen gentages, efter næste varmefjernelse. En frostvæske bruges som et sådant kølemiddel.
Normalt blandes vand med propylenglycol til brug, det er også muligt med ethylenglycol. Typer af varmepumper "jord-til-vand" eller "jord-til-luft" er opdelt i lodrette og vandrette, afhængigt af placeringen af jordkredsløbet i jorden. Hvis systemerne er lavet korrekt, er de pålidelige og har en lang levetid. Desuden forbliver effektiviteten af lodret og vandret HP høj uanset årstiden.
 |
 |
| Vandret jordsonde | Lodret jordsonde |
Ulemper ved lodrette jordsonder:
- behovet for et stort teknologisk område - forekomsten af luftsække i brønden på grund af ufaglært lægning, som væsentligt forværrer varmefjernelsen fra jorden - umuligheden af genopbygning.
Ulemper ved vandrette jordsonder:
- kræver høje driftsomkostninger; - umuligheden af at bruge passiv køling; - volumetriske jordarbejder; - den tekniske gennemførlighed af installation af strukturer er begrænset af yderligere krav.
Vand som varmekilde
Brugen af denne type varme er ret forskelligartet. HP "vand-vand" og "vand-luft" tillader brugen af grundvand, såsom artesisk, termisk, grundvand. Det er også meget brugt som varmekilde - reservoirer, søer, spildevand osv. Jo lavere røret er placeret i vandsøjlen, hvorigennem varme overføres, jo mere stabil, pålidelig og produktiv er driften af HP.
Fordele ved varmepumper vand-vand, vand-luft:
- fremragende COP-konverteringskoefficient på grund af stabil kildetemperatur (grundvandstemperaturen er omkring 6-7 °C hele året rundt); - systemer optager små teknologiske områder; - levetid på 30-40 år; - minimale driftsomkostninger; - mulighed for anvendelse store kapaciteter.
Ulemper ved varmepumper vand-vand, vand-luft:
- gældende er begrænset af territorialitet, på grund af mangel på en kilde eller i byforhold; - der er behov for høje krav til debitering af forsyningsbrønden; - når vandtemperaturen stiger, er det nødvendigt at kontrollere korrosionsbeskyttelsen og indholdet af mangan og jern.
Luft som varmekilde
HP luft-til-vand eller luft-til-luft bruges oftest til bivalente eller monoenergetiske varmesystemer og til at levere varmt vand.
Fordele ved luft-til-luft og luft-til-vand varmepumper:
- enkel design, installation og betjening - muligheden for at bruge i enhver klimazone - den laveste pris og tilbagebetalingstid sammenlignet med HP for andre varmekilder;
Ulemper ved varmepumper (HP) "luft-til-luft", "luft-til-vand":
- forringelse af effektivitetskoefficienten på grund af ændringer i den omgivende temperatur - lav systemydelse ved temperaturer under 0 ° C, hvilket indebærer behov for en ekstra varmekilde i opvarmningsperioden.
Varme motorer af ekstern forbrænding
- en.En Stirling-motor er et termisk apparat, hvor en gasformig eller flydende arbejdsvæske bevæger sig i et lukket rum. Denne enhed er baseret på periodisk afkøling og opvarmning af arbejdsvæsken. I dette tilfælde udvindes energi, som opstår, når volumenet af arbejdsvæsken ændres. Stirling-motoren kan køre på enhver varmekilde.
- 2. Dampmaskiner. Deres største fordel er enkelhed og fremragende trækevne, som ikke påvirkes af arbejdshastigheden. I dette tilfælde kan du undvære en gearkasse. På den måde adskiller dampmaskinen sig til det bedre fra forbrændingsmotoren, som producerer utilstrækkelig kraft ved lave hastigheder. Af denne grund er dampmaskinen praktisk at bruge som trækmotor. Ulemper: lav effektivitet, lav hastighed, konstant vand- og brændstofforbrug, høj vægt. Tidligere var dampmaskiner den eneste motor. Men de krævede meget brændstof og frøs om vinteren. Så blev de gradvist erstattet af elektriske motorer, forbrændingsmotorer, dampturbiner og gas, som er kompakte, højere effektivitet, alsidighed og effektivitet.
Accept af termiske installationer fra reparation
Ved modtagelse af udstyr fra reparationer foretages en vurdering af kvaliteten af reparationen, som omfatter en vurdering af: kvaliteten af det reparerede udstyr; kvaliteten af de udførte reparationer.
Kvalitetsvurderinger er fastsat:
- foreløbig - efter afslutning af test af individuelle elementer i et termisk kraftværk og som helhed;
- endelig - baseret på resultaterne af en månedlig kontrolleret operation, hvor udstyret skal testes i alle tilstande, skal der udføres test og justering af alle systemer.
Arbejder udført under eftersyn af termiske kraftværker accepteres i henhold til loven. Godkendelsesattesten er ledsaget af al teknisk dokumentation for den udførte reparation (skitser, mellemgodkendelsesattester for enkelte enheder og mellemliggende prøvningsrapporter, as-built dokumentation mv.).
Reparationsacceptbeviser med alle dokumenter opbevares permanent sammen med installationernes tekniske datablade. Alle ændringer, der identificeres og foretages under reparationen, indføres i installationernes tekniske datablade, diagrammer og tegninger.
Historie
Konceptet med varmepumper blev udviklet tilbage i 1852 af den fremragende britiske fysiker og ingeniør William Thomson (Lord Kelvin) og yderligere forbedret og detaljeret af den østrigske ingeniør Peter Ritter von Rittinger. Peter Ritter von Rittinger betragtes som opfinderen af varmepumpen, efter at have designet og installeret den første kendte varmepumpe i 1855. Men den praktiske anvendelse af varmepumpen opnåede meget senere, eller rettere i 40'erne af det XX århundrede, da opfinder-entusiasten Robert Weber (Robert C Webber) eksperimenterede med fryseren. En dag rørte Weber ved et uheld et varmt rør ved udgangen af kammeret og indså, at varmen simpelthen blev smidt ud. Opfinderen tænkte på, hvordan man bruger denne varme, og besluttede at sætte et rør i en kedel for at opvarme vand. Som et resultat forsynede Weber sin familie med en mængde varmt vand, som de ikke fysisk kunne bruge, mens noget af varmen fra det opvarmede vand blev sluppet ud i luften. Dette fik ham til at tro, at både vand og luft kan opvarmes fra én varmekilde på samme tid, så Weber forbedrede sin opfindelse og begyndte at køre varmt vand i en spiral (gennem en spiral) og bruge en lille blæser til at fordele varmen rundt omkring. huset for at opvarme det. Med tiden var det Weber, der fik ideen til at "pumpe ud" varme fra jorden, hvor temperaturen ikke ændrede sig meget i løbet af året. Han lagde kobberrør i jorden, hvorigennem freon cirkulerede, som "samlede" jordens varme.Gassen kondenserede, opgav sin varme i huset og passerede igen gennem spolen for at optage den næste portion varme. Luften blev sat i bevægelse af en ventilator og cirkulerede i hele huset. Året efter solgte Weber sin gamle kulovn.
I 1940'erne var varmepumpen kendt for sin ekstreme effektivitet, men det reelle behov for den opstod efter oliekrisen i 1973, hvor der trods lave energipriser var interesse for energibesparelser.
Billedtekster til dias
slide 1
Præsentation Typer af varmemotorer Udført af: elev fra gruppe 14K1 Polina Kozhenova
slide 2
Varmemotorer Dampmotor Gas, dampturbine Jetmotor ICE Typer af varmemotorer
slide 3
Varmemotorer realiserer i deres arbejde transformationen af en type energi til en anden. Maskiner er således enheder, der tjener til at omdanne en type energi til en anden. Konverter indre energi til mekanisk energi. Den interne energi i varmemotorer dannes på grund af brændstoffets energi
slide 4
En dampmaskine er en ekstern forbrændingsvarmemotor, der omdanner energien fra opvarmet damp til mekanisk arbejde med stemplets frem- og tilbagegående bevægelse og derefter til akslens rotationsbevægelse. I en bredere forstand er en dampmaskine en ekstern forbrændingsmotor, der omdanner dampenergi til mekanisk arbejde.
slide 5
En forbrændingsmotor er en type motor, en varmemotor, hvor den kemiske energi fra det brændstof, der brænder i arbejdsområdet, omdannes til mekanisk arbejde. På trods af at forbrændingsmotorer er en relativt uperfekt type varmemotorer, er de meget udbredte, for eksempel inden for transport. På trods af at forbrændingsmotorer er en relativt uperfekt type varmemotorer, er de meget udbredte, for eksempel inden for transport.
slide 6
En gasturbine er en kontinuerlig varmemotor, i hvis vingeapparat energien fra komprimeret og opvarmet gas omdannes til mekanisk arbejde på akslen. Den består af en kompressor forbundet direkte til turbinen og et forbrændingskammer imellem dem.
Slide 7
En dampturbine er en kontinuerlig varmemotor, i hvis vingeapparat den potentielle energi af komprimeret og opvarmet vanddamp omdannes til kinetisk energi, som igen udfører mekanisk arbejde på akslen.
Slide 8
Jetmotoren skaber den trækkraft, der er nødvendig for bevægelse, ved at konvertere den indledende energi til den kinetiske energi af jetstrømmen af arbejdsfluidet. Arbejdsvæsken strømmer ud af motoren ved høj hastighed, og i overensstemmelse med loven om bevarelse af momentum dannes en reaktiv kraft, der skubber motoren i den modsatte retning.
Slide 9
De mange forskellige typer varmemotorer indikerer kun forskellen i design og principper for energiomdannelse. Fælles for alle varmemotorer er, at de i første omgang øger deres indre energi på grund af forbrænding af brændstof, efterfulgt af omdannelse af intern energi til mekanisk energi.
Definition af en varmepumpe
En varmepumpe (HP) er en af de termotransformatorer, der leverer varme fra en krop til en anden, som har forskellige temperaturer. Termiske transformere kan step-up, hvis de er designet til at overføre varme til legemer med en lav temperatur, og step-down, hvis de bruges til at overføre varme til legemer med en høj temperatur.
I lang tid forblev varmepumpen et termodynamisk mysterium, selvom princippet om dens drift følger af Carnots værker, især beskrivelsen af Carnot-cyklussen, offentliggjort i hans afhandling allerede i 1824. Et praktisk varmepumpesystem , kaldet en varmemultiplikator, blev foreslået i 1852 af Lord Kelvin, som viste, hvordan man effektivt kan bruges til opvarmningsformål.
Varmepumpen overfører intern energi fra en energibærer med lav temperatur til en energibærer med højere temperatur. Da varmeenergi i overensstemmelse med termodynamikkens anden lov kun kan passere fra et højt temperaturniveau til et lavt uden nogen ydre påvirkning, er det nødvendigt at bruge drivenergi til at implementere varmepumpens cyklus. Derfor udføres processen med energioverførsel i retning modsat den naturlige temperaturforskel i en cirkulær cyklus.
Hovedformålet med disse installationer er at bruge varmen fra en kilde med lavt potentiale, såsom miljøet. Til implementering af varmepumpeprocessen er det nødvendige forbrug af ekstern energi af enhver art: mekanisk, kemisk, kinetisk, elektrisk osv.
