Теплонаносные установки

Также в контурах водяного охлаждения поршневых компрессоров применяют ТНУ. Тепловым насосом называется устройство, предназначенное для получения теплоты на основе обратного термодинамического цикла. Тепловой насос можно устанавливать вместо градирни. При этом в системе охлаждения с оборотным водоснабжением проточная вода от компрессоров направляется в испаритель ТНУ. Питьевая вода, необходимая для ГВС нагревается в конденсаторе ТНУ. В контур конденсатора можно также включать систему водяного отопления зданий. Можно получить температурный перепад воды по контрам более 25°С.

Для большинства промышленных предприятий значительная доля (30%) всей теплоты, поступающей на предприятие с паром, сетевой водой и выделяющейся при работе оборудования теряется в системе оборотного водоснабжения.

Традиционные схемы оборотного водоснабжения, основным элементом которого является «мокрая» градирня в наиболее жаркий период не обеспечивают поддержание необходимого температурного режима (20-25°С) охлаждающей воды. Потери воды в таких системах достигает 10%. Все это сказывается не только на качестве производимой продукции, но и является тормозом дальнейшего повышения производительности.

Одним из способов решения данной проблемы является использование в схеме для охлаждения оборотной воды теплонасосных установок (ТНУ). Это позволяет с одной стороны утилизировать ранее выбрасываемое тепло на покрытие отопительно-вентиляционных нагрузок и горячего водоснабжения, а с другой стороны достичь необходимых температурных параметров охлаждающих воды при любых температурах наружного воздуха

Схема 7. Схема охлаждения системы оборотного водоснабжения с утилизацией теплоты на покрытие нагрузки горячего водоснабжения.

1 – испаритель ТНУ, 2 – компрессор ТНУ, 3 – конденсатор ТНУ, 4 – регулировочные вентиль, 5 – переохладитель ТНУ, 6 – кожухотрубный теплообменник.

Оборотная вода от компрессора с температурой 50°С поступает в испаритель 1, где охлаждается до 40°С, отдавая тепло рабочему телу, хладагенту, циркулирующему в контуре ТНУ. Под действием теплоты хладагент вскипает и превращается в пар. Парообразный хладагент засасывается компрессором 2 и под необходимым давлением нагнетается в конденсатор 3, где в процессе охлаждения и конденсации рабочего тела теплота передается охлаждающей воде системе горячего водоснабжения предварительно нагретой в кожухотрубном теплообменнике за счет охлаждения оборотной воды с 40°С до нужной температуры.

С хема 8. Система охлаждения воды оборотной системы водоснабжения с утилизацией теплоты на покрытие отопительно-вентиляционных нагрузок.

1 – конденсатор ТНУ, 2 – кожухотрубный теплообменник, 3 – сухая градирня, 4 – компрессор ТНУ, 5 – расширительный вентиль, 6 – испаритель ТНУ.

Схема 8 рассчитана на круглогодичную работу тех или иных элементов схемы в тот или иной период года. В зимний период года вода оборотной системы водоснабжения с температурой 50°С поступает в конденсатор 1 , где нагревается до 60-65°С, затем проходит через теплообменник 2, где охлаждается, отдавая тепло теплоносителю системы вентиляции, до 35°С и поступает в испаритель ТНУ, где охлаждается до нужной температуры и поступает в бак-наполнитель оборотной воды. Теплота, отводимая в испарителе после повышения потенциала, используется для предварительного подогрева оборотной воды в конденсаторе 1.

В осеннее-весенний период при снижении или отсутствии вентиляционной нагрузки в работу включается сухая градирня 3. Вода оборотной системы в зависимости от вентиляционной нагрузки подается часть через сухую градирню 3, часть через теплообменник 2, охлаждаясь до нужной температуры, подается в бак. В летний период( максимально жаркий 30°С и выше), вода оборотной системы с температурой 50-55°С поступает в конденсатор 1, где нагревается до 60-65°С, затем подается в сухую градирню 3, где охлаждается до 35-40°С. Дальнейшее охлаждение воды происходит в испарителе 6.

Расчет технико-экономических показателей данных схем показывает, что при начальных капитальных затратах 1,5-2,0 млн. рублей срок окупаемости составляет 1,5-2 года.