Nhà máy điện sử dụng nguồn năng lượng nhiệt độ thấp. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Nguồn năng lượng thay thế

 Bình luận bài viết

Trong 10-15 năm qua, các bộ trao đổi nhiệt mặt đất trong giếng thẳng đứng đã được sử dụng rộng rãi như một nguồn nhiệt độ thấp cho hệ thống sưởi ấm và cấp nước nóng sử dụng bơm nhiệt. Nguồn nhiệt thân thiện với môi trường này được sử dụng khá thường xuyên, chẳng hạn như ở Thụy Sĩ, nơi hiện có khoảng bốn nghìn cơ sở lắp đặt như vậy đang hoạt động.

Trung tâm tiết kiệm năng lượng và năng lượng phi truyền thống khu vực Altai đã tiến hành nghiên cứu về ảnh hưởng lẫn nhau của bộ trao đổi nhiệt mặt đất thẳng đứng và bơm nhiệt. Cơ sở là hệ thống lắp đặt máy bơm nhiệt tự động ATNU-10 (chất lỏng làm việc - R22), được phát triển bởi AK "INSOLAR" trong khuôn khổ Chương trình Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước Nga "Năng lượng sạch Môi trường" và do doanh nghiệp EKOMASH (Saratov) sản xuất. Hệ thống này cũng bao gồm một bộ trao đổi nhiệt thẳng đứng trên mặt đất trong một giếng sâu không quá 100 m (như các nghiên cứu địa chất thủy văn đã chỉ ra, 67% dân số Lãnh thổ Altai sống ở khu vực có độ sâu của tầng ngậm nước đầu tiên nhỏ hơn 30 m ). Nhiệt độ đất nền được lấy là 280 K, tương ứng với ước tính nhiệt độ trung bình ở độ sâu hơn 5 m đối với điều kiện của Lãnh thổ Altai.

Hệ thống điều khiển tự động của bơm nhiệt loại ATNU được thiết kế sao cho nó hoạt động trong điều kiện tối ưu với giá trị dòng nhiệt không đổi được xác định bởi dòng nhiệt từ nguồn nhiệt chính, nhiệt độ đầu vào của mạch nhiệt độ cao và vận tốc khối lượng của chất làm mát mạch nhiệt độ cao. Khi tải nhiệt yêu cầu giảm, bơm nhiệt phải tắt cho đến khi nhiệt độ cài đặt được phục hồi. Nếu công suất của bộ trao đổi nhiệt mặt đất không đủ để bù đắp tổn thất nhiệt trong mạch nhiệt độ cao thì phải bật cuộn dây đỉnh.

Результаты, показали, что извлекаемая из грунта тепловая энергия линейно зависит от логарифма рабочей длины теплообменника. При этих условиях (фильтрационная скорость 10 м/сут) для получения из грунта 5-6 кВт тепловой мощности необходимая глубина теплообменника составит 50-60 м. Конструктивные особенности АТНУ требуют определенных условий для расхода теплоносителя высокотемпературного контура. Минимальный расход теплоносителя в контуре отопления должен составлять 0,3 кг/с (1 м3/ч). При меньших объемах в системе начнется накопление тепла и, как показали испытания на натурной установке, это приведет к повышению температуры и давления хладона, ухудшению работы испарителя и уменьшению съема тепла в грунтовом теплообменнике. И хотя при этом температура теплоносителя высокотемпературного контура повышается, эффективность работы всей схемы, определяемая отопительным коэффициентом, падает.

Ở Châu Âu rất quan tâm đến việc sử dụng đất làm nguồn nhiệt. Thiết kế thiết bị bay hơi được đề xuất dưới dạng một ống ngoằn ngoèo có đường kính khoảng 25 mm, đặt ở độ sâu không đổi trên diện tích vài trăm mét vuông. Để giảm chi phí vốn, các ống được đặt càng gần bề mặt càng tốt.

Một nghiên cứu về đất là nguồn nhiệt được thực hiện ở Châu Âu cho thấy dòng nhiệt từ đất đến thiết bị bay hơi là 20-25 W/m, giá trị tối thiểu ở Châu Âu là 10 W/m, tối đa là 50-60 W/ m.

