Fordeler og ulemper
For det første inkluderer fordelene med varmepumper effektivitet: for å overføre 1 kWh termisk energi til varmesystemet, trenger installasjonen bare å bruke 0,2-0,35 kWh elektrisitet. Siden konvertering av termisk energi til elektrisk energi ved store kraftverk skjer med en virkningsgrad på opptil 50 %, øker effektiviteten av drivstoffbruken ved bruk av varmepumper - trigenerering. Forenklede krav til ventilasjonsanlegg og øker brannsikkerhetsnivået. Alle systemer opererer ved bruk av lukkede sløyfer og krever praktisk talt ingen driftskostnader, annet enn kostnaden for elektrisitet som kreves for å drive utstyret.
En annen fordel med varmepumper er muligheten til å bytte fra oppvarmingsmodus om vinteren til klimaanleggmodus om sommeren: bare i stedet for radiatorer, er viftekonvektorer eller "kaldt tak"-systemer koblet til en ekstern kollektor.
Varmepumpen er pålitelig, driften styres av automatisering. Under drift krever systemet ikke spesielt vedlikehold, mulige manipulasjoner krever ikke spesielle ferdigheter og er beskrevet i instruksjonene.
Et viktig trekk ved systemet er dets rent individuelle natur for hver forbruker, som består i det optimale valget av en stabil kilde til lavkvalitets energi, beregning av konverteringskoeffisienten, tilbakebetaling og andre ting.
Varmepumpen er kompakt (modulen overstiger ikke størrelsen på et konvensjonelt kjøleskap) og er nesten lydløs.
Selv om ideen uttrykt av Lord Kelvin i 1852 ble realisert fire år senere, ble varmepumper tatt i bruk først på 1930-tallet. Innen 2012, i Japan, er mer enn 3,5 millioner enheter i drift, i Sverige blir rundt 500 000 hus varmet opp med varmepumper av ulike typer.
Ulempene med geotermiske varmepumper som brukes til oppvarming inkluderer høye kostnader for installert utstyr, behovet for kompleks og kostbar installasjon av eksterne underjordiske eller undervannsvarmevekslerkretser. Ulempen med luftkildevarmepumper er den lavere varmekonverteringseffektiviteten knyttet til det lave kokepunktet til kjølemediet i den eksterne "luft"-fordamperen. En vanlig ulempe med varmepumper er den relativt lave temperaturen på det oppvarmede vannet, i de fleste tilfeller ikke mer enn +50 °C ÷ +60 °C, og jo høyere temperaturen på det oppvarmede vannet er, jo lavere er effektiviteten og påliteligheten til varmepumpe.
Termiske kraftverk hva er det
I dag brukes kraftstasjoner til ulike formål.
For eksempel er spesielle kraftverk som opererer ved hjelp av termisk energi ikke de mest brukte i dette området, men de har et stort antall driftsfordeler.
Slikt utstyr genererer, overfører og konverterer elektrisitet, og bringer det til forbrukeren.
Til tross for denne funksjonaliteten krever utstyret nøye diagnostikk og vedlikehold. Dette inkluderer standard teknisk sikkerhetspraksis, ledelsesorganisering og større vedlikeholdsarbeid.
Generell oversikt over utstyret
Utformingen av kraftverket er representert av et sett med systemer og nøkkelenheter som arbeider for å produsere elektrisitet ved å konvertere termisk energi til mekanisk energi.
Hovedmekanismen på slike stasjoner er en brutto elektrisk generator. I tillegg til den bevegelige akselen er et brennkammer inkludert i designet, hvorfra varme til slutt frigjøres.
En viktig merknad er at denne metoden innebærer frigjøring av gassformige stoffer og damp.
Ofte gjelder dette stasjoner som mates gjennom hydrologiske komplekser. I slike kommunikasjoner stiger damptrykket, hvoretter dampen beveger turbinrotoren til kraftverket.
Dermed kommer all energien inn i motorakselen og genererer en elektrisk strøm.
Det er verdt å merke seg at ikke all termisk energi går tapt i dette tilfellet, men kan brukes for eksempel til oppvarming.
