Повышение эффективности работы теплового насоса в системах теплоснабжения за счет модернизации конденсатора

• Автор: Петраков, Геннадий Николаевич
• Шифр специальности: 05.14.04, 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 206 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТНУ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

1.1. Современный уровень развития теплонасосной техники

1.2. Основные направления развития теплонасосной техники

1.2.1 Совершенствование конструкций компрессоров ТН

1.2.2 Создание новых хладагентов для ТНУ

1.2.3 Совершенствование конструкции теплообменных аппаратов ТН Ь 1.2.4 Исследование эффективности использования различных НПИТ

1.2.5 Использование низкотемпературных систем отопления

1.2.6 Оптимизация энергоэкономических параметров ТСТ

1. 3. Выводы и постановка задач исследований
ГЛАВА 2.0БОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ЦИКЛА И КОНСТРУКЦИИ ТЕПЛОВОГО НАСОСА НА ОСНОВЕ ЭКСЕРГЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
2.1. Анализ термодинамического цикла традиционного теплового насоса
2.1.1 Определение внутренних и внешних потерь эксергии в ТН
2.1.2 Определение собственных и технических потерь эксергии в ТН ф 2.1.2.1 Потери эксергии в компрессоре ТН
2.1.2.2 Потери эксергии в конденсаторе
2.1.2.3 Потери эксергии в регенеративном ТОА
2.1.2.4 Потери эксергии в испарителе ТН
2.2 Методы повышения эффективности конденсатора
2.3 Сравнительный анализ предложенных методов
2.4. Анализ термодинамического цикла теплового насоса при
модификации его конструкции
3
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ДВУХЦЕЛЕВОГО ТЕПЛОВОГО НАСОСА
3.1 Схема экспериментальной установки
3.2 Методика проведения экспериментов
3.3 Обработка опытных данных и оценка погрешностей
3.4 Анализ результатов исследований
ГЛАВА 4. ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ НА БАЗЕ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ
4.1. Децентрализованная система теплоснабжения на базе традиционного одноцелевого теплового насоса
4.2. Децентрализованная система теплоснабжения на базе двухцелевого ТН
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА


Развитие работ по ТН в нашей стране значительно отличалось от работ в этом направлении за рубежом, т. Однако во многих случаях использование ТЭЦ может быть нерациональным. Там, где потребители теплоты рассредоточены или не позволяют природные условия, основным источником теплоты оставались малые котельные, а также различные электронагревательные устройства. Работы по разработке и внедрению ТН в нашей стране ведутся уже очень давно, но это были, в основном, экспериментальные и демонстрационные проекты. В -е годы прошлого столетия исследовательские работы по ТНУ имели, также в основном, обзорный и теоретический характер. Однако Н. И. Гельперин, А. Ф. Иофе, Г. Ф. Ундриц, А. М. Регирер, А. Н. Ложкин, Ю. В. Голевинский, А. А.Канаев, В. А. Зысин уже тогда теоретически и экспериментально доказали целесообразность получения тепловой энергии с помощью ТН. Одна из первых промышленных ТСТ была разработана в -х годах прошлого столетия специалистами ЛПИ им. М. И. Калинина. Она была смонтирована и запущена в эксплуатацию в г. Волжске. Система предназначалась для теплоснабжения здания кинотеатра, а в качестве НПИТ использовалась сточная вода производственной канализации с температурой -КЮ °С. В результате ее эксплуатации произошло уменьшение эксплуатационных расходов на % по сравнению с традиционной системой отопления. В - е годы в АН Грузинской ССР под руководством академика В. И. Гомелаури была создана и испытана ТНУ для теплоснабжения курорта Цхалтубо, где в качестве НПИТ была использована минеральная вода источника с температурой + °С. Опыты также подтвердили перспективность промышленного использования таких систем [-], что способствовало их дальнейшему распространению. Очень большой вклад в развитие ТН внес коллектив Тбилисского политехнического института. Например, на чайной фабрике (г. Сам-тредиа, Грузинская ССР) в г. ТНУ для технологического процесса обработки чайного листа на базе автоматизированных холодильных машин ХМ-ФУУ—0, тепловая мощность которых составляла 3,7 МВт. Это обеспечило двукратную экономию электроэнергии по сравнению с раздельным теплохладоснабжением и экономию условного топлива до кг на 1 ГДж выработанной теплоты при снижении приведенных затрат на - %. В декабре г. ТСТ пансионата “Дружба” (г. Ялта) тепловой мощностью 2,4 МВт, разработанная ВНИПИЭнергопром, которая была предназначена для покрытия нагрузок отопления и горячего водоснабжения, а также нагрева воды в плавательном бассейне и кондиционирования воздуха летом. Эксплуатация станции обеспечила экономию условного топлива около 0 т/год []. В Черноморской курортной зоне Кавказа летние максимальные нагрузки холодоснабжения на -5-% превышают расчетные нагрузки отопления, что явилось одной из предпосылок к разработке проекта ТСТ курзала курорта Пицунда []. Другим примером может служить комплексная установка теплохладоснабжения Львовского завода “Реактив”, в которой потребителями тепла являются системы отопления, вентиляции, технологического и бытового горячего водоснабжения []. Большой комплекс научно-исследовательских и проектноконструкторских работ по созданию и внедрению ТСТ проводились во ВНИ-ПИЭнергопроме [, -], ЦНИИЭПинженерного оборудования [, -], Тбилисском ГПИ [ - , ], МЭИ [ - ], ВИЭСХ, НИИ Стройфизи-ки, КиевЗНИИЭП [], ЭНИН им. Г.М. Кржижановского, Гипрцветмете, ВНИИ Холодмаш. В результате этих работ были определены перспективные направления развития ТНУ. Было создано более экспериментальных проектов ТСТ объектов промышленного, сельскохозяйственного и жилищногражданского назначения. Анализ технико-экономических показателей реализованных и разрабатываемых проектов ТСТ показывал недостаточность проработки в большинстве случаев вопросов оптимизации схемных решений и режимных параметров систем. Энергетическая стратегия развития энергетики в настоящее время предусматривает возрастание интереса к этому способу получения тепловой энергии. Переход к рыночным отношениям привел к тому, что стоимость топлива значительно увеличилась и это заставляет потребителей теплоты искать нетрадиционные источники тепловой энергии.