Độ sâu và khoảng cách tối ưu của các ống lần lượt là 1,5 và 2 m, trong một số trường hợp do ảnh hưởng lẫn nhau nên giới hạn 2 m được mở rộng. Các ống có thể được đặt ở độ sâu nông hơn, nhưng hiệu suất của bơm nhiệt có thể giảm 5% khi nhiệt độ thiết bị bay hơi giảm xuống.

Ngoài phương án làm bay hơi trực tiếp chất làm lạnh, bạn có thể sử dụng chất làm mát trung gian - nước muối, tuần hoàn qua các ống trong lòng đất và truyền nhiệt cho chất làm lạnh trong một bộ trao đổi nhiệt đặc biệt. Nhiệt độ nước muối trung bình vào mùa đông là -3°C.

Nếu hàm lượng nước trong đất cao, hiệu suất sẽ tăng do độ dẫn nhiệt tăng và tiếp xúc tốt với các ống. Nồng độ sỏi trong đất cao gây ra sự suy giảm các đặc tính.

Ở Đan Mạch, khả năng sử dụng các ống không nằm ngang mà thẳng đứng đã được xem xét, loại ống này không chỉ được sử dụng để sưởi ấm mà còn để làm mát tòa nhà vào mùa hè khi sử dụng bơm nhiệt đảo chiều.

Một chi tiết thú vị cũng được phát hiện. Nhiệt độ mặt đất tối thiểu luôn cao hơn nhiệt độ không khí và đạt được sau hai tháng, khi công suất sưởi cần thiết giảm.

Các ống thẳng đứng chiếm ít không gian hơn và cho phép sử dụng một phần nhiệt dự trữ trong những tháng mùa hè, mang lại lợi ích kinh tế cho chúng. Các nghiên cứu về ống chữ U thẳng đứng đã cho thấy tiềm năng thu hồi nhiệt đáng kể. Thiết bị bay hơi nằm ngang có diện tích 150-200 m12 cho phép bạn thu được 127 kW nhiệt. Các ống hình chữ U đặt trong giếng có đường kính 8 mm và độ sâu 12 m cho phép thu được 10 kW chỉ từ hai giếng. Từ đó có thể thấy ống chữ U giảm diện tích bề mặt đất cần thiết từ 20-XNUMX lần so với ống nằm ngang.

Несмотря на сравнительную дешевизну отечественных тепловых насосов по сравнению с зарубежными при современном слабом финансовом положении предприятий, внедрение тепловых насосов встречает определенные трудности. Не последнюю роль играет большая новизна и непривычность этой техники для наших потребителей. Эти проблемы преодолевались за рубежом путем предоставления в течение нескольких лет льгот предприятиям, внедряющим теплонасосные установки. В большинстве стран Западной Европы на прибыль, получаемую от применения тепловых насосов, устанавливался меньший налог, а в некоторых странах делались прямые финансовые дотации. Так, в Австрии фирмам, использующим тепловые насосы, установлена финансовая дотация до 100 тыс. шиллингов, а ФРГ в начале 90-х годов таким фирмам предоставлялось право на налоговую скидку, доходящую до 7,5% капитальных затрат (при условии их капитализации), что равноценно финансовой дотации в размере до 20% затрат на теплонасосные установки. В итоге в Австрии сейчас работает 105 тыс. ТНС, дающих ежегодную экономию 116 тыс. т мазута.

Bên cạnh việc sử dụng nhiệt mặt đất, nguồn sử dụng bơm nhiệt hấp dẫn nhất trong các ứng dụng gia đình là nguồn nhiệt “miễn phí” để tạo điều kiện thoải mái trong nhà - không khí. Nó được cung cấp rộng rãi và nhận được nhiều sự chú ý nhất trong sản xuất hàng loạt. Nơi nào có nước, nó có một số lợi thế so với không khí. Việc sử dụng nhiệt thải hoặc thu năng lượng mặt trời đang được tích cực khám phá và được cả Châu Âu và Châu Mỹ quan tâm.

Máy bơm nhiệt lấy không khí làm nguồn nhiệt đã trở nên phổ biến nhất ngay từ khi bắt đầu sử dụng trong nhà. Về cơ bản, không khí cũng là một chất tản nhiệt. Là một nguồn nhiệt, không khí có một số nhược điểm, vì vậy cần phải tối ưu hóa thiết kế một cách cẩn thận tùy thuộc vào vị trí lắp đặt, nơi nhiệt độ không khí có thể thay đổi đáng kể.

