Prednosti i nedostatci
Prije svega, prednosti toplinskih pumpi uključuju učinkovitost: za prijenos 1 kWh toplinske energije u sustav grijanja, instalacija treba potrošiti samo 0,2-0,35 kWh električne energije. Budući da se pretvorba toplinske energije u električnu kod velikih elektrana događa s učinkom do 50%, povećava se učinkovitost korištenja goriva pri korištenju dizalica topline – trigeneracija. Pojednostavljeni zahtjevi za ventilacijske sustave i povećanje razine zaštite od požara. Svi sustavi rade koristeći zatvorene petlje i ne zahtijevaju praktički nikakve operativne troškove, osim troškova električne energije potrebne za rad opreme.
Još jedna prednost toplinskih pumpi je mogućnost prebacivanja s načina grijanja zimi na način rada klimatizacije ljeti: samo umjesto radijatora, ventilatorski konvektori ili sustavi "hladnog stropa" spojeni su na vanjski kolektor.
Toplinska pumpa je pouzdana, njezin rad kontrolira automatizacija. Tijekom rada, sustav ne zahtijeva posebno održavanje, moguće manipulacije ne zahtijevaju posebne vještine i opisane su u uputama.
Važna značajka sustava je njegova čisto individualna priroda za svakog potrošača, koja se sastoji u optimalnom izboru stabilnog izvora energije niskog stupnja, izračunavanju koeficijenta pretvorbe, povratu i drugim stvarima.
Toplinska pumpa je kompaktna (njezin modul ne prelazi veličinu običnog hladnjaka) i gotovo je tiha.
Iako je ideja koju je 1852. izrazio Lord Kelvin ostvarena četiri godine kasnije, toplinske pumpe su u praksi uvedene tek 1930-ih. Do 2012. godine u Japanu je u pogonu više od 3,5 milijuna jedinica, u Švedskoj se oko 500.000 kuća grije toplinskim pumpama raznih vrsta.
Nedostaci geotermalnih dizalica topline koji se koriste za grijanje uključuju visoku cijenu instalirane opreme, potrebu za složenom i skupom ugradnjom vanjskih podzemnih ili podvodnih krugova za izmjenu topline. Nedostatak toplinskih pumpi s izvorom zraka je niža učinkovitost pretvorbe topline povezana s niskom točkom vrelišta rashladnog sredstva u vanjskom isparivaču "zraka". Uobičajeni nedostatak dizalica topline je relativno niska temperatura zagrijane vode, u većini slučajeva ne više od +50 °C ÷ +60 °C, a što je temperatura zagrijane vode viša, to je niža učinkovitost i pouzdanost uređaja. toplinska pumpa.
Termoelektrane što je to
Danas se elektrane koriste u različite svrhe.
Primjerice, specijalne elektrane koje rade uz pomoć toplinske energije nisu najviše korištene na ovom području, ali imaju veliki broj prednosti u radu.
Takva oprema stvara, prenosi i pretvara električnu energiju, dovodeći je do potrošača.
Unatoč ovoj funkcionalnosti, oprema zahtijeva pažljivu dijagnostiku i održavanje. To uključuje standardne tehničke sigurnosne prakse, organizaciju upravljanja i glavne radove na održavanju.
Opći pogled na opremu
Dizajn elektrane predstavljen je skupom sustava i ključnih jedinica koje rade na proizvodnji električne energije pretvarajući toplinsku energiju u mehaničku.
Glavni mehanizam na takvim stanicama je bruto električni generator. Uz pomičnu osovinu, u dizajn je uključena i komora za izgaranje iz koje se na kraju oslobađa toplina.
Važna napomena je da ova metoda uključuje oslobađanje plinovitih tvari i pare.
Često se to odnosi na stanice koje se napajaju kroz hidrološke komplekse. U takvim komunikacijama tlak pare raste, nakon čega para pomiče rotor turbine elektrane.
Tako sva energija ulazi u osovinu motora i stvara električnu struju.
Vrijedi napomenuti da se u ovom slučaju ne gubi sva toplinska energija, ali se može koristiti, na primjer, za grijanje.
