Avantaje și dezavantaje
În primul rând, avantajele pompelor de căldură includ eficiența: pentru a transfera 1 kWh de energie termică către sistemul de încălzire, instalația trebuie să cheltuiască doar 0,2-0,35 kWh de energie electrică. Deoarece conversia energiei termice în energie electrică la centralele mari are loc cu o eficiență de până la 50%, eficiența utilizării combustibilului la utilizarea pompelor de căldură crește - trigenerare. Simplificarea cerințelor pentru sistemele de ventilație și crește nivelul de siguranță la incendiu. Toate sistemele funcționează folosind bucle închise și nu necesită practic niciun cost de operare, în afară de costul energiei electrice necesar pentru exploatarea echipamentului.
Un alt avantaj al pompelor de căldură este capacitatea de a trece de la modul de încălzire iarna la modul de aer condiționat vara: doar în loc de radiatoare, ventiloconvectoarele sau sistemele „tavan rece” sunt conectate la un colector extern.
Pompa de căldură este fiabilă, funcționarea sa este controlată de automatizare. În timpul funcționării, sistemul nu necesită întreținere specială, posibilele manipulări nu necesită abilități speciale și sunt descrise în instrucțiuni.
O caracteristică importantă a sistemului este natura sa pur individuală pentru fiecare consumator, care constă în alegerea optimă a unei surse stabile de energie de calitate scăzută, calculul coeficientului de conversie, rambursarea și alte lucruri.
Pompa de căldură este compactă (modulul său nu depășește dimensiunea unui frigider convențional) și este aproape silentioasă.
Deși ideea exprimată de Lord Kelvin în 1852 a fost realizată patru ani mai târziu, pompele de căldură au fost puse în practică abia în anii 1930. Până în 2012, în Japonia, peste 3,5 milioane de unități sunt în funcțiune, în Suedia, aproximativ 500.000 de case sunt încălzite cu pompe de căldură de diferite tipuri.
Dezavantajele pompelor de căldură geotermale utilizate pentru încălzire includ costul ridicat al echipamentelor instalate, necesitatea instalării complexe și costisitoare a circuitelor externe subterane sau subacvatice de schimb de căldură. Dezavantajul pompelor de căldură cu sursă de aer este eficiența mai scăzută de conversie a căldurii asociată cu punctul de fierbere scăzut al agentului frigorific din evaporatorul extern „aer”. Un dezavantaj comun al pompelor de căldură este temperatura relativ scăzută a apei încălzite, în cele mai multe cazuri nu mai mult de +50 °C ÷ +60 °C, iar cu cât temperatura apei încălzite este mai mare, cu atât eficiența și fiabilitatea acesteia sunt mai mici. pompa de caldura.
Centrale termice ce este
Astăzi, centralele electrice sunt folosite în diverse scopuri.
De exemplu, centralele speciale care funcționează cu ajutorul energiei termice nu sunt cele mai utilizate în acest domeniu, dar au un număr mare de avantaje de exploatare.
Un astfel de echipament generează, transmite și convertește energie electrică, aducând-o la consumator.
În ciuda acestei funcționalități, echipamentul necesită diagnosticare și întreținere atentă. Aceasta include practicile tehnice standard de siguranță, organizarea managementului și lucrările majore de întreținere.
Vedere generală a echipamentului
Proiectarea centralei este reprezentată de un set de sisteme și unități cheie care lucrează pentru a produce energie electrică prin conversia energiei termice în energie mecanică.
Mecanismul principal la astfel de stații este un generator electric brut. Pe lângă arborele mobil, în proiect este inclusă o cameră de ardere, din care se eliberează în cele din urmă căldură.
O notă importantă este că această metodă implică eliberarea de substanțe gazoase și abur.
Adesea, acest lucru se aplică stațiilor care sunt alimentate prin complexe hidrologice. În astfel de comunicații, presiunea aburului crește, după care aburul mișcă rotorul turbinei centralei electrice.
Astfel, toată energia pătrunde în arborele motorului și generează un curent electric.
Este de remarcat faptul că nu toată energia termică se pierde în acest caz, dar poate fi folosită, de exemplu, pentru încălzire.
Principii de funcționare a centralelor termice
Unul dintre momentele principale de lucru este tensiunea, datorită căreia stația este alimentată. Adesea, complexele sunt echipate cu un potențial energetic de până la o mie de volți. Practic, astfel de stații sunt folosite local pentru aprovizionarea instalațiilor industriale.
Al doilea tip include complexe, al căror potențial este de peste o mie de volți și este folosit pentru a furniza energie zonelor individuale și, uneori, orașelor. Sarcina lor este să transforme și să distribuie energia.
Un factor important este puterea, care variază de la trei până la șase GW. Aceste cifre depind de tipul de combustibil utilizat pentru ardere în camera de ardere. Astăzi este permisă utilizarea motorinei, păcurului, combustibilului solid și gazului.
Constructia retelelor de incalzire
Într-o oarecare măsură, centralele electrice sunt verigă într-un lanț imens de rețele de încălzire.
Cu toate acestea, merită remarcat faptul că, spre deosebire de rețelele similare care folosesc linii de înaltă tensiune, aici sunt utilizate rețelele de căldură.
Acestea servesc la furnizarea de apă caldă la stații.
Astfel de linii presupun folosirea supapelor de închidere de tip și dimensiune adecvate, echipate cu supape și metode de control al purtătorului de căldură.
În plus, în practică, se folosește utilizarea conductelor de abur incluse în infrastructura rețelei termice. Cu toate acestea, în astfel de cazuri, pentru a asigura funcționarea corectă a instalației, este necesar să se instaleze sisteme de îndepărtare a condensului.
Sisteme de control automat
În lumea modernă, munca mecanică este înlocuită treptat prin intermediul controlului automatizării. Cu ajutorul unui controler special, angajatul monitorizează fluxul corect de lucru al blocurilor de stație, fără a fi distras de la funcțiile dispecerului.
Astfel, funcționarea blocurilor termice este controlată de senzori speciali, iar sistemul înregistrează datele și le transmite către panoul de control. După colectarea informațiilor de la senzori, sistemul analizează și corectează parametrii de funcționare ai centralelor electrice.
Reguli pentru întreținerea centralelor electrice
Cel mai important punct în funcționarea excelentă a stației este menținerea comunicațiilor în stare corespunzătoare.
Inginerii testează performanța componentelor individuale ale instalației, după care se efectuează o diagnosticare cuprinzătoare a sistemului.
Specialiștii testează componentele electronice și mecanice ale carcasei.
Există verificări programate și periodice pentru defecte, distrugeri și structurale
În același timp, munca nu este perturbată și materialele corpului nu sunt deformate, ceea ce este important pentru construcția de energie.
După identificarea și eliminarea centrelor de defecțiuni, controlul se realizează prin senzori și un sistem analitic sub supravegherea operatorului.
Rezultate
Utilizarea unor astfel de sisteme presupune realizarea unei productivităţi maxime în domeniul furnizării de energie.
Acest lucru se realizează prin îmbunătățirea abilităților angajaților, îmbunătățirea și automatizarea procesului de lucru, precum și instalarea de echipamente moderne.
Cu toate acestea, din cauza costurilor ridicate, conducerea încearcă să adere la configurații standard și metode de control în managementul centralelor electrice.
Principalele tipuri de pompe de căldură sunt
apă-apă, aer-aer, sol-apă, aer-apă, apă-aer, sol-aer.
După cum puteți vedea, pot ieși surse naturale de căldură cu potențial scăzut - căldura solului, a apei subterane și a aerului exterior, iar lichidul de răcire care circulă direct în sistem poate fi apă (saramură), precum și aer.
solul ca sursă de căldură
Temperatura solului de la o adâncime de 5-6 metri este practic proporțională cu temperatura medie anuală a aerului exterior. Datorită faptului că temperatura solului este stabilă în toate cele 12 luni ale anului, diferența de temperatură necesară apare pentru cea mai productivă funcționare a HP iarna - pentru încălzire, iar vara - pentru răcire. Energia solului necesară este preluată de un colector de pământ situat în pământ și acumulată în lichidul de răcire propriu-zis, apoi lichidul de răcire intră în vaporizatorul HP și se repetă cercul de circulație, după următoarea îndepărtare a căldurii. Un lichid antigel este utilizat ca atare lichid de răcire.
De obicei, apa este amestecată cu propilenglicol pentru utilizare, este posibil și cu etilenglicol. Tipurile de pompe de căldură „sol-apă” sau „sol-aer” sunt împărțite în verticale și orizontale, în funcție de locația circuitului de pământ în pământ. Dacă sistemele sunt realizate corect, acestea sunt fiabile și au o durată de viață lungă. De asemenea, eficiența HP vertical și orizontal rămâne ridicată indiferent de perioada anului.
 |
 |
| Sondă de sol orizontală | Sondă de masă verticală |
Dezavantajele sondelor verticale de sol:
- necesitatea unei suprafețe tehnologice extinse; - apariția sacilor de aer în puț din cauza poării necalificate, care agravează semnificativ îndepărtarea căldurii din sol; - imposibilitatea reconstrucției.
Dezavantajele sondelor de pământ orizontale:
- necesită costuri mari de exploatare; - imposibilitatea utilizării răcirii pasive; - terasamente volumetrice; - fezabilitatea tehnică a instalării structurilor este limitată de cerințe suplimentare.
Apa ca sursă de căldură
Utilizarea acestui tip de căldură este destul de diversă. HP „apă-apă” și „apă-aer” permit utilizarea apelor subterane, precum apa arteziană, termică, subterană. De asemenea, este utilizat pe scară largă ca sursă de căldură - rezervoare, lacuri, ape uzate etc. Cu cât conducta este mai jos în coloana de apă, prin care se transferă căldura, cu atât mai stabilă, fiabilă și productivă funcționarea HP.
Avantajele pompelor de căldură apă-apă, apă-aer:
- coeficient de conversie COP excelent datorita temperaturii stabile a sursei (temperatura apei subterane este in jur de 6-7 °C pe tot parcursul anului); - sistemele ocupa suprafete tehnologice reduse; - durata de viata de 30-40 de ani; - costuri minime de operare; - posibilitate de aplicare capacitati mari.
Dezavantajele pompelor de căldură apă-apă, apă-aer:
- aplicabil este limitat de teritorialitate, din lipsa unei surse sau în condiții urbane; - sunt necesare cerințe ridicate pentru debitul puțului de alimentare; - la creșterea temperaturii apei este necesară verificarea protecției anticoroziune și continutul de mangan si fier.
Aerul ca sursă de căldură
HP aer-apă sau aer-aer sunt cel mai adesea utilizate pentru sistemele de încălzire bivalente sau monoenergetice și furnizarea de apă caldă.
Avantajele pompelor de căldură aer-aer și aer-apă:
- simplitatea proiectării, instalării și exploatării; - posibilitatea de utilizare în orice zonă climatică; - cel mai mic cost și perioadă de amortizare comparativ cu HP a altor surse de căldură;
Dezavantajele pompelor de căldură (HP) „aer-aer”, „aer-apă”:
- deteriorarea coeficientului de eficiență din cauza modificărilor temperaturii ambiante; - performanță scăzută a sistemului la temperaturi sub 0°C, ceea ce presupune necesitatea unei surse de căldură suplimentare pentru perioada de încălzire.
Motoare termice cu ardere externă
- unu.Un motor Stirling este un aparat termic în care un fluid de lucru gazos sau lichid se mișcă într-un spațiu închis. Acest dispozitiv se bazează pe răcirea și încălzirea periodică a fluidului de lucru. În acest caz, se extrage energie, ceea ce are loc atunci când se modifică volumul fluidului de lucru. Motorul Stirling poate funcționa pe orice sursă de căldură.
- 2. Motoare cu abur. Principalul lor avantaj este simplitatea și calitățile excelente de tracțiune, care nu sunt afectate de viteza de lucru. În acest caz, puteți face fără cutie de viteze. În acest fel, motorul cu abur se deosebește în bine de motorul cu ardere internă, care produce o cantitate insuficientă de putere la turații mici. Din acest motiv, motorul cu abur este convenabil de utilizat ca motor de tracțiune. Dezavantaje: randament redus, viteza redusa, consum constant de apa si combustibil, greutate mare. Anterior, motoarele cu abur erau singurul motor. Dar au avut nevoie de mult combustibil și au înghețat iarna. Apoi au fost înlocuite treptat cu motoare electrice, motoare cu ardere internă, turbine cu abur și gaz, care sunt compacte, cu eficiență, versatilitate și eficiență mai mari.
Recepție instalații termice din reparație
La acceptarea echipamentelor din reparații, se efectuează o evaluare a calității reparației, care include o evaluare a: calității echipamentului reparat; calitatea reparatiilor efectuate.
Evaluările de calitate sunt stabilite:
- preliminar - la finalizarea testării elementelor individuale ale unei centrale termice și în ansamblu;
- în cele din urmă - pe baza rezultatelor unei operațiuni lunare controlate, în timpul căreia echipamentul trebuie testat în toate modurile, ar trebui efectuate teste și reglarea tuturor sistemelor.
Lucrările efectuate în timpul reviziei centralelor termice se acceptă conform actului. Certificatul de recepție este însoțit de toată documentația tehnică pentru reparația efectuată (schițe, certificate de recepție intermediară pentru unități individuale și rapoarte de testare intermediară, documentație de construcție etc.).
Certificatele de receptie reparatii cu toate documentele sunt stocate permanent impreuna cu fisele tehnice ale instalatiilor. Toate modificările identificate și efectuate în timpul reparației sunt înscrise în fișele tehnice ale instalațiilor, schemele și desenele.
Poveste
Conceptul de pompe de căldură a fost dezvoltat în 1852 de remarcabilul fizician și inginer britanic William Thomson (Lord Kelvin) și îmbunătățit și detaliat în continuare de inginerul austriac Peter Ritter von Rittinger. Peter Ritter von Rittinger este considerat inventatorul pompei de căldură, care a proiectat și instalat prima pompă de căldură cunoscută în 1855. Dar aplicarea practică a pompei de căldură a dobândit mult mai târziu, sau mai degrabă în anii 40 ai secolului XX, când inventatorul-entuziast Robert Weber (Robert C Webber) a experimentat cu congelatorul. Într-o zi, Weber a atins din greșeală o țeavă fierbinte la ieșirea din cameră și și-a dat seama că căldura era pur și simplu aruncată afară. Inventatorul s-a gândit cum să folosească această căldură și a decis să pună o țeavă într-un cazan pentru a încălzi apa. Drept urmare, Weber a oferit familiei sale o cantitate de apă caldă pe care nu o puteau folosi fizic, în timp ce o parte din căldura de la apa încălzită a fost eliberată în aer. Acest lucru l-a determinat să creadă că atât apa, cât și aerul pot fi încălzite dintr-o singură sursă de căldură în același timp, așa că Weber și-a îmbunătățit invenția și a început să conducă apa fierbinte în spirală (printr-o bobină) și să folosească un mic ventilator pentru a distribui căldura în jur. casa pentru a o încălzi. De-a lungul timpului, Weber a avut ideea de a „pompa” căldură de pe pământ, unde temperatura nu s-a schimbat prea mult în timpul anului. A pus în pământ țevi de cupru, prin care circula freonul, care „aduna” căldura pământului.Gazul s-a condensat, a renunțat la căldură în casă și a trecut din nou prin bobină pentru a prelua următoarea porțiune de căldură. Aerul era pus în mișcare de un ventilator și circula prin toată casa. În anul următor, Weber și-a vândut vechea sobă cu cărbune.
În anii 1940, pompa de căldură era cunoscută pentru eficiența sa extremă, dar nevoia reală a acesteia a apărut după criza petrolului din 1973, când, în ciuda prețurilor scăzute la energie, a existat un interes pentru conservarea energiei.
Subtitrări pentru diapozitive
slide 1
Prezentare Tipuri de motoare termice Completată de: studenta grupului 14K1 Polina Kozhenova
slide 2
Motoare termice Motor cu abur Turbină pe gaz, cu abur Motor cu reacție ICE Tipuri de motoare termice
slide 3
Motoarele termice realizează în munca lor transformarea unui tip de energie în altul. Astfel, mașinile sunt dispozitive care servesc la transformarea unui tip de energie în altul. Transformă energia internă în energie mecanică. Energia internă a motoarelor termice se formează datorită energiei combustibilului
slide 4
Un motor cu abur este un motor termic cu ardere externă care transformă energia aburului încălzit în lucru mecanic al mișcării alternative a pistonului și apoi în mișcarea de rotație a arborelui. Într-un sens mai larg, un motor cu abur este un motor cu ardere externă care transformă energia aburului în lucru mecanic.
slide 5
Un motor cu ardere internă este un tip de motor, un motor termic, în care energia chimică a combustibilului care arde în zona de lucru este transformată în lucru mecanic. În ciuda faptului că motoarele cu ardere internă sunt un tip relativ imperfect de motoare termice, ele sunt foarte răspândite, de exemplu, în transport. În ciuda faptului că motoarele cu ardere internă sunt un tip relativ imperfect de motoare termice, ele sunt foarte răspândite, de exemplu, în transport.
slide 6
O turbină cu gaz este un motor termic continuu, în aparatul cu palete al căruia energia gazului comprimat și încălzit este convertită în lucru mecanic asupra arborelui. Este alcătuit dintr-un compresor conectat direct la turbină și o cameră de ardere între ele.
Slide 7
O turbină cu abur este un motor termic continuu, în aparatul cu paletă al căruia energia potențială a vaporilor de apă comprimați și încălziți este convertită în energie cinetică, care, la rândul său, efectuează lucrări mecanice asupra arborelui.
Slide 8
Motorul cu reacție creează forța de tracțiune necesară mișcării prin conversia energiei inițiale în energia cinetică a curentului cu jet al fluidului de lucru. Fluidul de lucru curge din motor cu viteză mare și, în conformitate cu legea conservării impulsului, se formează o forță reactivă care împinge motorul în direcția opusă.
Slide 9
Varietatea de tipuri de motoare termice indică doar diferența în proiectarea și principiile conversiei energiei. Comun tuturor motoarelor termice este faptul că inițial își măresc energia internă datorită arderii combustibilului, urmată de conversia energiei interne în energie mecanică.
Definiția pompei de căldură
O pompă de căldură (HP) este unul dintre dispozitivele termotransformatoare care furnizează căldură de la un corp la altul, care au temperaturi diferite. Transformatoarele termice pot fi intensificate dacă sunt proiectate pentru a transfera căldură către corpuri cu o temperatură scăzută, și reducătoare dacă sunt folosite pentru a transfera căldură către corpuri cu temperatură ridicată.
Multă vreme, pompa de căldură a rămas un mister termodinamic, deși principiul funcționării acesteia rezultă din lucrările lui Carnot, în special, descrierea ciclului Carnot, publicată în disertația sa încă din 1824. Un sistem practic de pompă de căldură , numit multiplicator de căldură, a fost propus în 1852 de Lord Kelvin, care a arătat cum poate fi folosit eficient în scopuri de încălzire.
Pompa de căldură transferă energia internă de la un purtător de energie cu o temperatură scăzută la un purtător de energie cu o temperatură mai ridicată. Deoarece, în conformitate cu cea de-a doua lege a termodinamicii, energia termică poate trece doar de la un nivel de temperatură ridicat la unul scăzut fără nicio influență externă, este necesar să se utilizeze energia de antrenare pentru a implementa ciclul pompei de căldură. Prin urmare, procesul de transfer de energie în direcția opusă diferenței naturale de temperatură se realizează într-un ciclu circular.
Scopul principal al acestor instalații este utilizarea căldurii unei surse cu potențial scăzut, cum ar fi mediul. Pentru implementarea procesului pompei de căldură, consumul necesar de energie externă de orice fel: mecanică, chimică, cinetică, electrică etc.