Hiệu suất của bơm nhiệt và đặc biệt là COP giảm khi chênh lệch nhiệt độ giữa thiết bị bay hơi và thiết bị ngưng tụ tăng lên. Điều này có ảnh hưởng đặc biệt xấu đến máy bơm nhiệt nguồn không khí. Khi nhiệt độ môi trường giảm, lượng nhiệt cần thiết để sưởi ấm tăng lên, nhưng khả năng duy trì sản lượng nhiệt ổn định của bơm nhiệt giảm đáng kể. Để khắc phục nhược điểm này, người ta thường sử dụng hệ thống sưởi bổ sung.

Đối với điều kiện của Anh và hầu hết các nước Châu Âu, chi phí của một máy bơm nhiệt với bất kỳ nguồn nhiệt nào cao hơn đáng kể so với một lò hơi trung tâm thông thường. Tỷ trọng của bơm nhiệt trong tải nhiệt của ngôi nhà càng lớn thì sự khác biệt trong đầu tư vốn càng lớn, do đó, bơm nhiệt thường được thiết kế chỉ cho một phần tải nhiệt hàng năm, phần còn lại được cung cấp bởi một lò sưởi bổ sung, thường là điện. (ở Mỹ) và nhiên liệu hóa thạch (ở châu Âu). Sự lựa chọn giữa chúng được xác định bởi tỷ lệ vốn và chi phí vận hành. Nếu máy bơm nhiệt cũng cung cấp điều hòa không khí vào mùa hè thì kích thước và công suất của nó có thể được quyết định bởi ứng dụng cụ thể này.

Cần phải sưởi ấm bổ sung khi nhiệt độ môi trường giảm xuống dưới 0 và tổn thất nhiệt của tòa nhà vượt quá lượng nhiệt tỏa ra của máy bơm. Để tăng hiệu quả kinh tế của hệ thống, chỉ nên lắp thêm một lò sưởi bổ sung, trong trường hợp này là lò sưởi điện, khi bơm nhiệt không thể đáp ứng toàn bộ tải.

Все источники тепла для тепловых насосов в той или иной мере подвержены влиянию солнечной энергии, но ее можно использовать и непосредственно с помощью солнечных коллекторов с циркуляцией теплоносителя, подогрева воздуха, входящего в испаритель с помощью солнечных концентраторов. Хотя солнечные концентраторы, по-видимому, более пригодны для абсорбционных тепловых насосов. Они еще мало применяются вдомашних условиях, но служат предметом значительной исследовательской работы. Для подогрева генератора в абсорбционном цикле требуются более высокие температуры, чем достижимые обычными плоскими коллекторами. Однако применение абсорбционного цикла для кондиционирования допускает нагрев от плоских коллекторов, поскольку здесь должна быть температура ниже и, потому охлаждение воздуха проводится летом, как раз тогда, когда солнечная радиация интенсивна и температура коллектора повышена.

Cùng với các nguồn nhiệt khác, tấm thu nhiệt dạng tấm phẳng đặt trên mái nhà được sử dụng rộng rãi cho máy bơm nhiệt. Nhìn chung, bộ thu năng lượng mặt trời đang được nghiên cứu chuyên sâu để sử dụng không chỉ với bơm nhiệt mà còn sử dụng độc lập cũng như trong các mạch có bộ tích nhiệt. Loại thứ hai cũng được quan tâm đối với máy bơm nhiệt như một nguồn nhiệt vào những ngày nhiều mây hoặc vào ban đêm.

Bằng cách cung cấp nhiệt cho thiết bị bay hơi ở nhiệt độ cao hơn không khí, đất hoặc nước xung quanh, bộ thu năng lượng mặt trời sẽ tăng COP của bơm nhiệt.

Thông thường, chất làm mát trung gian - nước - truyền nhiệt từ bộ thu sang thiết bị bay hơi. Nhưng cũng có thể có sự kết hợp hoàn chỉnh giữa bộ thu và thiết bị bay hơi, trong đó chất làm lạnh bay hơi trực tiếp bên trong các ống thu năng lượng mặt trời.

Thông thường, nhiệt từ bộ thu năng lượng mặt trời được cung cấp cho bộ tích nhiệt lỏng, nơi các ống bay hơi được ngâm trong đó. Việc lưu trữ nhiệt đóng một vai trò thiết yếu trong bất kỳ hệ thống bơm nhiệt năng lượng mặt trời nào. Ví dụ, trong một ngôi nhà ở Phillips, một bộ thu năng lượng mặt trời (20 m2) thu được 36-44 GJ nhiệt mỗi năm (với hiệu suất trung bình là 50%), được lưu trữ trong bể 40 m3 ở nhiệt độ lên tới 95°C.

Một thiết kế cho một ngôi nhà với mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu đã được đề xuất, sử dụng ba máy bơm nhiệt: một để truyền nhiệt với nhiệt độ ngày càng tăng từ bộ thu năng lượng mặt trời sang pin, máy thứ hai từ pin đến hệ thống sưởi và máy thứ ba từ pin sang hệ thống sưởi. hệ thống cấp nước nóng.

Солнечные коллекторы рассматривают также в сочетании с грунтовыми. Установлено, что размеры солнечного коллектора должны быть больше 3 м2 на 1кВт потерь тепла жилищем. При солнечном коллекторе площадью 30м3 с грунтовым испарителем, занимающим только 100 м, достигается КОП=3,4. Если же использовать только грунтовый испаритель, то требуется поверхность 300 м, и при этом получается КОП=2,7.

Tuy nhiên, có thể thấy rằng mặc dù COP tăng nhưng mức tiết kiệm nhiên liệu có thể không bù đắp được chi phí lắp đặt, đặc biệt là bộ thu năng lượng mặt trời. Công việc khác trong lĩnh vực này cho thấy với một tổ máy nhiệt điện có công suất 6 kW thì cần diện tích bề mặt là 20 m2.

Ngoài ra, HPP có thể sử dụng nhiệt thải từ chính nhà ở, ví dụ như khí thải từ bếp lò hoặc từ bếp nói chung, nước thải. Ở Hà Lan, TN được sử dụng để sấy bát đĩa tại nhà. Nhiệt từ không khí ẩm cạn kiệt được sử dụng để làm nóng không khí khô cung cấp cho máy sấy. Không khí ấm, ẩm từ máy sấy đi vào thiết bị bay hơi HP và được làm mát. Khi được làm mát, hơi ẩm sẽ thoát ra khỏi nó và không khí trở nên thích hợp để tuần hoàn. Thiết bị bay hơi sử dụng cả nhiệt hiện và nhiệt ẩn từ khí thải. Không khí tuần hoàn đi qua bình ngưng và được làm nóng bằng nhiệt ngưng tụ. Tiết kiệm năng lượng đạt khoảng 48%. Sau đây là một số đặc điểm của HPI được sử dụng rộng rãi ở nước ngoài.

Табл. 2.1.2. Характеристики ТН-установки "Carrier" (США) - простой реверсивный тепловой насос воздух-воздух.

Характеристики ТН фирмы "Lennox", комбинируются с огневой системой отопления, что исключает систему дополнительного нагрева. Табл. 2.1.3.

Xem các bài viết khác razdela Nguồn năng lượng thay thế.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Yếu tố nguy cơ chính gây nghiện cờ bạc 07.05.2024

Trò chơi máy tính đang trở thành một hình thức giải trí ngày càng phổ biến trong thanh thiếu niên, nhưng nguy cơ nghiện game vẫn là một vấn đề đáng kể. Các nhà khoa học Mỹ đã tiến hành một nghiên cứu để xác định các yếu tố chính góp phần gây ra chứng nghiện này và đưa ra các khuyến nghị để phòng ngừa. Trong suốt sáu năm, 385 thanh thiếu niên đã được theo dõi để tìm ra những yếu tố nào có thể khiến họ nghiện cờ bạc. Kết quả cho thấy 90% người tham gia nghiên cứu không có nguy cơ bị nghiện, trong khi 10% trở thành người nghiện cờ bạc. Hóa ra yếu tố chính dẫn đến chứng nghiện cờ bạc là do mức độ hành vi xã hội thấp. Thanh thiếu niên có mức độ hành vi xã hội thấp không thể hiện sự quan tâm đến sự giúp đỡ và hỗ trợ của người khác, điều này có thể dẫn đến mất liên lạc với thế giới thực và phụ thuộc sâu sắc hơn vào thực tế ảo do trò chơi máy tính cung cấp. Dựa trên kết quả này, các nhà khoa học ... >>

Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con 06.05.2024

Những âm thanh xung quanh chúng ta ở các thành phố hiện đại ngày càng trở nên chói tai. Tuy nhiên, ít người nghĩ đến việc tiếng ồn này ảnh hưởng như thế nào đến thế giới động vật, đặc biệt là những sinh vật mỏng manh như gà con chưa nở từ trứng. Nghiên cứu gần đây đang làm sáng tỏ vấn đề này, cho thấy những hậu quả nghiêm trọng đối với sự phát triển và sinh tồn của chúng. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng việc gà con ngựa vằn lưng kim cương tiếp xúc với tiếng ồn giao thông có thể gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng cho sự phát triển của chúng. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ô nhiễm tiếng ồn có thể làm chậm đáng kể quá trình nở của chúng và những gà con nở ra phải đối mặt với một số vấn đề về sức khỏe. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những tác động tiêu cực của ô nhiễm tiếng ồn còn ảnh hưởng đến chim trưởng thành. Giảm cơ hội sinh sản và giảm khả năng sinh sản cho thấy những ảnh hưởng lâu dài mà tiếng ồn giao thông gây ra đối với động vật hoang dã. Kết quả nghiên cứu nêu bật sự cần thiết ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Goodyear trên đất mặt trăng 04.08.2022 Goodyear tham gia dự án xe mặt trăng Goodyear Tire & Rubber Company, đã có kinh nghiệm trong việc chế tạo một phương tiện di chuyển trên Mặt trăng, đã tham gia dự án phát triển một chiếc xe điện mặt trăng cho các sứ mệnh trong tương lai. Goodyear sẽ tập trung vào loại lốp không có hơi dành cho những chiếc xe đường trường với tầm hoạt động xa và tuổi thọ lâu dài. Kinh nghiệm thu được sẽ được áp dụng đầy đủ vào việc sản xuất lốp xe cho vận tải đường bộ thông thường. Như bạn đã biết, xe điện mặt trăng trong tương lai dưới dạng một phương tiện mở nhẹ và vận chuyển có cabin điều áp theo hợp đồng với NASA đang được phát triển bởi Lockheed Martin hợp tác với General Motors. Goodyear đã tham gia vào nhóm này với ý định nhận ra tiềm năng thực tế và khoa học của nó trong việc phát triển lốp xe trong không gian. Đầu tiên là loại lốp không có hơi mà Goodyear đã sản xuất cho một loạt các phương tiện trên cạn. Hoạt động của lốp xe trên Mặt trăng sẽ gắn liền với hoạt động trong khoảng nhiệt độ rộng nhất từ ​​126 ° C đến -173 ° C. XNUMX năm trước, Goodyear đã làm việc với NASA bằng cách sử dụng các thiết kế và công nghệ của họ trong một số sứ mệnh Apollo. Giờ đây, kinh nghiệm của công ty sẽ được thể hiện trong các sứ mệnh của Artemis để đảm bảo sự hiện diện vĩnh viễn của con người trên mặt trăng. Và nếu phương tiện giao thông trên mặt trăng trong các sứ mệnh Apollo chỉ được sử dụng trong vài ngày và di chuyển không quá 7 km tính từ căn cứ, thì phương tiện vận chuyển để lưu trú lâu dài sẽ phải hoạt động trong nhiều năm với phạm vi rất nhiều km. Điều này đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt đối với phần cứng của máy bay thám hiểm mặt trăng, điều mà Goodyear hứa hẹn sẽ đối phó.

Tin tức thú vị khác:

▪ Flash NAND 128D 3 lớp

▪ bức tường năng lượng mặt trời

▪ Gia tốc kế ST Vi điện tử LIS3DHH

▪ Graphene cho vi mạch

▪ NASA đã thử nghiệm một lò phản ứng hạt nhân trong không gian

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần trang web Ánh sáng. Lựa chọn bài viết

▪ bài viết của Alfred de Musset. câu cách ngôn nổi tiếng

▪ Con người có răng giống như động vật? đáp án chi tiết

▪ bài viết Cà tím. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng

▪ bài viết Hiệu ứng Fade Out cho LED trên vi điều khiển. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết ăng-ten GSM tự làm. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024