17. Схема замены роу на турбину с противодавлением в паровой котельной.

Рис. 1.2. Принципиальная схема электростанции, снабженной турбиной с противодавлением: ОКН - насос обратного конденсата - отработанный пар из турбины с противодавлением может отпускаться преимущественно для технологических целей, т.к. потребности в тепле для отопления изменяются в зависимости от времени года .

РОУ в котельних предназначенны для снабжения потребителей пара разных параметров.

Существенно повышает работу котельни позволяет замена РОУ на паровую турбину с противодействием типа Р или ПР. при введение в схему турбины с противодействием потенциал парового потока сбрасываемой в РОУ будет полезно использован для получения электроэнергии.

18 Классификация потерь тепловой энергии зданиями и сооружениями. Организация учёта и контроля за использованием энергоносителей.

 Потери на объектах потребителей тепла. Системы отопления и ГВС существующих зданий.

Наиболее существенными составляющими тепловых потерь в теплоэнергетических системах являются потери на объектах-потребителях. Наличие таковых не является прозрачным и может быть определено только после появления в теплопункте здания прибора учета тепловой энергии, т.н. теплосчетчика. Наш опыт работы с огромным количеством отечественных тепловых систем, позволяет указать основные источники возникновения непроизводительных потерь тепловой энергии. В самом распространенном случае таковыми являются потери:

• в системах отопления связанные с неравномерным распределением тепла по объекту потребления и нерациональностью внутренней тепловой схемы объекта (5-15%);

• в системах отопления связанные с несоответствием характера отопления текущим погодным условиям (15-20%);

• в системах ГВС из-за отсутствия рециркуляции горячей воды теряется до 25% тепловой энергии;

• в системах ГВС из-за отсутствия или неработоспособности регуляторов горячей воды на бойлерах ГВС (до 15% нагрузки ГВС);

• в трубчатых (скоростных) бойлерах по причине наличия внутренних утечек, загрязнения поверхностей теплообмена и трудности регулирования (до10-15% нагрузки ГВС).

Общие неявные непроизводительные потери на объекте потребления могут составлять до 35% от тепловой нагрузки!

Главной косвенной причиной наличия и возрастания вышеперечисленных потерь является отсутствие на объектах теплопотребления приборов учета количества потребляемого тепла. Отсутствие прозрачной картины потребления тепла объектом обуславливает вытекающее отсюда недопонимание значимости принятия на нем энергосберегающих мероприятий. В общем случае алгоритм улучшения ситуации энергопотребления зданиях выглядит так:

1. Установить приборы учета тепловой энергии на объектах потребления тепла. Появление картины потребления тепла зданием во времени даст возможность провести анализ сложившейся ситуации и выбрать наиболее эффективный способ использования тепловой энергии;

2. Настроить гидравлику внутренней системы отопления с помощью шайбирования или балансировочных клапанов, циркуляционных насосов внутреннего контура. При необходимости - внести изменение в схему подключения отопительных приборов, а возможно - использовать более экономичные радиаторы;

3. Установить автоматическую систему регулирования тепловой нагрузки здания по погодным условиям. Использование "погодного" регулирования способно до 30% снизить потребление тепла зданием при одновременном повышении комфортности в его помещениях.

4. По возможности оборудовать отопительные приборы радиаторными регуляторами температуры в помещениях, что дает возможность снижения тепловой нагрузки здания до 20%;

5. Провести ревизию существующих бойлеров ГВС и при необходимости - заменить их на высокоэффективные пластинчатые теплообменники.

6. Обеспечить надежную работу рециркуляции ГВС внутри объекта, что позволит сэкономить до 25% тепловой энергии, затрачиваемой на нагрев воды.

7. Обеспечить эффективную работу регуляторов температуры на бойлерах ГВС. Работоспособный регулятор температуры на бойлере экономит порядка 15% тепла, идущего на нужды ГВС.

8. Оборудовать теплопункты надежной и современной запорно-регулирующей арматурой.

9. В случае необходимости провести комплекс работ по утеплению здания.

Тепловые потери.

Существуют два вида тепловых потерь из здания: потери путем теплопроводности через стены, потолок, окна, двери и пол и потери через систему вентиляции.

Потери путем теплопроводности:

Pт = k * F * (tкомн. - tmin), где

к - коэффициент теплопередачи через данную ограждающую поверхность, Вт/м2 .°C;

F - площадь данной поверхности, м2;

tкомн. - температура воздуха в помещении, °C;

tmin - наиболее низкая температура наружного воздуха для данной местности, °C.

Суммируя тепловые потери через каждую из ограждающих поверхностей мы получаем полные теплопотери путем теплопроводности (Pполн ).