Principi rada termoelektrana
Jedan od glavnih radnih momenata je napon, zbog kojeg se stanica napaja. Često su kompleksi opremljeni energetskim potencijalom do tisuću volti. U osnovi, takve se stanice lokalno koriste za opskrbu industrijskih objekata.
Drugi tip uključuje komplekse čiji je potencijal preko tisuću volti i koristi se za opskrbu energijom pojedinih područja, a ponekad i gradova. Njihova je zadaća transformirati i distribuirati energiju.
Važan faktor je snaga koja se kreće od tri do šest GW. Ove brojke ovise o vrsti goriva koje se koristi za izgaranje u komori za izgaranje. Danas je dopušteno koristiti dizel gorivo, loživo ulje, kruto gorivo i plin.
Izgradnja toplinskih mreža
U određenoj mjeri, elektrane su karike u ogromnom lancu toplinske mreže.
Međutim, vrijedno je napomenuti da se, za razliku od sličnih mreža koje koriste visokonaponske vodove, ovdje koriste toplinske mreže.
Služe za opskrbu postajama tople vode.
Takve linije podrazumijevaju upotrebu zapornih ventila odgovarajuće vrste i veličine, opremljenih ventilima i metodama za kontrolu nosača topline.
Osim toga, u praksi se koristi i korištenje parnih cjevovoda uključenih u infrastrukturu toplinskih vodova. Međutim, u takvim slučajevima, kako bi se osigurao ispravan rad postrojenja, potrebno je ugraditi sustave za uklanjanje kondenzata.
Sustavi automatskog upravljanja
U suvremenom svijetu mehanički rad postupno se zamjenjuje pomoću automatizacije. Uz pomoć posebnog kontrolera, zaposlenik prati ispravan tijek rada blokova stanice, a da ga ne ometaju funkcije dispečera.
Dakle, rad termalnih blokova kontroliraju posebni senzori, a sustav bilježi podatke i prenosi ih na upravljačku ploču. Nakon prikupljanja informacija sa senzora, sustav analizira i ispravlja radne parametre elektrana.
Pravila održavanja elektrana
Najvažnija točka u izvrsnom radu postaje je održavanje komunikacija u ispravnom stanju.
Inženjeri testiraju performanse pojedinih komponenti instalacije, nakon čega se provodi opsežna dijagnostika sustava.
Stručnjaci testiraju elektroničke i mehaničke komponente kućišta.
Postoje zakazane i povremene provjere nedostataka, uništenja i konstrukcija
Pritom se ne ometa rad i ne deformiraju se materijali tijela, što je važno za izgradnju energije.
Nakon identificiranja i otklanjanja središta kvarova, kontrola se provodi senzorima i analitičkim sustavom pod nadzorom operatera.
Rezultati
Korištenje takvih sustava podrazumijeva postizanje maksimalne produktivnosti u području opskrbe energijom.
To se postiže unapređenjem vještina zaposlenika, unapređenjem i automatizacijom procesa rada, kao i ugradnjom suvremene opreme.
Međutim, zbog visokih troškova, uprava se nastoji pridržavati standardnih konfiguracija i metoda upravljanja u upravljanju elektranama.
Glavne vrste toplinskih pumpi su
voda-voda, zrak-zrak, tlo-voda, zrak-voda, voda-zrak, tlo-zrak.
Kao što vidite, mogu izaći prirodni izvori niskopotencijalne topline - toplina tla, podzemne vode i vanjskog zraka, a rashladna tekućina koja izravno cirkulira u sustavu može biti i voda (rasol) kao i zrak.
tlo kao izvor topline
Temperatura tla s dubine od 5-6 metara praktički je razmjerna prosječnoj godišnjoj temperaturi vanjskog zraka. Zbog činjenice da je temperatura tla stabilna svih 12 mjeseci u godini, javlja se potrebna temperaturna razlika za najproduktivniji rad HP zimi - za grijanje, a ljeti - za hlađenje. Potrebnu energiju tla uzima uzemljeni kolektor smješten u tlu i akumuliran u samom rashladnom tekućinu, zatim rashladna tekućina ulazi u HP isparivač i krug cirkulacije se ponavlja, nakon sljedećeg odvođenja topline. Kao takva rashladna tekućina koristi se tekućina protiv smrzavanja.