Der er i øjeblikket tre typer varmepumper, der hovedsageligt anvendes:
• kompression til varmeforsyning af individuelle huse, samt til varmeforsyning af individuelle industriværksteder eller installationer;
• absorption til varmeforsyning af bygninger og industributikker;
• termoelektrisk til opvarmning af individuelle lokaler eller små huse.
De energibærere, der forsynes med termisk energi ved lav temperatur til implementering af varmepumpens cyklus, kaldes kilder varme. De frigiver termisk energi ved varmeoverførsel, konvektion og/eller stråling. Energibærere, der opfatter termisk energi af øget potentiale i varmepumpens cyklus, kaldes modtagere varme. De opfatter termisk energi ved varmeoverførsel, konvektion og (eller) stråling.
Generelt kan følgende definition foreslås: en varmepumpe er en enhed, der opfatter varmestrømmen ved en lav temperatur (på den kolde side), samt den energi, der er nødvendig for at køre, og begge energistrømme ved en forhøjet (i forhold til den kolde side) temperatur i form af en varmeflow.
Denne definition gælder for kompressionsvarmepumper samt absorptions- og termoelektriske enheder, der anvender Peltier-effekten.
Varmekapacitet (termisk effekt) af en dampkompression HP består af to komponenter: varmen modtaget af viparuvache fra en varmekilde (den såkaldte kølekapacitet og drivkraft R, ved hjælp af hvilken den tilførte termiske energi hæves til et højere temperaturniveau.
I absorptions-HP blev den mekaniske kompressor erstattet af en termokemisk, i form af et ekstra opløsningscirkulationskredsløb med en generator (kedel) og en absorber. I stedet for elektrisk drivenergi, der tilføres den elektrisk drevne kompressionsvarmepumpe, tilføres termisk energi til generatoren. Men til begge processer anvendes en energikilde i form af spildvarme eller miljøenergi ved hjælp af en fordamper.
Normalt i processen med miljømæssig energiomdannelse er den sidste fase af processen. Den energi, der frigives under forbrænding af fast brændsel eller i atomreaktorer, gennemgår et stort antal transformationer, indtil den antager den form, der er nødvendig for forbrugerne, er fuldt ud brugt og endelig næsten altid passerer ud i miljøet. Varmepumper kræver en helt anden teoretisk tilgang. Her bruges i starten af processen også miljøenergi som varmekilde udover drivenergien.
Typer af reparationer af karrosseriinstallationer.
De vigtigste typer af reparationer af termiske kraftværker og varmenetværk er kapital og strøm. Omfanget af vedligeholdelse og reparation er bestemt af behovet for at opretholde en brugbar, driftsklar tilstand og periodisk restaurering af termiske kraftværker under hensyntagen til deres faktiske teknologiske tilstand.
Eftersyn er en reparation udført for at genoprette en genstands tekniske og økonomiske egenskaber til værdier tæt på designværdierne, med udskiftning eller restaurering af komponenter.
Accept af termiske kraftværker fra eftersyn udføres af en arbejdskommission, der er udpeget af det administrative dokument for organisationen.
Årlig renoveringsplan. For alle typer termiske kraftværker er det nødvendigt at udarbejde årlige (sæsonbestemte og månedlige) reparationsplaner. Årlige reparationsplaner godkendes af organisationens leder. Planerne giver mulighed for beregning af kompleksiteten af reparationen, dens varighed (nedetid i reparationer), behovet for personale samt for materialer, komponenter og reservedele, og deres forbrugsstoffer og nødlager oprettes.
Den aktuelle reparation af termiske installationer er en reparation udført for at opretholde en genstands tekniske og økonomiske egenskaber inden for de specificerede grænser med udskiftning og/eller restaurering af individuelle sliddele og dele. Accept fra den aktuelle reparation udføres af personer, der er ansvarlige for reparation, god stand og sikker drift af termiske kraftværker.
Hyppigheden og varigheden af alle typer reparationer er fastsat af regulatoriske og tekniske dokumenter til reparation af denne type termiske kraftværker.
