lecture11 (1185074)
Текст из файла
Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)11. Использование геотермальной энергии для теплоснабжения жилых ипроизводственных зданий.11.0. ВведениеДля отопления и горячего водоснабжения жилых и производственныхзданий необходима температура воды не ниже 50-60° С.Наиболее рациональное использование термальных вод может бытьдостигнуто при последовательной их эксплуатации: первоначально в отоплении, а затем в горячем водоснабжении. Но это представляет некоторые трудности, так как потребность в горячей воде по времени года относительно постоянна, тогда как отопление является сезонным, оно зависит от климатических условий района, температуры наружного воздуха, времени года и суток.В настоящее время разработаны различные схемы использования термальных вод для отопления и горячего водоснабжения жилых и промышленных зданий.11.1.
Теплоснабжение высокотемпературной сильно минерализованнойтермальной водойТермальная вода имеет температуру выше 80° С, но сильно минерализована. В этих условиях возникает необходимость в устройстве промежуточных теплообменников. Принципиальное решение такой схемы показано нарис.
11.1.1.Здесь термальная вода из скважин разделяется на две параллельныеветви: одна направляется в теплообменник отопления и затем в теплообменник 1-й ступени подогрева воды для горячего водоснабжения; вторая — в теплообменник 2-й ступени.Чтобы избежать зарастания трубопровода, термальную воду используют с промежуточным теплообменником. Высокоминерализованную воду из©Кафедра теплоэнергетических систем, 20041Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)скважины подают в резервуар со змеевиками, по которым поступает преснаяречная вода. Нагретая пресная вода идет к потребителю, а выпадающие изтермальных вод соли осаждаются в резервуаре и на наружных поверхностяхзмеевика.
Недостатком схемы с теплообменником является сокращение срабатываемого потенциала термальной воды (на конечную разность температур в теплообменнике) .Рис. 11.1.1. Принципиальная схема геотермального теплоснабжения с теплообменниками: 1 – скважина; 2 – теплообменник системы отопления; 3 – теплообменник горячего водоснабжения 1-й ступени; 4 – то же, 2-й ступени; 5 –система отопления.Вышеописанная схема весьма применима для Кабардино-Балкарии.Термальная вода на курорте «Нальчик» использовалась только в бальнеологических целях.
Глубокие скважины вскрыли высокотермальную воду, ипоявилась возможность отоплять ею жилые и производственные здания, теплично-парниковые хозяйства. Для этого вода с температурой 78° С из скважин поступает в теплообменник типа «труба в трубе», который отдает частьтепла пресной воде.
Затем пресная вода направляется по трубам в жилые ипроизводственные здания для горячего водоснабжения, технологическихнужд, в теплицы, где выращивают в год два урожая овощей. Охлажденная втеплообменнике до температуры 37-38° С термальная вода подается в ванныи души бальнеолечебницы.©Кафедра теплоэнергетических систем, 20042Агеев В.А.
Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)11.2. Теплоснабжение низкотемпературной маломинерализованнойтермальной водойТермальная вода маломинерализована, но с низким тепловым потенциалом (температура ниже 80 °С). Здесь требуется повышение потенциалатермальной воды. Осуществить это можно разными методами, приведем основные из них:а) подача термальной воды параллельно на отопление и горячее водоснабжение и пиковый догрев отопительной воды;б) бессливная система геотермального теплоснабжения ;в) применение тепловых насосов;г) совмещенное применение тепловых насосов и пикового догрева.По схеме (а) термальная вода из скважин поступает в систему горячеговодоснабжения и параллельно в пиковую котельную. Здесь она догреваетсядо температуры, соответствующей метеорологическим условиям, и подаетсяв системы отопления (рис.
11.2.1). Данная схема особенно целесообразна длярайонов с дорогим бурением, так как пиковая котельная позволяет сократитьчисло скважин.Рис. 11.2.1. Принципиальная схема геотермального теплоснабжения с параллельной подачей геотермальной воды на отопление и горячее водоснабжениеи пиковым догревом воды на отопление: 1 – скважина; 2 – пиковый догреватель; 3 – система отопления; 4 – бак-аккумулятор.Схема (б) представляет более сложный вариант предыдущей схемы.Здесь термальная вода, поступающая из скважин, нагревается до температу©Кафедра теплоэнергетических систем, 20043Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)ры 160-200 °С, что обусловливается климатическими условиями и позволяетдостичь равенства воды в тепловых сетях и системах горячего водоснабжения.На рис.
11.2.2 приведена принципиальная схема такой установки. Изскважины 0 термальная вода поступает в котельную 8, затем, пройдя черездегазатор 7 и химводоочистку 2, подается в нагреватель 5. Перегретая воданаправляется в жилые дома. Абонентский ввод каждого дома оборудовансмесителем 4, в котором сетевая вода смешивается с отработанной водой изсистемы отопления.