Потери через вентиляцию:

Pв = q * c * r * (tкомн.-tmin), где

q - поступление наружного воздуха, м3/с;

с - удельная теплоемкость воздуха, Дж/кг . °C;

к - плотность воздуха, кг/м3;

а - коэфиициент утилизации тепла. Вносится в правую

часть уравнения в виде (1-а) в случае действующей системы утилизации тепла (0

Коэффициенты теплопроводности могут быть найдены из таблиц и диаграмм или рассчитаны, если известны конструкционные материалы.

Общие тепловые потери рассчитываются как:

Р = Pполн + Pв

Величина чистых тепловых потерь:

P = Pобщ - Qвнутр, где

Qвнутр. - мощность внутренних источников тепловыделения.

Мощность обогревательного оборудования должна быть не меньше величины чистых тепловых потерь.

Таким образом, окончательно процесс обработки воздуха в теплый период года для прямоточной системы кондиционирования воздуха при наличии в помещении только теплоизбытков осуществляется по линии 1-0-4-3-2, где 1-0 - процесс охлаждения и осушения наружного воздуха в оросительной камере кондиционера; 0-4 - процесс подогрева воздуха в калорифере второго подогрева; 4-3 - процесс естественного подогрева воздуха в воздуховодах и вентиляторе; 3-2 - естественный подогрев воздуха в помещении за счет имеющихся там теплоизбытков.

Рис.3. Процессы обработки воздуха в тёплый период года.

Таким образом, окончательно процесс обработки воздуха в холодный период года для прямоточной системы кондиционирования воздуха при наличии в помещении только теплоизбытков осуществляется по линии 1-4-0-3-2, где 1-4 - процесс нагрева наружного воздуха в калорифере первого подогрева; 4-0 - процесс адиабатического увлажнения воздуха в оросительной камере кондиционера; 0-3 - процесс нагрева воздуха в калорифере второго подогрева; 3-2 - естественный процесс подогрева воздуха в помещении за счет имеющихся там теплоизбытков.

Рис.4. Процессы обработки воздуха в холодный период года.

Вопрос № 19. Объемно-планировочные и строительно-конструктивные меры по снижению энергопотребления зданиями и сооружениями.

Объемно-планировочные и строительно-конструктивные меры связаны с уменьшением тепловых потерь и теплопоступлений. Конкретная их реализация может быть связана: • с выбором ориентации здания относительно сторон света; • с выбором формы здания в плане и по вертикали, применением солнцезащитных устройств (в летний период); •с уменьшением затрат энергии на искусственное освещение;

• с выбором степени и характера остекления.

В целом эти мероприятия предусматриваются на стадии проектирования зданий, но могут быть реализованы и при эксплуатации.

Объемно-планировочные решения жилых домов в значительной мере влияют на их энергоэффективность. В первую очередь следует остановиться на этажности зданий. Исследования отечественных ученых показали, что многоэтажные 17–25 и более этажные жилые дома испытывают особые воздействия окружающей среды. На высоте вокруг домов возникают мощные вихревые потоки, вызывающие дополнительные нагрузки на конструкции. Ветер «давит» на одну из сторон дома, вызывая инфильтрацию и охлаждение воздуха в квартирах, расположенных с наветренной стороны, что требуется учитывать при теплотехнических расчетах отопительных систем. В самом здании возникает неблагоприятная обстановка в части воздушного режима и микроклимата в помещениях квартир. Возникает так называемый переток отработанного воздуха с нижних этажей на верхние. Чтобы чистый воздух попадал в квартиры верхних этажей с улицы, гигиенисты рекомендуют два приема: устроить 1–2 уплотненные двери между лестнично-лифтовым холлом и квартирой и установить вытяжной вентилятор на вытяжке из кухни. В свзи с этим оптимальная высота здания 9-16 этажей.

Имеются планировочные решения жилых зданий, основанные на лучевом расположении квартир. Такой планировочный прием позволяет размещать большее количество квартир на этаже (от 8 до 12) без удлинения внеквартирных коммуникаций. Эти решения обеспечивают уменьшение периметра наружных стен на единицу общей площади дома, уменьшение длины наружных и внутренних инженерных коммуникаций, увеличение нагрузки на лифты, что в конечном итоге ведет к экономному расходованию энергетических ресурсов. Основные внеквартирные коридоры при данном планировочном решении могут быть освещены вторым светом.

Что касаемо строительно-конструктивных мер. Существует такой показатель, как коэффициент компактности, представляющий собой отношение площади наружных ограждений к отапливаемому объему здания. Рациональной компактностью характеризуются так называемые ширококорпусные дома. Такие дома позволяют снизить теплопотери, микроклимат в них более устойчив, менее подвержен ветровому «выдуванию», выхолаживанию помещений квартир. Поэтому там, где это возможно, следует стремиться к уширению корпуса проектируемого жилого здания, поскольку это обеспечивает снижение теплопотерь за счет улучшения коэффициента компактности.