Obično se voda miješa s propilen glikolom za upotrebu, moguće je i s etilen glikolom. Vrste dizalica topline "zemlja-voda" ili "zemlja-zrak" dijele se na vertikalne i horizontalne, ovisno o mjestu uzemljenja u tlu. Ako su sustavi izrađeni ispravno, pouzdani su i imaju dug vijek trajanja. Također, učinkovitost vertikalnih i horizontalnih HP ostaje visoka bez obzira na doba godine.
 |
 |
| Horizontalna sonda tla | Vertikalna sonda za tlo |
Nedostaci vertikalnih uzemljenih sondi:
- potreba za velikim tehnološkim područjem - pojava zračnih vrećica u bušotini zbog nestručnog polaganja, što značajno pogoršava odvođenje topline iz tla - nemogućnost rekonstrukcije.
Nedostaci horizontalnih sondi za tlo:
- zahtijevaju visoke operativne troškove; - nemogućnost korištenja pasivnog hlađenja; - volumetrijski zemljani radovi; - tehnička izvedivost ugradnje konstrukcija ograničena je dodatnim zahtjevima.
Voda kao izvor topline
Upotreba ove vrste topline je prilično raznolika. HP "voda-voda" i "voda-zrak" omogućuju korištenje podzemnih voda, kao što su arteške, termalne, podzemne vode. Također se široko koristi kao izvor topline - rezervoari, jezera, otpadne vode itd. Što se cijev nalazi niže u vodenom stupcu, kroz koji se prenosi toplina, to je rad HP stabilniji, pouzdaniji i produktivniji.
Prednosti dizalica topline voda-voda, voda-zrak:
- odličan koeficijent konverzije COP zbog stabilne temperature izvora (temperatura podzemne vode je oko 6-7 °C tijekom cijele godine); - sustavi zauzimaju mala tehnološka područja; - vijek trajanja od 30-40 godina; - minimalni troškovi rada; - mogućnost primjene velikih kapaciteta.
Nedostaci toplinskih pumpi voda-voda, voda-zrak:
- primjenjivo je ograničeno teritorijalnošću, zbog nedostatka izvora ili u urbanim uvjetima; - potrebni su visoki zahtjevi za zaduženje opskrbnog bunara; - kada temperatura vode poraste, potrebno je provjeriti antikorozivnu zaštitu i sadržaj mangana i željeza.
Zrak kao izvor topline
HP zrak-voda ili zrak-zrak najčešće se koriste za dvovalentne ili monoenergetske sustave grijanja, te osiguravanje tople vode.
Prednosti dizalica topline zrak-zrak i zrak-voda:
- jednostavnost dizajna, ugradnje i rada - mogućnost korištenja u bilo kojoj klimatskoj zoni - najniži trošak i razdoblje povrata u odnosu na HP drugih izvora topline
Nedostaci toplinskih pumpi (HP) "zrak-zrak", "zrak-voda":
- pogoršanje koeficijenta učinkovitosti zbog promjena temperature okoline - niske performanse sustava na temperaturama ispod 0 °C, što implicira potrebu za dodatnim izvorom topline za razdoblje grijanja.
Toplinski motori s vanjskim izgaranjem
- jedan.Stirlingov motor je toplinski aparat u kojem se plinoviti ili tekući radni fluid kreće u zatvorenom prostoru. Ovaj se uređaj temelji na periodičnom hlađenju i zagrijavanju radnog fluida. U tom slučaju se ekstrahira energija, što se događa kada se promijeni volumen radnog fluida. Stirlingov motor može raditi na bilo kojem izvoru topline.
- 2. Parni strojevi. Njihova glavna prednost je jednostavnost i izvrsne vučne kvalitete, na koje ne utječe brzina rada. U ovom slučaju možete bez mjenjača. Na taj način se parni stroj nabolje razlikuje od motora s unutarnjim izgaranjem, koji pri malim brzinama proizvodi nedovoljnu količinu snage. Zbog toga je parni stroj prikladan za korištenje kao vučni stroj. Nedostaci: niska učinkovitost, mala brzina, stalna potrošnja vode i goriva, velika težina. Prije su parni strojevi bili jedini motori. Ali zahtijevali su puno goriva i smrzavali su se zimi. Zatim su ih postupno zamijenili elektromotori, motori s unutarnjim izgaranjem, parne turbine i plin, koji su kompaktni, veće učinkovitosti, svestranosti i učinkovitosti.
Prijem toplinskih instalacija iz popravka
Prilikom preuzimanja opreme s popravka provodi se ocjena kvalitete popravka koja uključuje ocjenu: kvalitete popravljene opreme; kvaliteta izvršenih popravaka.
Ocjene kvalitete su postavljene:
- preliminarno - po završetku ispitivanja pojedinih elemenata termoelektrane iu cjelini;
- konačno - na temelju rezultata mjesečnog kontroliranog rada, tijekom kojeg bi se oprema trebala testirati u svim režimima, provesti ispitivanja i prilagodbu svih sustava.
Radovi izvedeni tijekom remonta termoelektrana prihvaćaju se prema aktu. Uz potvrdu o prihvatu prilaže se sva tehnička dokumentacija za obavljeni popravak (skice, međuprihvatnice za pojedinačne jedinice i izvješća o međuispitnim radovima, dokumentacija o izradi i sl.).
Potvrde o prihvaćanju popravka sa svim dokumentima trajno su pohranjene zajedno s tehničkim listovima instalacija. Sve promjene identificirane i napravljene tijekom popravka unose se u tehničke listove instalacija, dijagrame i nacrte.
Priča
Koncept toplinskih pumpi razvio je davne 1852. godine izvanredni britanski fizičar i inženjer William Thomson (Lord Kelvin), a dodatno ga je poboljšao i detaljizirao austrijski inženjer Peter Ritter von Rittinger. Peter Ritter von Rittinger smatra se izumiteljem toplinske pumpe, koji je projektirao i instalirao prvu poznatu toplinsku pumpu 1855. godine. No, praktičnu primjenu toplinska pumpa dobila je mnogo kasnije, odnosno 40-ih godina XX. stoljeća, kada je izumitelj Robert Weber (Robert C Webber) eksperimentirao sa zamrzivačem. Jednog dana Weber je slučajno dotaknuo vruću cijev na izlazu iz komore i shvatio da je toplina jednostavno izbačena. Izumitelj je razmišljao o tome kako iskoristiti ovu toplinu, te je odlučio staviti cijev u kotao za zagrijavanje vode. Kao rezultat toga, Weber je svojoj obitelji opskrbio količinu tople vode koju fizički nisu mogli koristiti, dok je dio topline iz zagrijane vode pušten u zrak. To ga je potaknulo na razmišljanje da se i voda i zrak mogu zagrijavati iz jednog izvora topline u isto vrijeme, pa je Weber poboljšao svoj izum i počeo tjerati toplu vodu u spiralu (kroz zavojnicu) i koristiti mali ventilator za distribuciju topline uokolo. kuću kako bi je zagrijali. S vremenom je upravo Weber došao na ideju da "ispumpa" toplinu iz zemlje, gdje se temperatura nije puno mijenjala tijekom godine. U zemlju je postavio bakrene cijevi kroz koje je kružio freon koji je "skupljao" toplinu zemlje.Plin se kondenzirao, ostavio toplinu u kući i ponovno prošao kroz zavojnicu kako bi pokupio sljedeći dio topline. Zrak je pokretan ventilatorom i cirkulirao je po cijeloj kući. Sljedeće godine Weber je prodao svoju staru peć na ugljen.
Četrdesetih godina 20. stoljeća toplinska pumpa je bila poznata po svojoj iznimnoj učinkovitosti, no stvarna potreba za njom pojavila se nakon naftne krize 1973. godine, kada je, unatoč niskim cijenama energije, postojao interes za uštedom energije.
Naslovi za slajdove
slajd 1
Prezentaciju Vrste toplinskih motora Izvršila: učenica grupe 14K1 Polina Kozhenova
slajd 2
Toplinski motori Parni stroj Plinski, parna turbina Mlazni motor ICE Vrste toplinskih motora
slajd 3
Toplinski strojevi u svom radu ostvaruju pretvorbu jedne vrste energije u drugu. Dakle, strojevi su uređaji koji služe za pretvaranje jedne vrste energije u drugu. Pretvorite unutarnju energiju u mehaničku energiju. Unutarnja energija toplinskih motora nastaje zbog energije goriva
slajd 4
Parni stroj je toplinski stroj s vanjskim izgaranjem koji energiju zagrijane pare pretvara u mehanički rad povratnog kretanja klipa, a zatim u rotacijsko kretanje osovine. U širem smislu, parni stroj je stroj s vanjskim izgaranjem koji energiju pare pretvara u mehanički rad.
slajd 5
Motor s unutarnjim izgaranjem je vrsta motora, toplinskog motora, u kojem se kemijska energija goriva koje gori u radnom području pretvara u mehanički rad. Unatoč činjenici da su motori s unutarnjim izgaranjem relativno nesavršena vrsta toplinskih motora, vrlo su rasprostranjeni, na primjer, u prometu. Unatoč činjenici da su motori s unutarnjim izgaranjem relativno nesavršena vrsta toplinskih motora, vrlo su rasprostranjeni, na primjer, u prometu.
slajd 6
Plinska turbina je kontinuirani toplinski stroj u čijem se lopatičnom aparatu energija komprimiranog i zagrijanog plina pretvara u mehanički rad na osovini. Sastoji se od kompresora spojenog izravno na turbinu, i komore za izgaranje između njih.
Slajd 7
Parna turbina je kontinuirani toplinski stroj, u čijem se aparatu s lopaticama potencijalna energija komprimirane i zagrijane vodene pare pretvara u kinetičku energiju, koja zauzvrat obavlja mehanički rad na osovini.
Slajd 8
Mlazni motor stvara vučnu silu potrebnu za kretanje pretvaranjem početne energije u kinetičku energiju mlazne struje radnog fluida. Radni fluid velikom brzinom istječe iz motora, a u skladu sa zakonom održanja količine gibanja nastaje reaktivna sila koja gura motor u suprotnom smjeru.
Slajd 9
Raznolikost vrsta toplinskih motora ukazuje samo na razliku u dizajnu i principima pretvorbe energije. Zajedničko svim toplinskim strojevima je da u početku povećavaju svoju unutarnju energiju zbog izgaranja goriva, nakon čega slijedi pretvorba unutarnje energije u mehaničku energiju.
Definicija toplinske pumpe
Toplinska pumpa (HP) je jedan od termotransformatorskih uređaja koji daju toplinu od jednog tijela do drugog, koji imaju različite temperature. Toplinski transformatori mogu biti pojačani ako su projektirani za prijenos topline na tijela s niskom temperaturom, i niži ako se koriste za prijenos topline na tijela s visokom temperaturom.
Toplinska pumpa je dugo vremena ostala termodinamički misterij, iako princip njezina rada proizlazi iz Carnotovih djela, a posebno iz opisa Carnotovog ciklusa, objavljenog u njegovoj disertaciji još 1824. godine. Praktični sustav dizalice topline , nazvan toplinski multiplikator, predložio je 1852. Lord Kelvin, koji je pokazao kako se može učinkovito koristiti za potrebe grijanja.
Toplinska pumpa prenosi unutarnju energiju s energetskog nosača s niskom temperaturom na energent s višom temperaturom. Budući da, sukladno drugom zakonu termodinamike, toplinska energija može prijeći samo s visoke temperature na nisku bez ikakvih vanjskih utjecaja, za provedbu ciklusa toplinske pumpe potrebno je koristiti pogonsku energiju. Stoga se proces prijenosa energije u smjeru suprotnom prirodnoj temperaturnoj razlici odvija u kružnom ciklusu.
Glavna svrha ovih instalacija je korištenje topline izvora niskog potencijala, kao što je okoliš. Za provedbu procesa toplinske pumpe potrebna je potrošnja vanjske energije bilo koje vrste: mehaničke, kemijske, kinetičke, električne itd.