Prinsipper for drift av termiske kraftverk
Et av de viktigste arbeidsmomentene er spenningen, på grunn av hvilken stasjonen får strøm. Ofte er komplekser utstyrt med et energipotensial på opptil tusen volt. I utgangspunktet brukes slike stasjoner lokalt til å forsyne industrianlegg.
Den andre typen inkluderer komplekser, hvis potensial er over tusen volt og brukes til å gi energi til individuelle områder, og noen ganger byer. Deres oppgave er å transformere og distribuere energi.
En viktig faktor er effekten, som varierer fra tre til seks GW. Disse tallene avhenger av typen drivstoff som brukes til forbrenning i forbrenningskammeret. I dag er det tillatt å bruke diesel, fyringsolje, fast brensel og gass.
Bygging av varmenett
Til en viss grad er kraftverk ledd i en enorm varmenettkjede.
Det er imidlertid verdt å merke seg at i motsetning til lignende nettverk som bruker høyspentlinjer, brukes varmenett her.
De tjener til å gi varmt vann til stasjoner.
Slike ledninger innebærer bruk av stengeventiler av passende type og størrelse, utstyrt med ventiler og metoder for styring av varmebæreren.
I tillegg brukes i praksis bruken av damprørledninger som inngår i infrastrukturen til termisk strømnett. Men i slike tilfeller, for å sikre riktig drift av anlegget, er det nødvendig å installere kondensatfjerningssystemer.
Automatiske kontrollsystemer
I den moderne verden erstattes mekanisk arbeid gradvis ved hjelp av automatiseringskontroll. Ved hjelp av en spesiell kontroller overvåker den ansatte den riktige arbeidsflyten til stasjonsblokkene, uten å bli distrahert fra funksjonene til ekspeditøren.
Dermed styres driften av termiske blokker av spesielle sensorer, og systemet registrerer dataene og overfører dem til kontrollpanelet. Etter å ha samlet inn informasjon fra sensorer, analyserer og korrigerer systemet driftsparametrene til kraftverk.
Regler for vedlikehold av kraftverk
Det viktigste punktet i den utmerkede driften av stasjonen er vedlikehold av kommunikasjon i riktig stand.
Ingeniører tester ytelsen til individuelle komponenter i installasjonen, hvoretter en omfattende systemdiagnostikk utføres.
Spesialister tester de elektroniske og mekaniske komponentene i kassen.
Det er planlagte og periodiske kontroller for defekter, ødeleggelser og strukturelle
Samtidig forstyrres ikke arbeidet og kroppsmaterialene deformeres ikke, noe som er viktig for energibygget.
Etter å ha identifisert og eliminert sentrene for funksjonsfeil, utføres kontroll av sensorer og et analytisk system under tilsyn av operatøren.
Resultater
Bruken av slike systemer innebærer oppnåelse av maksimal produktivitet innen energiforsyning.
Dette oppnås ved å forbedre kompetansen til ansatte, forbedre og automatisere arbeidsprosessen, samt installere moderne utstyr.
Men på grunn av de høye kostnadene prøver ledelsen å følge standard konfigurasjoner og kontrollmetoder i forvaltningen av kraftverk.
Hovedtypene varmepumper er
vann-vann, luft-luft, jord-vann, luft-vann, vann-luft, jord-luft.
Som du kan se, kan naturlige kilder med lavt potensial varme komme ut - varmen fra jorda, grunnvannet og uteluften, og den direkte sirkulerende kjølevæsken i systemet kan være vann (saltlake) så vel som luft.
jord som varmekilde
Temperaturen på jorda fra en dybde på 5-6 meter er praktisk talt i forhold til den gjennomsnittlige årlige temperaturen på uteluften. På grunn av det faktum at jordtemperaturen er stabil alle 12 måneder av året, oppstår den nødvendige temperaturforskjellen for den mest produktive driften av HP om vinteren - for oppvarming, og om sommeren - for kjøling. Den nødvendige jordenergien tas av en jordkollektor som er plassert i bakken og akkumulert i selve kjølevæsken, deretter kommer kjølevæsken inn i HP-fordamperen og sirkulasjonssirkulasjonen gjentas, etter neste varmefjerning. En frostvæske brukes som en slik kjølevæske.
