ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN 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 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. Kết quả cho thấy nhiệt năng lấy từ đất phụ thuộc tuyến tính vào logarit chiều dài làm việc của thiết bị trao đổi nhiệt. Trong các điều kiện này (tốc độ lọc 10 m/ngày), để thu được 5-6 kW nhiệt điện từ mặt đất, độ sâu yêu cầu của bộ trao đổi nhiệt sẽ là 50-60 m. dòng chất làm mát trong mạch nhiệt độ cao. Lưu lượng chất làm mát tối thiểu trong mạch sưởi phải là 0,3 kg/s (1 m*/h). Với thể tích nhỏ hơn, sự tích tụ nhiệt sẽ bắt đầu trong hệ thống và như các thử nghiệm lắp đặt quy mô đầy đủ đã chỉ ra, điều này sẽ dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ và áp suất của chất làm lạnh, hoạt động của thiết bị bay hơi bị suy giảm và giảm trong việc loại bỏ nhiệt trong bộ trao đổi nhiệt mặt đất. Và mặc dù nhiệt độ của chất làm mát mạch nhiệt độ cao tăng lên, nhưng hiệu suất của toàn bộ mạch, được xác định bởi hệ số gia nhiệt, lại giảm. 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. Mặc dù giá thành của máy bơm nhiệt trong nước có giá thành rẻ hơn so với nước ngoài do tình hình tài chính yếu kém hiện nay của các doanh nghiệp nhưng việc đưa máy bơm nhiệt vào sử dụng gặp phải một số khó khăn nhất định. Tính mới lạ và xa lạ của công nghệ này đối với người tiêu dùng của chúng ta không hề đóng một vai trò quan trọng nào. Những vấn đề này đã được khắc phục ở nước ngoài bằng cách mang lại lợi ích trong vài năm cho các doanh nghiệp giới thiệu thiết bị bơm nhiệt. Ở hầu hết các quốc gia Tây Âu, mức thuế thấp hơn được thiết lập đối với lợi nhuận nhận được từ việc sử dụng máy bơm nhiệt và ở một số quốc gia, trợ cấp tài chính trực tiếp đã được thực hiện. Do đó, ở Áo, các khoản trợ cấp tài chính lên tới 100 nghìn schilling đã được thiết lập cho các công ty sử dụng máy bơm nhiệt, và ở Đức vào đầu những năm 90, những công ty như vậy được quyền giảm thuế lên tới 7,5% chi phí vốn (tuân theo vốn hóa của họ), tương đương với khoản trợ cấp tài chính lên tới 20% chi phí lắp đặt máy bơm nhiệt. Kết quả là, 105 nghìn máy bơm nhiên liệu hiện đang hoạt động ở Áo, giúp tiết kiệm 116 nghìn tấn dầu đốt hàng năm. 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. Tất cả các nguồn nhiệt cho bơm nhiệt ở mức độ này hay mức độ khác đều chịu ảnh hưởng của năng lượng mặt trời, nhưng nó cũng có thể được sử dụng trực tiếp bằng cách sử dụng bộ thu năng lượng mặt trời có tuần hoàn chất làm mát, làm nóng không khí đi vào thiết bị bay hơi bằng bộ tập trung năng lượng mặt trời. Mặc dù các bộ tập trung năng lượng mặt trời có vẻ phù hợp hơn với máy bơm nhiệt hấp thụ. Chúng vẫn ít được sử dụng ở nhà nhưng là đối tượng của nhiều công trình nghiên cứu. Để làm nóng trước máy phát điện trong chu trình hấp thụ, cần có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ mà các bộ thu tấm phẳng thông thường có thể đạt được. Tuy nhiên, việc sử dụng chu trình hấp thụ cho điều hòa không khí cho phép sưởi ấm từ các tấm thu nhiệt tấm phẳng, vì nhiệt độ ở đây phải thấp hơn và do đó việc làm mát không khí được thực hiện vào mùa hè, ngay khi bức xạ mặt trời mạnh và nhiệt độ của tấm thu tăng lên. 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. Bộ thu năng lượng mặt trời cũng được xem xét kết hợp với bộ thu năng lượng mặt đất. Người ta đã xác định rằng kích thước của bộ thu năng lượng mặt trời phải lớn hơn 3 m2 trên 1 kW tổn thất nhiệt từ nhà. Với bộ thu năng lượng mặt trời có diện tích 30 m3 với thiết bị bay hơi trên mặt đất chỉ chiếm 100 m, đạt được COP = 3,4. Nếu bạn chỉ sử dụng thiết bị bay hơi trên mặt đất thì cần có bề mặt 300 m và điều này dẫn đến COP = 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. Bàn 2.1.2. Đặc điểm của bộ Carrier HP (Mỹ) - máy bơm nhiệt không khí đảo chiều đơn giản
Bàn 2.1.3. Đặc điểm của Lennox HP là kết hợp với hệ thống sưởi chữa cháy, loại bỏ hệ thống sưởi bổ sung
Xem các bài viết khác razdela Nguồn năng lượng thay thế. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Nồng độ cồn của bia ấm
07.05.2024 Yếu tố nguy cơ chính gây nghiện cờ bạc
07.05.2024 Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Con chim bay ra và giúp bắt tên cướp Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của trang web Ổn áp. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết Thông cáo báo chí. Vẽ, mô tả ▪ bài Việt quất thường. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Dao động hỗn loạn thạch anh. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Tạo mẫu kim loại bằng phương pháp mạ điện. kinh nghiệm hóa học
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |