Учебное пособие 800525

Принцип действия абсорбционной холодильной машины основан на определённых свойствах хладагента и абсорбента, которые обеспечивают отвод тепла, охлаждение и поддержание необходимого температурного режима.

АБХМ представляет собой холодильную установку, работающую за счёт тепловой энергии, а не электричества. Источником тепловой энергии может служить горячая вода, выхлопные газы, пар, природный газ и другие виды топлива. Поэтому затраты на эксплуатацию АБХМ с ГТУ минимальны, так как в качестве источника тепла можно использовать уходящие газы или горячую воду и пар, полученные при утилизации тепла уходящих газов ГТУ.

На рис. 2 представлена принципиальная схема работы абсорбционной холодильной машины, в которой в качестве абсорбента используется бромистый литий (LiBr), а хладагентом является вода.

Рис. 2. Принципиальная схема работы АБХМ

Вода–хладагент поступает в левую часть камеры – «Испаритель». Внутри, в условиях глубокого вакуума, происходит процесс кипения хладагента, который отводит тепло из охлаждаемой воды, циркулирующей по трубкам теплообменника.

Этот процесс непосредственно охлаждает воду, циркулирующую в теплообменнике («вода охлаждённая») и выполняет главную задачу, стоящую перед абсорбционным чиллером.

121

Капли концентрированного раствора бромида лития подаются в правую часть камеры («абсорбер»), где абсорбируют пары воды– хладагента.

Для того чтобы не допустить повышения температуры бромида лития и потери его абсорбирующих свойств, необходима охлаждающая вода, которая стабилизирует его температуру.

Раствор бромида лития, полученный после абсорбции, направляется в генератор при помощи насоса.

Там под воздействием тепла из него выкипает часть воды. Это восстанавливает изначальную концентрацию бромида лития в растворе, что нужно для поддержания его абсорбирующих свойств.

В конденсаторе происходит процесс конденсации пара хладагента, образовавшегося при кипении раствора в генераторе.

Далее, эта вода–хладагент вновь попадает в «испаритель» (левую часть камеры) и цикл повторяется заново.

Литература

1.Кемпбел, Д.М. Очистка и переработка природных газов / Д.М. Кемпбел. – М.: Недра, 1977. – 349 с.

2.Бондарь, А.Г. Машины и аппараты химических производств. / А.Г. Бондарь, Б.А. Гаевский, С.А. Городинская, Р.Я. Ладнев, Ю.М. Тананайко, В.Т. Миргородский. – М.: Машиностроение, 1974.

–456 с.

Воронежский государственный технический университет

122

УДК 681.5.017

А.Е. Хороший, студент; А.Ю. Трошин, к.т.н., доцент

РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИЗМЕНЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА

Аннотация: в данной статье рассматривается методика расчёта параметров теплоносителя и их изменения в зависимости от температуры наружного воздуха для регулирования подачи тепловой энергии на отопление жилых зданий

Ключевые слова: расход тепловой энергии, индивидуальный тепловой пункт, система учёта и регулирования тепловой энергии

Одним из возможных решений повышения эффективности систем учёта и регулирования тепловой энергии является отказ от теплоснабжения зданий через ЦТП и организация в каждом здании индивидуальных тепловых пунктов. Регулирование отпуска тепла на отопление на вводе в здание.

По отношению к аналогичной схеме регулирования, реализованной на ЦТП, позволяет дополнительно учесть такие составляющие энергосбережения, как завышенная поверхность нагрева отопительных приборов, бытовые тепловыделения, солнечную радиацию при пофасадной системе регулирования отопления, и за счёт этого получить дополнительные 5–10 %, а иногда и больше, экономии тепловой энергии.

Система учёта и регулирования тепловой энергии, теплоносителя (СУРТЭ) предназначена для обеспечения надлежащего качества теплоснабжения эксплуатируемых жилых зданий, подключённых к централизованным системам от ТЭЦ или котельных, при минимальных затратах энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Эта система устанавливается в тепловых пунктах зданий

(ИТП).

Для каждого потребителя следует применять автоматическое регулирование подачи теплоносителя путём поддержания заданного графика температуры теплоносителя в подающем трубопроводе отопления в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.

123

При выборе площади поверхности нагрева отопительных при-

боров с запасом 2 1,05 (в этом случае Kзап 2 ), или при выявлении его по результатам энергоаудита, для исключения перерасхода тепловой энергии на отопление в процессе эксплуатации необходимо пересчитать расчётные параметры температур теплоносителя, циркулирующего в системе отопления, исходя из этого запаса. Величина Kзап – это отношение проектного расчётного расхода тепло-

вой энергии на отопление данного здания Qот.пр P , к требуемому расчётному расходу тепловой энергии на отопление по результатам

подающем и обратном трубопроводах системы отопления, определяемые в зависимости от изменения QO ; QO – относительный расход тепловой энергии на отопление при текущей температуре наружного воздуха tн , определяемый по формулам (4) или (5); taP – расчётная температура воздуха в помещениях здания, принятая для расчёта температурных графиков отпуска тепла; t1ТР ; t2ТР – расчёт-

ные температуры теплоносителя, соответственно в подающем и обратном трубопроводах системы отопления без учёта запаса в поверхности нагрева отопительных приборов (из проекта); m – показатель степени в формуле изменения коэффициента теплопередачи отопительного прибора.

При построении температурных графиков регулирования подачи тепловой энергии на отопление в ИТП необходимо знать алго-

124

ритм изменения относительного расхода тепловой энергии на отопление в зависимости от температуры наружного воздуха, который может отличаться для зданий разного назначения [2]. Графики изменения относительного расхода тепловой энергии на отопление Q

в зависимости от температуры наружного воздуха tн для разного

типа потребителей и способов автоматического регулирования приведены на рис.

Рис. Графики изменения относительного расхода тепловой энергии на

отопление Qо в зависимости от температуры наружного воздуха tн для

разного типа потребителей и способов автоматического регулирования: 1 – для промышленных и общественных зданий; 2 – для жилых зданий при

регулировании без коррекции по отклонению температуры внутреннего воздуха от заданной; 3 – для жилых зданий при регулировании с коррекцией по температуре внутреннего воздуха

Для общественных зданий, при расчёте теплопотерь которых не учитывают бытовые тепловыделения, относительный расход тепло-

вой энергии на отопление Qо.общ определяют по формуле:

125

где Qо – расход тепловой энергии на отопление при текущей температуре наружного воздуха tн , Вт; Qо.макс – расчётный расход

тепловой энергии на отопление при расчётной температуре наружного воздуха для проектирования отопления t0 , Вт;

Для жилых зданий при расчёте изменения расхода тепловой энергии на отопление учитывают бытовые тепловыделения в квартирах, которые, в отличие от теплопотерь через ограждающие конструкции, не зависят от величины tн [3]. С повышением температу-

ры tн доля бытовых тепловыделений в тепловом балансе жилого

здания возрастает, за счёт чего можно сократить подачу тепловой энергии на отопление по сравнению с величиной, определённой по формуле (4). Относительный расход тепловой энергии на отопление

жилого здания Q ориентируясь на квартиры с угловыми помещени-

ями верхнего этажа, где доля бытовых тепловыделений от теплопотерь самая низкая, определяют по формуле:

где Qint – расчётная величина бытовых тепловыделений в целом по дому, Вт; tВопт – оптимальная температура воздуха в отапливае-

мых помещениях, принимаемая с учётом принятого способа регулирования °С.

Расчётный расход теплоносителя, кг/ч, циркулирующего в системе отопления, определяется из уравнения:

ная нагрузка на систему отопления, кВт, то же, что и Qо.макс в формуле (4); t1ТР р , t2ТР р – расчётные температуры теплоносителя, соответственно в подающем и обратном трубопроводах системы отопле-

126

ния с учётом запаса в поверхности нагрева отопительных приборов; с – удельная теплоёмкость воды.

Применение предложенной методики позволит проектировать автоматизированные системы регулирования тепловой энергии с повышенной эффективностью расхода тепловой энергии.

Литература

1.Р НП «АВОК» 3.3.1–2009 Рекомендации АВОК. Автоматизированные индивидуальные тепловые пункты в зданиях взамен центральных тепловых пунктов. Нормы проектирования. – 96с.

2.СП 41–101–95. Проектирование тепловых пунктов. – 61с.

3.СНиП 41–01–2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. – 89с.

4.Устройство систем учета и регулирования тепловой энергии: методический документ. – М.: ООО Издательство «Новости тепло-

снабжения», 2014. – 3–е изд. – 200 с. (С. 110–119).

5.Aнапольская, Л.Е. Метеорологические факторы тепловогорежима зданий / Л.Е. Анапольская, Л.С. Гандин. – Л.: Гидрометеоиз-

дат, 1973. – 240 с.

Воронежский государственный технический университет

127

УДК: 628.477.2+662.707.2

В.В. Михеев, студент; С.С. Дудкин, студент; В.И. Лукьяненко, к.т.н., доцент

СВОЕВРЕМЕННОСТЬ БИОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК В РОССИИ

Аннотация: все мы знаем, что на сегодняшний день запасы топлива на планете не бесконечны. И поэтому все большее внимание уделяется альтернативным источникам энергии. Одной из особенностей современного развития является повышенное внимание мирового сообщества к проблемам рациональности и эффективности использования энергоресурсов, внедрения технологий энерго– и ресурсосбережения и поиска возобновляемых источников энергии

Ключевые слова: биогаз, биогазовая установка, возобновляемая энергетика, альтернативные источники энергии, брожение

Сегодня развитие возобновляемой энергетики в мире приняло ускоренный характер. С одной стороны, это связано с ограниченностью геологических запасов основных видов топливных ресурсов – нефти и газа, что приводит к неизбежному росту цен на них. С другой стороны, с ростом негативного влияния экологических факторов, вызванных последствиями жизнедеятельности человека.

Однако, в связи с ориентацией современной экономики на развитие энерго– и ресурсосберегающих технологий наиболее перспективным направлением в производстве биотоплива является производство биогаза [1].

Биогаз – это газ, получаемый с помощью анаэробного метанового брожения биомассы. В качестве биомассы могут использоваться отходы сельскохозяйственного и промышленного производства, бытовой деятельности, а также сточные воды.

В настоящее время в мире ведётся активное внедрение систем биогазовой энергетики, и если в древности биогаз использовали лишь в тёплых климатических условиях, то современные технологии позволяют эффективно применять биогазовые энергетические системы в условиях континентальных климатических зон, преобладающих и на территории России (см. рис.) [2].

128

смесителю и к теплообменникам камер гидролизного, кислотного и метанового брожения.

Плюсы данной установки заключаются в следующем:

–увеличение эффективности работы БГУ за счёт экономии энергоресурсов путём нагрева теплоаккумулятора через использование разных источников возобновляемой тепловой и электрической энергии, в том числе – электроэнергии по дешёвым ночным тарифам от сетей с избыточной (не востребованной в данный период) электрической энергии;

–увеличение объёмов перерабатываемой биомассы путём присоединения к автономному внешнему теплоаккумулятору нескольких метантенков, обеспечиваемых тепловой и электрической энергией от блока источников возобновляемой энергии.

Так же существует «Биогазовая установка», предложенная Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Восточно– Сибирский государственный университет технологий и управле-

ния» [4].

Эта биогазовая установка, включающая герметичный вертикальный цилиндрический резервуар, установленный на опорах, загрузочный и выгрузочный патрубки, патрубок для отвода биогаза, резервуар снабжён днищем в форме усечённого конуса, обтянутого нагревательной лентой, отличающаяся тем, что резервуар обмотан нагревательной лентой и снабжён куполом, имеющим форму усечённого конуса, обращённого меньшим основанием вверх, внутри резервуара установлено перемешивающее устройство, представляющее собой установленные перпендикулярно на горизонтальном валу, смещённом от центра резервуара вниз, двухлопастные мешалки, лопасти которых имеют сетчатую конструкцию трапецеидальной формы, сужающейся к оси вала, при этом размах лопастей, расположенных в центре вала, больше размаха соседних лопастей. Техническим результатом изобретения является повышение производительности и увеличение выхода биогаза.

Указанный выше технический результат достигается тем, что в биогазовой установке, включающей герметичный вертикальный цилиндрический резервуар, установленный на опорах, загрузочный и выгрузочный патрубки, патрубок для отвода биогаза, резервуар снабжён днищем в форме усечённого конуса, обтянутого нагревательной лентой, согласно изобретению резервуар обмотан нагрева-

130