Vanligvis blandes vann med propylenglykol for bruk, det er også mulig med etylenglykol. Typer varmepumper "jord-til-vann" eller "jord-til-luft" er delt inn i vertikale og horisontale, avhengig av plasseringen av jordkretsen i bakken. Hvis systemene er laget riktig, er de pålitelige og har lang levetid. Effektiviteten til vertikal og horisontal HP forblir høy uavhengig av årstiden.
 |
 |
| Horisontal jordsonde | Vertikal jordsonde |
Ulemper med vertikale jordsonder:
- behovet for et stort teknologisk område; - forekomsten av luftsekker i brønnen på grunn av ufaglært legging, som betydelig forverrer varmefjerning fra bakken; - umuligheten av gjenoppbygging.
Ulemper med horisontale jordsonder:
- krever høye driftskostnader; - umuligheten av å bruke passiv kjøling; - volumetriske jordarbeider; - den tekniske gjennomførbarheten av installasjon av strukturer er begrenset av tilleggskrav.
Vann som varmekilde
Bruken av denne typen varme er ganske variert. HP "vann-vann" og "vann-luft" tillater bruk av grunnvann, slik som artesisk, termisk, grunnvann. Det er også mye brukt som varmekilde - reservoarer, innsjøer, avløpsvann, etc. Jo lavere røret er plassert i vannsøylen, gjennom hvilken varme overføres, jo mer stabil, pålitelig og produktiv drift av HP.
Fordeler med varmepumper vann-vann, vann-luft:
- utmerket COP-konverteringskoeffisient på grunn av stabil kildetemperatur (grunnvannstemperaturen er rundt 6-7 °C hele året); - systemer opptar små teknologiske områder; - levetid på 30-40 år; - minimale driftskostnader; - mulighet for bruk store kapasiteter.
Ulemper med varmepumper vann-vann, vann-luft:
- gjeldende er begrenset av territorialitet, på grunn av mangel på en kilde eller i urbane forhold; - det er behov for høye krav til debitering av forsyningsbrønnen; - når vanntemperaturen stiger, er det nødvendig å kontrollere korrosjonsbeskyttelsen og innholdet av mangan og jern.
Luft som varmekilde
HP luft-til-vann eller luft-til-luft brukes oftest til bivalente eller monoenergetiske varmesystemer, og gir varmt vann.
Fordeler med luft-til-luft og luft-til-vann varmepumper:
- enkel design, installasjon og drift; - muligheten for bruk i alle klimasoner; - den laveste kostnaden og tilbakebetalingstiden sammenlignet med HP for andre varmekilder;
Ulemper med varmepumper (HP) "luft-til-luft", "luft-til-vann":
- forringelse av effektivitetskoeffisienten på grunn av endringer i omgivelsestemperaturen; - lav systemytelse ved temperaturer under 0 ° C, noe som innebærer behov for en ekstra varmekilde for oppvarmingsperioden.
Varmemotorer med ekstern forbrenning
- en.En Stirling-motor er et termisk apparat der en gassformig eller flytende arbeidsvæske beveger seg i et lukket rom. Denne enheten er basert på periodisk kjøling og oppvarming av arbeidsvæsken. I dette tilfellet utvinnes energi, som oppstår når volumet av arbeidsvæsken endres. Stirling-motoren kan kjøre på hvilken som helst varmekilde.
- 2. Dampmaskiner. Deres største fordel er enkelhet og utmerkede trekkraftsegenskaper, som ikke påvirkes av arbeidshastigheten. I dette tilfellet kan du klare deg uten girkasse. På denne måten skiller dampmaskinen seg til det bedre fra forbrenningsmotoren, som produserer for lite kraft ved lave hastigheter. Av denne grunn er dampmaskinen praktisk å bruke som trekkmotor. Ulemper: lav effektivitet, lav hastighet, konstant vann- og drivstofforbruk, høy vekt. Dampmaskiner pleide å være den eneste motoren. Men de krevde mye drivstoff og frøs om vinteren. Så ble de gradvis erstattet av elektriske motorer, forbrenningsmotorer, dampturbiner og gass, som er kompakte, høyere effektivitet, allsidighet og effektivitet.
