Міністерство освіти та науки України

Національний університет “Львівська політехніка”

Ю. О. Малик Енергозберігаючі технології

Частина 3

Конспект лекцій

Затверджено

на засіданні кафедри ЕОНС

Протокол № 1 від 4.09.2009 р.

Львів 2009

Конспект лекцій з дисципліни “Енергозберігаючі технології”. Частина 3. Навчальний посібник для студентів базового напряму підготовки 040106 “Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування” усіх форм навчання /Укладач Ю. О. Малик. — Львів: Видавництво НУЛП, 2009. - 53 с.

В даному навчальному посібнику висвітлені поняття ексергії, проведено термодинамічний аналіз роботи холодильних та паросилових установок, дано коротку термодинамічну характеристику теплових машин (двигунів внутрішнього згорання, газотурбінних установок та реактивних двигунів).

Даний конспект може бути корисним при підготовці до занять, при курсовому та дипломному проектуванні і виконанні магістерської кваліфікаційної роботи.

Посібник призначений для студентів – екологів.

Укладач Малик Юліан Олексійович,

доцент, канд. техн. наук

Відповідальний за випуск Мальований Мирослав Степанович,

професор, д-р. техн. наук

Рецензент Семенишин Євген Михайлович

професор, д-р. техн. наук

зміст

Вступ				4
8.	Ексергія			6
	8.1.	Оборотність та продукування роботи		10
		8.1.1	Роботоздатність системи	10
		8.1.2	Роботоздатність потоку	17
			8.1.2.1. Ексергія (роботоздатність) потоку робочого тіла	17
			8.1.2.2. Ексергія (роботоздатність) потоку теплоти	19
9.	Холодильні установки			22
	9.1	Аналіз холодильних циклів. Загальна характеристика холодильних установок. Холодоагенти		22
	9.2.	Цикл ідеальної холодильної машини		24
	9.3.	Цикл повітряної холодильної машини		28
	9.4.	Цикл парової компресійної холодильної установки		33
	9.5.	Тепловий насос		37
10.	Теплові парові цикли			39
	10.1.	Парові установки, які працюють по циклу Карно (конденсаційному циклу)		39
	І0.2.	Паросилові установки, які працюють по простому циклу Ренкіна		42
	10.3.	Цикл Ренкіна з перегріванням пари (компенсаційний цикл)		45
	10.4.	Шляхи підвищення ефективності ПСУ		48
11.	Теплові машини. Класифікація теплових машин			48
Література				52

Вступ

Енергозберігаючою технологією називається розділ енергетики, що вивчає закономірності взаємозв’язку та взаємообумовленості технологічних і енергетичних процесів даного виробництва з метою економії паливно-енергетичних ресурсів і створення практично безвідходного виробництва за матеріалом та теплотою.

До даного часу виробництва отримують первинні енергоресурси зі сторони, хоча при правильній розробці енерго - технологічної схеми виробництва від цього можна відмовитися.

Вважається найбільш перспективним створення енерго – технологічних систем (ЕТС), в яких енергетичне обладнання (тепло- та парогенератори, котли-утилізатори, парові та газові турбіни, тепловикористовуючі апарати, холодильні установки і термотрансформатори) входять в прямі сполучення з хіміко- технологічним обладнанням, складаючи єдину систему. В цьому випадку в ЕТС створюється тісний взаємозв’язок та взаємообумовленість між технологічними та енергетичними стадіями виробництва.

Велика потенціальна можливість в економії первинних енергоресурсів (палива, теплоти та енергоресурсів) закладена в ефективному використанні вторинних енергоресурсів (ВЕР): фізичної теплоти пічних та технологічних газів, скидних рідин, теплоти згоряння відходів виробництв, енергії надлишкового тиску продуктів і сировини виробництв. У всіх ЕТС зведення до мінімуму використання первинних енергоресурсів, і, навпаки, до максимуму використання ВЕР повинна проходити без якого-небудь зниження якості продукції, яку отримують.

При розробці ЕТС різних виробництв необхідно перш за все передбачити максимальне використання відходів даного виробництва для вироблення побічних продуктів і тільки у випадку неможливості цього піддавати відходи даного виробництва спалюванню з метою отримання теплоти. При такому підході до створення ЕТС можна успішно вирішити задачу створення безвідходної технології як по енергії, так і по матеріалах. Іншими словами, енергозберігаюча технологія дозволяє успішно вирішити одну із основних проблем сучасності – економії енергоресурсів і захисту довкілля.

Основною задачею при розробці ЕТС є пошук найбільш ефективних методів зменшення паливно - енергетичних ресурсів при одночасному підвищенні технологічних показників.

Створення ЕТС неможливе без її термодинамічного аналізу. Цей аналіз переслідує дві мети:

1) отримати картину енергетичних перетворень, які проходять в системі, що дозволить отримати достовірну інформацію про ЕТС (значення к.к.д. системи та її окремих елементів, розподіл і характер втрат в системі, відносна вага кожного елемента системи, характеристику зв’язків між елементами системи, взаємодію із навколишнім середовищем, тощо; ця інформація є основною для подальшої роботи з удосконалення системи і співставлення її з іншими системами даного виробництва (існуючими);

2) мати можливість провести оптимізацію різних параметрів елементів ЕТС з метою отримання максимальної термодинамічної та економічної ефективності ЕТС. При цьому потрібно мати на увазі, що дуже часто ЕТС досить ефективна термодинамічно економічно далека від оптимуму.