ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Тепловой насос с газомоторным приводом из "Комбинированные парогазовые установки и циклы " Положение может измениться, если привод компрессора теплового насоса осуществить непосредственно от теплового двигателя, полезно утилизируя отходящее тепло последнего. Но в этом случае тепловой насос надо сравнивать уже не с отдельной котельной, а с ТЭЦ, что потребует увеличения минимального значения ф для теплового насоса соответственно до 4,5—8,0, что обычно нереально. [c.161] Исключительные условия создаются, однако, в случае, когда в качестве привода используют поршневой газовый двигатель. [c.161] Современные двигатели внутреннего сгорания превращают в механическую энергию до 35—38% тепла сжигаемого топлива. Таких цифр не смогут дать (если учесть необходимое противодавление в теплофикационных паровых турбинах) даже лучшие парогазовые ТЭЦ с высоконапорными парогенераторами. Использование тепла, отдаваемого в зарубашечное пространство системы охлаждения, и установка котлов — утилизаторов тепла отходящих газов позволяют свести общие теплопотери до величины, характерной для современных ТЭЦ, имеющих турбины с противодавлением. В условиях, когда газообразное и жидкое топливо находит широкое применение в коммунальном хозяйстве, поршневые двигатели смогли бы оказаться идеальным силовым агрегатом для ТЭЦ. Но малая единичная мощность и ограниченный моторесурс препятствуют такому применению этих двигателей. [c.161] Если поршневой газовый двигатель использовать только как привод теплового насоса, то малая единичная мощность его может оказаться положительным фактором, позволяя удешевить тепловые сети путем максимального приближения теплогенерирующей установки к потребителю. Ограниченный моторесурс сказывается в отопительных установках меньше, нежели в электрогенерирующих, вследствие сезонных колебаний нагрузки и допустимости кратковременных перерывов в работе без ущерба для потребителя. [c.161] В охлаждаемом зарубашеч-ном пространстве двигателя осуществляется вторая ступень подвода тепла к нагреваемой воде окончательный нагрев этой воды происходит в котле - утилизаторе тепла выхлопных газов 6. [c.162] Теплоноситель высокого потенциала (вода) должен подогреваться в процессе 6]—от температуры Гв, до температуры Тв,-Для нагрева используются теплоноситель низкого потенциала, позволяющий поддерживать в испарителе теплового насоса температуру Тх, и теплота топлива, эквивалентная на рис. 7-3 площади /—6—9—3—1. [c.163] сгорая в двигателе, превращает в механическую работу теплоту, эквивалентную площади 4—8—10—3—4. В идеальных условиях эта площадь должна совпадать по величине с площадью 14—13—12—15—14, соответствующей работе компрессора теп-.лового насоса. [c.163] Далее вода подогревается в котле-утилизаторе в процессе 2— 20, для чего используется тепло выхлопных газов, эквивалентное площади 8—2—11—5—8. Площадь 2—10—9—11—2 определяет физическое тепло уходящих газов, не поддающееся полезной утилизации. Окончательный нагрев воды до необходимой температуры Тв, осуществляется в зарубашечном пространстве двигателя. Теплота, отдаваемая в зарубашечном пространстве, условно может быть изображена площадью 1—4—5—6—1, равновеликой площади 20——21—7—20. [c.163] Требуется определить мощность двигателя, параметры и производительность компрессора теплового насоса, общий расход топлива (а следовательно, и коэффициент эффективности, или приведенный к. п. д.), тепловые потоки в отдельных элементах установки. [c.164] Расчет теплообменных аппаратов не представляет специфических особенностей, и мы на нем здесь не останавливаемся. [c.164] Отсюда определится температура воды после конденсатора теплового насоса. [c.165] Определить количество передаваемого тепла и температуру теплоносителя в отдельных элементах схемы, очевидно, не составит труда. [c.165] Обычно считается, что отопительные установки с тепловым насосом должны быть рассчитаны на пониженные температуры сетевой воды. Это увеличивает металловложения в систему отопления и является одним из препятствий на пути практического использования тепловых насосов. Ниже будет рассмотрен пример отопительной установки, в которой температура прямой и обратной сетевой воды, несмотря на наличие теплового насоса, соответствует стандартным величинам. [c.165] Температура насыщения в испарителе теплового насоса предполагается неизменной и равной 0° С. Эта цифра характерна для некоторых зарубежных установок тепловых насосов, использующих в качестве источника тепла низкой температуры речную воду [Л. 7-4]. Величина общего к. п. д. установки относительно цикла Карно принята постоянной и равной rjo к мальный температурный напор в конденсаторе теплового насоса принят равным 5° С. [c.166] Далее принято, что г = 0,3 и = 0,6, чему соответствует температура газов за котлом-утилизатором порядка ПО—113° С. [c.166] По вышеописанной методике рассчитана схема теплового насоса с газомоторным приводом в условиях переменных температурных режимов. Значения приведенного к. п. д. т]пр в вычислены по формуле (7-19). Для аналогичных условий по формуле (7-3) вычислены значения т пр в для теплового насоса с электроприводом (принято Tii s = 0,35). [c.166] Эти цифры свидетельствуют о том, что применение комбинированного цикла в сочетании с газомоторным приводом может в корне изменить конкурентоспособность компрессионных тепловых насосов. [c.166] Существенной предпосылкой практического применения тепловых насосов является наличие источников тепла низкого потенциала (плавательные бассейны, бани, прачечные и др.). Одновременно следует заметить, что масштабы теплопотребления здесь обычно соответствуют применяемым мощностям поршневых газовых двигателей. [c.166] Балансные испытания [Л. 7-6, 7] показали, что экономия топлива благодаря вводу в действие теплонасосной установки составила 35,5%. Если учесть, что часть тепловой нагрузки приходилась на старые котлы, работающие параллельно с утилизационной установкой, то окажется, что последняя давала значительно большую экономию топлива. С другой стороны, необходимо учитывать, что в схему был включен теплоуловитель, обеспечивающий непосредственное восприятие части тепла сбросной воды. В ходе испытаний проектные показатели оказались достигнутыми, а это означает, что при непрерывной работе капитальные вложения могли бы окупиться в несколько лет. [c.169] В действительности же установка до последнего времени работала с перерывами, которые отчасти объяснялись недостаточной приспособленностью основного оборудования, которое, как выше отмечалось, было выбрано, исходя из реальных возможностей того времени. Однако причиной большинства простоев были организационные неполадки. [c.169] Вернуться к основной статье