Смесь требуемой температуры последовательно проходит систему отопления 5, а затем полностью расходуется в системе горячеговодоснабжения 6. Предусмотрена возможность сброса отработанной воды изсистемы отопления в канализацию, а также установка бака-аккумулятора 7для одного или группы зданий.Рис. 11.2.2. Принципиальная схема бессливной системы геотермального теплотеплоснабжения: 0 – скважина; 1 – дегазатор; 2 – химводоочистка;3 – водоподогреватель; 4 – смеситель; 5 – система отопления; 6 – система горячего водоснабжения; 7 – бак-аккумулятор; 8 – котельная.С повышением температуры наружного воздуха расход воды на вводеостается постоянным, часть воды поступает в систему горячего водоснабже©Кафедра теплоэнергетических систем, 20044Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)ния, минуя систему отопления по специальной перемычке.
При этом с помощью терморегулятора поддерживается одинаковая температура воды в системе горячего водоснабжения в течение всего отопительного сезона.В летний период термальная вода подается на горячее водоснабжение,минуя подогреватель, по обводному трубопроводу в котельной.Осуществление такой схемы позволяет полнее использовать тепло термальной воды, сократив до минимума число скважин, уменьшить диаметртепловых сетей и их протяженность, снизить металлоемкость систем отопления.
Однако в такой системе пиковая котельная превращается по существу вбазисный генератор тепла для отопления, который работает весь отопительный сезон. Отсюда большая установленная мощность котельной и большойрасход топлива. Существует мнение, что температура догрева не должнапревышать 100 °С из-за опасности возникновения коррозии и накипи. В таком случае распределительные сети рекомендуется выполнять двухтрубными.
Это дополнительный фактор, снижающий эффективность системы.Все сказанное заставляет критически относиться к данной схеме и выбор ее обосновывать тщательным экономическим расчетом в каждом конкретном случае.Схема (в) предусматривает утилизацию тепла низкотемпературныхтермальных источников при помощи теплового насоса. На рис. 11.2.3 показана типовая схема теплоснабжения с компрессионным тепловым насосом.©Кафедра теплоэнергетических систем, 20045Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)Рис.
11.2.3. Принципиальная схема геотермального теплоснабжения с применением теплового насоса: 1 – скважина; 2 – испаритель; 3 – компрессор; 4 –конденсатор; 5 – регулирующий вентиль.Горячая вода из скважин 1 подается к испарителю теплового насоса 2,где происходит передача ее тепла быстро испаряющемуся рабочему веществу. Образующиеся пары сжимаются компрессором 3 и направляются в конденсатор 4, где конденсируются при более высоком давлении, отдавая тепловоде, циркулирующей в системе отопления. Охлажденная вода сбрасываетсяв канализацию. Эффективность схемы повышается при работе теплового насоса летом в режиме холодильной машины. В целях более полного срабатывания тепла термальной воды была предложена более сложная модификацияэтой схемы с тепловыми насосами.Схема (г) – комплексная система теплоснабжения с трансформациейтепла сбросной воды в сочетании с пиковым ее подогревом и качественнымрегулированием (рис. 11.2.4).©Кафедра теплоэнергетических систем, 20046Агеев В.А.
Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)Рис. 11.2.4. Схема комплексного геотермального теплоснабжения с применением пикового догрева и тепловых насосов: 1 – скважина; 2 – водоочистка; 3– насосная станция; 4 – транзитный теплопровод; 5 – пиковый догреватель; 6– система отопления; 7 и 12 – смесители; 8 – конденсаторы; 9 – испарители;10 – система горячего водоснабжения; 11 – бак-аккумулятор.Вода из источника 1, пройдя очистку 2, перекачивается насосной станцией 3 в количестве Qa по однотрубному теплопроводу 4 и поступает к потребителям с температурой t a .
Один поток воды Q1 догревается в пиковойкотельной 5 до температуры t n и поступает в смеситель 7, где к нему подмешивается отработанная вода, предварительно подогретая в конденсаторахтеплового насоса 8 до температуры t g .Отработанная вода с температурой t 0 после системы отопления б разветвляется на три потока. Одна часть Q3 поступает в конденсаторы теплового насоса 8 и смеситель 7. Вторая часть ее направляется в испарители теплового насоса 9, где она охлаждается до температуры t x и сбрасывается.
Третьячасть направляется в смеситель 12, из которого вода с температурой t r в количестве Qr поступает в бак-аккумулятор 11 и систему горячего водоснабжения 10.©Кафедра теплоэнергетических систем, 20047Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)Второй поток воды источника Q2 через вентиль B1 поступает в смеситель 12 и сеть горячего водоснабжения. Если температура геотермальной воды ниже температуры t r , то вода догревается до t r в котельной 5 и черезвентиль B2 поступает в систему горячего водоснабжения в количестве Qr .С целью повышения отопительного коэффициента и обеспечения болеегибкого регулирования теплонасосные агрегаты включаются в систему теплоснабжения по последовательно-противоточной схеме так, чтобы нагревводы в конденсаторе 8 и охлаждение сбрасываемой воды в испарителях 9осуществлялось в несколько ступеней.С изменением температуры наружного воздуха качественное регулирование осуществляется пиковой котельной, тогда как теплопроизводительность теплового насоса и потребление воды из скважин остаются неизменными.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