Aksept av termiske installasjoner fra reparasjon
Ved mottak av utstyr fra reparasjoner foretas en vurdering av kvaliteten på reparasjonen, som inkluderer en vurdering av: kvaliteten på det reparerte utstyret; kvaliteten på reparasjonene som er utført.
Kvalitetsvurderinger er satt:
- foreløpig - etter fullføring av testing av individuelle elementer i et termisk kraftverk og som helhet;
- til slutt - basert på resultatene av en månedlig kontrollert operasjon, hvor utstyret skal testes i alle moduser, bør tester og justering av alle systemer utføres.
Arbeid utført under overhaling av termiske kraftverk er akseptert i henhold til loven. Godkjenningsbeviset følger med all teknisk dokumentasjon for utført reparasjon (skisser, mellomgodkjenningssertifikater for enkeltenheter og mellomliggende testrapporter, as-built dokumentasjon, etc.).
Reparasjonsgodkjenningssertifikater med alle dokumenter lagres permanent sammen med anleggenes tekniske datablader. Alle endringer som er identifisert og gjort under reparasjonen, føres inn i de tekniske databladene for installasjonene, diagrammer og tegninger.
Historie
Konseptet med varmepumper ble utviklet tilbake i 1852 av den fremragende britiske fysikeren og ingeniøren William Thomson (Lord Kelvin) og ytterligere forbedret og detaljert av den østerrikske ingeniøren Peter Ritter von Rittinger. Peter Ritter von Rittinger regnes som oppfinneren av varmepumpen, etter å ha designet og installert den første kjente varmepumpen i 1855. Men den praktiske anvendelsen av varmepumpen ervervet mye senere, eller rettere sagt på 40-tallet av XX-tallet, da oppfinnerentusiasten Robert Weber (Robert C Webber) eksperimenterte med fryseren. En dag rørte Weber ved et uhell et varmt rør ved utgangen av kammeret og innså at varmen rett og slett ble kastet ut. Oppfinneren tenkte på hvordan denne varmen skulle brukes, og bestemte seg for å legge et rør i en kjele for å varme opp vann. Som et resultat ga Weber familien en mengde varmt vann som de ikke kunne bruke fysisk, mens noe av varmen fra det oppvarmede vannet ble sluppet ut i luften. Dette fikk ham til å tenke at både vann og luft kan varmes opp fra én varmekilde samtidig, så Weber forbedret oppfinnelsen sin og begynte å drive varmtvann i en spiral (gjennom en spiral) og bruke en liten vifte til å fordele varmen rundt. huset for å varme det opp. Over tid var det Weber som hadde ideen om å «pumpe ut» varme fra jorden, hvor temperaturen ikke endret seg mye i løpet av året. Han plasserte kobberrør i bakken, gjennom hvilke freon sirkulerte, som "samlet" varmen fra jorden.Gassen kondenserte, ga fra seg varmen i huset og passerte igjen gjennom spolen for å ta opp neste del av varmen. Luften ble satt i bevegelse av en vifte og sirkulerte i hele huset. Året etter solgte Weber sin gamle kullovn.
På 1940-tallet var varmepumpen kjent for sin ekstreme effektivitet, men det reelle behovet for den oppsto etter oljekrisen i 1973, da det til tross for lave energipriser var en interesse for energisparing.
Bildetekster for lysbilder
lysbilde 1
Presentasjon Typer varmemotorer Fullført av: elev av gruppe 14K1 Polina Kozhenova
lysbilde 2
Varmemotorer Dampmotor Gass, dampturbin Jetmotor ICE Typer varmemotorer
lysbilde 3
Varmemotorer innser i sitt arbeid transformasjonen av en type energi til en annen. Dermed er maskiner enheter som tjener til å konvertere en type energi til en annen. Konverter indre energi til mekanisk energi. Den interne energien til varmemotorer dannes på grunn av energien til drivstoffet
lysbilde 4
En dampmotor er en ekstern forbrenningsvarmemotor som konverterer energien til oppvarmet damp til mekanisk arbeid av frem- og tilbakegående bevegelse av stempelet, og deretter til rotasjonsbevegelsen til akselen. I en bredere forstand er en dampmotor en ekstern forbrenningsmotor som omdanner dampenergi til mekanisk arbeid.
lysbilde 5
En forbrenningsmotor er en type motor, en varmemotor, der den kjemiske energien til drivstoffet som brenner i arbeidsområdet omdannes til mekanisk arbeid. Til tross for at forbrenningsmotorer er en relativt ufullkommen type varmemotorer, er de svært utbredt, for eksempel innen transport. Til tross for at forbrenningsmotorer er en relativt ufullkommen type varmemotorer, er de svært utbredt, for eksempel innen transport.
lysbilde 6
En gassturbin er en kontinuerlig varmemotor, i bladapparatet hvor energien til komprimert og oppvarmet gass omdannes til mekanisk arbeid på akselen. Den består av en kompressor koblet direkte til turbinen, og et forbrenningskammer mellom dem.
Lysbilde 7
En dampturbin er en kontinuerlig varmemotor, i bladapparatet hvis potensielle energi til komprimert og oppvarmet vanndamp omdannes til kinetisk energi, som igjen utfører mekanisk arbeid på akselen.
Lysbilde 8
Jetmotoren skaper trekkraften som er nødvendig for bevegelse ved å konvertere den innledende energien til den kinetiske energien til jetstrømmen til arbeidsfluidet. Arbeidsvæsken strømmer ut av motoren med høy hastighet, og i samsvar med loven om bevaring av momentum dannes en reaktiv kraft som skyver motoren i motsatt retning.
Lysbilde 9
Variasjonen av typer varmemotorer indikerer bare forskjellen i design og prinsipper for energikonvertering. Felles for alle varmemotorer er at de i utgangspunktet øker sin indre energi på grunn av forbrenning av drivstoff, etterfulgt av konvertering av intern energi til mekanisk energi.
Definisjon av en varmepumpe
En varmepumpe (HP) er en av termotransformatorene som gir varme fra en kropp til en annen, som har forskjellige temperaturer. Termiske transformatorer kan trappes opp hvis de er designet for å overføre varme til legemer med lav temperatur, og trappes ned hvis de brukes til å overføre varme til legemer med høy temperatur.
I lang tid forble varmepumpen et termodynamisk mysterium, selv om prinsippet for driften følger av Carnots verk, spesielt beskrivelsen av Carnot-syklusen, publisert i hans avhandling allerede i 1824. Et praktisk varmepumpesystem , kalt en varmemultiplikator, ble foreslått i 1852 av Lord Kelvin, som viste hvordan effektivt kan brukes til oppvarmingsformål.
Varmepumpen overfører intern energi fra en energibærer med lav temperatur til en energibærer med høyere temperatur. Siden, i samsvar med termodynamikkens andre lov, kan varmeenergi bare gå fra et høyt temperaturnivå til et lavt uten ytre påvirkning, er det nødvendig å bruke drivenergi for å implementere varmepumpesyklusen. Derfor utføres prosessen med energioverføring i motsatt retning av den naturlige temperaturforskjellen i en sirkulær syklus.
Hovedformålet med disse installasjonene er å bruke varmen fra en lavpotensialkilde, for eksempel miljøet. For implementering av varmepumpeprosessen, nødvendig forbruk av ekstern energi av noe slag: mekanisk, kjemisk, kinetisk, elektrisk, etc.
Det er i dag tre typer varmepumper som hovedsakelig brukes:
• kompresjon for varmeforsyning av individuelle hus, samt for varmeforsyning av individuelle industriverksteder eller installasjoner;
• absorpsjon for varmeforsyning av bygninger og industributikker;
• termoelektrisk for oppvarming av individuelle lokaler eller småhus.
Energibærerne som forsynes med termisk energi ved lav temperatur for gjennomføring av varmepumpesyklusen kalles kilder varme. De frigjør termisk energi ved varmeoverføring, konveksjon og/eller stråling. Energibærere som oppfatter termisk energi av økt potensial i varmepumpesyklusen kalles mottakere varme. De oppfatter termisk energi ved varmeoverføring, konveksjon og (eller) stråling.
Generelt kan følgende definisjon foreslås: en varmepumpe er en enhet som oppfatter varmestrømmen ved lav temperatur (på den kalde siden), samt energien som er nødvendig for å drive og begge energistrømmene ved en forhøyet (sammenlignet med den kalde siden) temperatur i form av en varmebølge.
Denne definisjonen gjelder for kompresjonsvarmepumper samt absorpsjons- og termoelektriske enheter som bruker Peltier-effekten.
Oppvarmingskapasitet (termisk kraft) av en dampkompresjon HP består av to komponenter: varmen som mottas av viparuvache fra en varmekilde (den såkalte kjølekapasiteten og drivkraften R, ved hjelp av hvilken den tilførte termiske energien heves til et høyere temperaturnivå.
I absorpsjons-HP ble den mekaniske kompressoren erstattet av en termokjemisk, i form av en ekstra løsningssirkulasjonskrets med en generator (kjele) og en absorber. I stedet for elektrisk drivenergi som tilføres den elektrisk drevne kompresjonsvarmepumpen, tilføres termisk energi til generatoren. For begge prosessene brukes imidlertid en energikilde i form av spillvarme eller miljøenergi ved hjelp av en fordamper.
Vanligvis i prosessen med miljøenergi konvertering er den siste fasen av prosessen. Energien som frigjøres under forbrenning av fast brensel eller i kjernefysiske reaktorer gjennomgår et stort antall transformasjoner til den tar den formen som er nødvendig for forbrukerne, er fullt brukt og til slutt passerer nesten alltid ut i miljøet. Varmepumper krever en helt annen teoretisk tilnærming. Her brukes i starten av prosessen også miljøenergi som varmekilde i tillegg til drivenergien.
Typer reparasjoner av karosseriinstallasjoner.
Hovedtypene for reparasjoner av termiske kraftverk og varmenett er kapital og strøm. Omfanget av vedlikehold og reparasjoner bestemmes av behovet for å opprettholde en brukbar, driftsklar tilstand og periodisk restaurering av termiske kraftverk, tatt i betraktning deres faktiske teknologiske tilstand.
Overhaling er en reparasjon utført for å gjenopprette de tekniske og økonomiske egenskapene til et objekt til verdier nær designverdiene, med utskifting eller restaurering av eventuelle komponenter.
Aksept av termiske kraftverk fra overhaling utføres av en arbeidskommisjon oppnevnt av det administrative dokumentet for organisasjonen.
Årlig oppussingsplan. For alle typer termiske kraftverk er det nødvendig å utarbeide årlige (sesongmessige og månedlige) reparasjonsplaner. Årlige reparasjonsplaner godkjennes av organisasjonens leder. Planene sørger for beregning av kompleksiteten til reparasjonen, dens varighet (nedetid i reparasjoner), behovet for personell, samt for materialer, komponenter og reservedeler, og deres forbruksvarer og beredskapslager opprettes.
Den nåværende reparasjonen av termiske installasjoner er en reparasjon utført for å opprettholde de tekniske og økonomiske egenskapene til en gjenstand innenfor de angitte grensene med utskifting og/eller restaurering av individuelle slitedeler og deler. Aksept fra gjeldende reparasjon utføres av personer som er ansvarlige for reparasjon, god stand og sikker drift av termiske kraftverk.
Hyppigheten og varigheten av alle typer reparasjoner er fastsatt av regulatoriske og tekniske dokumenter for reparasjon av denne typen termiske kraftverk.