În prezent, există trei tipuri de pompe de căldură care sunt utilizate în principal:
• compresie pentru alimentarea cu căldură a caselor individuale, precum și pentru alimentarea cu căldură a atelierelor sau instalațiilor industriale individuale;
• absorbția pentru alimentarea cu căldură a clădirilor și magazinelor industriale;
• termoelectric pentru incalzirea spatiilor individuale sau caselor mici.
Se numesc purtătorii de energie alimentați cu energie termică la temperatură scăzută pentru implementarea ciclului pompei de căldură surse căldură. Ele eliberează energie termică prin transfer de căldură, convecție și/sau radiație. Sunt numiți purtători de energie care percep energie termică cu potențial crescut în ciclul pompei de căldură receptori căldură. Ei percep energia termică prin transfer de căldură, convecție și (sau) radiație.
În general, se poate propune următoarea definiție: o pompă de căldură este un dispozitiv care percepe fluxul de căldură la o temperatură scăzută (pe partea rece), precum și energia necesară conducerii și ambele fluxuri de energie la o temperatură ridicată (comparativ cu partea rece) sub forma unei flux de caldura.
Această definiție este valabilă pentru pompele de căldură cu compresie, precum și pentru unitățile de absorbție și termoelectrice care utilizează efectul Peltier.
Capacitate de incalzire (puterea termică) a unei compresii de vapori HP constă din două componente: căldura primită de viparuvache de la o sursă de căldură (așa-numita capacitate de răcire și puterea de antrenare R, prin care energia termică de intrare este ridicată la un nivel de temperatură mai ridicat.
In HP de absorbtie, compresorul mecanic a fost inlocuit cu unul termochimic, sub forma unui circuit suplimentar de circulatie a solutiei cu generator (cazan) si absorbant. În loc de energia electrică de antrenare furnizată pompei de căldură cu compresie acţionată electric, generatorului este furnizată energie termică. Cu toate acestea, pentru ambele procese, cu ajutorul unui evaporator se folosește o sursă de energie sub formă de căldură reziduală sau energie de mediu.
De obicei, în procesul de conversie a energiei de mediu este etapa finală a procesului. Energia eliberată în timpul arderii combustibilului solid sau în reactoarele nucleare suferă un număr mare de transformări până când ia forma necesară consumatorilor, este utilizată pe deplin și, în final, trece aproape întotdeauna în mediu. Pompele de căldură necesită o abordare teoretică complet diferită. Aici, la începutul procesului, energia mediului este folosită și ca sursă de căldură pe lângă energia de antrenare.
Tipuri de reparații ale instalațiilor caroseriei.
Principalele tipuri de reparații ale centralelor termice și rețelelor de încălzire sunt cele capitale și curente. Domeniul de aplicare a întreținerii și reparațiilor este determinat de necesitatea menținerii unei stări de funcționare, funcționare și refacerii periodice a centralelor termice, ținând cont de starea lor tehnologică reală.
Revizia este o reparație efectuată pentru a restabili caracteristicile tehnice și economice ale unui obiect la valori apropiate de valorile de proiectare, cu înlocuirea sau restaurarea oricăror componente.
Recepția centralelor termice de la revizie este efectuată de o comisie de lucru desemnată prin documentul administrativ al organizației.
Plan anual de renovare. Pentru toate tipurile de centrale termice este necesar să se întocmească grafice anuale (sezoniere și lunare) de reparații. Planurile anuale de reparații sunt aprobate de șeful organizației. Planurile prevăd calculul complexității reparației, durata acesteia (timp de nefuncționare în reparații), necesarul de personal, precum și de materiale, componente și piese de schimb, iar stocul lor de consumabile și de urgență este creat.
Reparația curentă a instalațiilor termice este o reparație efectuată pentru menținerea caracteristicilor tehnice și economice ale unui obiect în limitele specificate cu înlocuirea și/sau refacerea pieselor și pieselor individuale de uzură. Recepția din reparația curentă se realizează de către persoanele responsabile cu repararea, starea bună și funcționarea în siguranță a centralelor termice.
Frecvența și durata tuturor tipurilor de reparații sunt stabilite prin documente normative și tehnice pentru repararea acestui tip de centrale termice.