Trenutno se uglavnom koriste tri vrste dizalica topline:
• kompresija za opskrbu toplinom individualnih kuća, kao i za opskrbu toplinom pojedinih industrijskih radionica ili instalacija;
• apsorpcija za opskrbu toplinom zgrada i industrijskih trgovina;
• termoelektrični za grijanje pojedinačnih prostorija ili malih kuća.
Nosioci energije koji se opskrbljuju toplinskom energijom pri niskoj temperaturi za provedbu ciklusa dizalice topline nazivaju se izvori toplina. Oni oslobađaju toplinsku energiju prijenosom topline, konvekcijom i/ili zračenjem. Nosioci energije koji percipiraju toplinsku energiju povećanog potencijala u ciklusu dizalice topline nazivaju se prijemnici toplina. Oni percipiraju toplinsku energiju prijenosom topline, konvekcijom i (ili) zračenjem.
Općenito, može se predložiti sljedeća definicija: toplinska pumpa je uređaj koji percipira protok topline na niskoj temperaturi (na hladnoj strani), kao i energiju potrebnu za pogon i oba toka energije na povišenoj (u usporedbi s hladnom stranom) temperaturi u obliku protok topline.
Ova definicija vrijedi za kompresijske dizalice topline kao i za apsorpcijske i termoelektrične jedinice koje koriste Peltierov učinak.
Kapacitet grijanja (toplinska snaga) parne kompresije HP sastoji se od dvije komponente: topline koju prima viparuvache iz izvora topline (tzv. kapacitet hlađenja i pogonska snaga R, pomoću kojih se ulazna toplinska energija podiže na višu temperaturnu razinu.
U apsorpcijskom HP-u mehanički je kompresor zamijenjen termokemijskim, u obliku dodatnog kruga cirkulacije otopine s generatorom (kotlom) i apsorberom. Umjesto električne energije pogona dovedene u kompresijsku toplinsku pumpu na električni pogon, toplinska energija se dovodi do generatora. Međutim, za oba procesa koristi se izvor energije u obliku otpadne topline ili energije okoliša uz pomoć isparivača.
Obično je u procesu pretvorbe energije okoliša završna faza procesa. Energija koja se oslobađa tijekom izgaranja krutog goriva ili u nuklearnim reaktorima prolazi kroz veliki broj transformacija sve dok ne dobije oblik potreban za potrošače, potpuno se iskoristi i, konačno, gotovo uvijek prelazi u okoliš. Toplinske pumpe zahtijevaju potpuno drugačiji teorijski pristup. Ovdje se na početku procesa energija okoliša također koristi kao izvor topline uz energiju pogona.
Vrste popravaka karoserijskih instalacija.
Glavne vrste popravaka termoelektrana i toplinskih mreža su kapitalne i tekuće. Opseg održavanja i popravka određen je potrebom održavanja u ispravnom, operativnom stanju i periodičnim obnavljanjem termoelektrana, uzimajući u obzir njihovo stvarno tehnološko stanje.
Remont je popravak koji se izvodi radi vraćanja tehničkih i ekonomskih karakteristika objekta na vrijednosti bliske projektnim vrijednostima, uz zamjenu ili restauraciju bilo koje komponente.
Prijem termoelektrana iz remonta provodi radno povjerenstvo imenovano upravnim aktom organizacije.
Godišnji plan renoviranja. Za sve vrste termoelektrana potrebno je izraditi godišnje (sezonske i mjesečne) planove remonta. Godišnje planove popravaka odobrava čelnik organizacije. Planovima je predviđen izračun složenosti popravka, njegova trajanja (zastoja u popravcima), potreba za osobljem, kao i za materijalima, komponentama i rezervnim dijelovima, te se stvaraju njihove potrošne i hitne zalihe.
Tekući popravak toplinskih instalacija je popravak koji se izvodi radi održavanja tehničko-ekonomskih karakteristika objekta u navedenim granicama uz zamjenu i/ili obnovu pojedinih istrošenih dijelova i dijelova. Prijem iz tekućeg popravka provode osobe odgovorne za popravak, ispravno stanje i siguran rad termoelektrana.
Učestalost i trajanje svih vrsta popravaka utvrđeni su regulatornim i tehničkim dokumentima za popravak ove vrste termoelektrana.