Так же более энергоэффективны здания с плоским фасадом. Например, здания с изрезанными фасадами, выступами, западами, ризалитами и другими аналогичными приемами, имеют теплопотери на 12-15 % более, чем здания с плоскими фасадами.

Остекление лоджий и балконов позволяет снизить расход тепла. Вместе с тем необходимо учитывать, что остекление ухудшает условия инсоляции, снижает освещенность комнат естественным светом примерно на 30 %. Кроме того, остекление лоджий лишает помещение прямого проветривания. Открывание части остекления не обеспечивает полноценного эффекта проветривания и вентиляции.

Для повышения теплоэффективности жилых зданий целесообразно применять такие архитектурные приемы, как ориентация здания по сторонам света с учетом преобладающих направлений холодного ветра, максимальное остекление южных фасадов и минимальное остекление северных фасадов.

20. Системы вентиляции с рециркуляцией воздуха.

Система рециркуляции представляет собой подмешивание воздуха, удаляемого из помещения, к наружному воздуху, и подача этой смеси в помещение. Рециркуляция воздуха в системе приточно-вытяжной вентиляции и воздушного отопления применяется в холодное время года в целях экономии тепла, так как при этом приходится нагревать не весь приточный воздух, а только наружный воздух, необходимый для дыхания людей. Кроме того, использование рециркуляции позволяет стабилизировать режим распределения воздуха в помещении, так как система работает при постоянном расходе, и скорости приточных струй имеют постоянное значение во все периоды года.

В режиме рециркуляции не происходит никакого воздухообмена, часть воздуха, удаляемого из помещений, после соответствующей очистки от производственных вредностей снова направляется в помещение.

При использовании принципа рециркуляции необходимо соблюдать следующие условия:

• количество чистого приточного воздуха должно составлять не менее 10% от общего количества воздуха подаваемого в помещение;

• воздух, поступающий в помещение, должен содержать не более 30% вредных веществ по отношению к их предельно допустимой концентрации.

Применение рециркуляции недопустимо в помещениях, в воздушной среде которых могут быть вредные вещества 1, 2 и 3-го классов опасности, неприятные запахи и болезнетворные микроорганизмы или возможно резкое увеличение концентрации вредных и взрывоопасных пылей, паров и газов (в производствах категории А, Б, В1-В4 по взрывопожарной опасности).

Система с промежуточным теплоносителем.

Данные устройства представляют собой два жидкостных теплообменника. Один из теплообменников расположен в вытяжном канале, другой – в приточном. Теплоноситель нагревается вытяжным воздухом, а затем передает тепло приточному воздуху. Данный тип рекуператоров применяется, когда недопустимо смешивание приточного и вытяжного воздуха. КПД данных установок составляет порядка 60%.

Наиболее эффективной является приточно-вытяжная вентиляция (рис.), состоящая из двух отдельных систем — приточной и вытяжной, которые одновременно подают в помещение чистый воздух и удаляют из него загрязненный.

Рис. Схема приточно-вытяжной вентиляции с рециркуляцией воздуха: а - приточная система; б - вытяжная система; 1 - воздухозаборное устройство; 2 - очиститель воздуха; 3 - центробежный вентилятор; 4 - калорифер; 5 - увлажнитель-охладитель; 6 - распределительный трубопровод; 7- приточные насадки; 8 - местные отсосы; 9- пылеуловитель; 10- выбросное устройство; 11 - воздуховод; 12- клапаны; 13 - производственное помещение; 14 - вентилято

Вопрос № 22. Определение степени рециркуляции. Тепловой и материальный балансы системы с рециркуляцией. Параметры воздуха после смешения. Энергосберегающий эффект от применения рециркуляции.

Степень рециркуляции:

Материальный баланс воздушной смеси:

ρ_п*L_п= ρ_н*L_н+ ρ_н*L_p

ρ_п*L_п*Н_с= ρ_н*L_н* Н_н+ ρ_н*L_p*Н_н

ρ_п*L_п*d_с= ρ_н*L_н* d_н+ ρ_н*L_p*d_н

L_п-расход приточной;

d-влагосодержание;

Н-энтальпия

Индекс П-состояние воздуха который подаём в вентилируемое помещение;

Индекс С- воздуха подоваемого на вентиляцию помещения,

Индекс Н-забираема с наружи;

В-удаляемая из помещения;

L_p-расход рециркулируемого воздуха.

Энтальпия и влагосодержание 1 ступени:

Н_с=α Н_в+(1-α) Н_н

d_с=α d_в+(1-α) d_н

Степень рециркуляции можно определить зная энтальпию или влагосодержание воздуха в характерных точках:

Степень рециркуляции:

Определим тепловую необходимую для нагрева воздуха в прямоточной системе:

Для систем с рециркуляцией:

Энергосберегающий эффект от применения рециркуляции: