Комплексная система электротеплохладоснабжения на основе электрических станций и тепловых насосов
Викладено схематичні рішення поєднання теплонасосних установок (конденсаційних і абсорбційних) з різноманітними видами теплових електростанцій.
Збережено в:
| Дата: | 2011 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2011
|
| Назва видання: | Промышленная теплотехника |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60353 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Комплексная система электротеплохладоснабжения на основе электрических станций и тепловых насосов / А.А. Долинский, Б.Х. Драганов // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 4— С. 77-81. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-60353 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-603532014-04-15T03:01:24Z Комплексная система электротеплохладоснабжения на основе электрических станций и тепловых насосов Долинский, А.А. Драганов, Б.Х. Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Викладено схематичні рішення поєднання теплонасосних установок (конденсаційних і абсорбційних) з різноманітними видами теплових електростанцій. Изложены схемные решения сочетания теплонасосных установок (конденсационных и абсорбционных) с различными видами тепловых электростанций. Presented schematics combination of heat pumps (condensing and absorption) with different types of thermal power plants. 2011 Article Комплексная система электротеплохладоснабжения на основе электрических станций и тепловых насосов / А.А. Долинский, Б.Х. Драганов // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 4— С. 77-81. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0204-3602 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60353 621.1/075.8/+621.59 ru Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Коммунальная и промышленная теплоэнергетика |
| spellingShingle |
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Долинский, А.А. Драганов, Б.Х. Комплексная система электротеплохладоснабжения на основе электрических станций и тепловых насосов Промышленная теплотехника |
| description |
Викладено схематичні рішення поєднання теплонасосних установок (конденсаційних і абсорбційних) з різноманітними видами теплових електростанцій. |
| format |
Article |
| author |
Долинский, А.А. Драганов, Б.Х. |
| author_facet |
Долинский, А.А. Драганов, Б.Х. |
| author_sort |
Долинский, А.А. |
| title |
Комплексная система электротеплохладоснабжения на основе электрических станций и тепловых насосов |
| title_short |
Комплексная система электротеплохладоснабжения на основе электрических станций и тепловых насосов |
| title_full |
Комплексная система электротеплохладоснабжения на основе электрических станций и тепловых насосов |
| title_fullStr |
Комплексная система электротеплохладоснабжения на основе электрических станций и тепловых насосов |
| title_full_unstemmed |
Комплексная система электротеплохладоснабжения на основе электрических станций и тепловых насосов |
| title_sort |
комплексная система электротеплохладоснабжения на основе электрических станций и тепловых насосов |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60353 |
| citation_txt |
Комплексная система электротеплохладоснабжения на основе электрических станций и тепловых насосов / А.А. Долинский, Б.Х. Драганов // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 4— С. 77-81. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Промышленная теплотехника |
| work_keys_str_mv |
AT dolinskijaa kompleksnaâsistemaélektroteplohladosnabženiânaosnoveélektričeskihstancijiteplovyhnasosov AT draganovbh kompleksnaâsistemaélektroteplohladosnabženiânaosnoveélektričeskihstancijiteplovyhnasosov |
| first_indexed |
2025-07-05T11:28:45Z |
| last_indexed |
2025-07-05T11:28:45Z |
| _version_ |
1836806230361767936 |
| fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №4 77
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
УДК 621.1/075.8/+621.59
Долинский А.А.1, Драганов Б.Х. 2
1 Институт технической теплофизики НАН Украины
2 Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОТЕПЛОХЛАДОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ
Викладено схематичні рішен-
ня поєднання теплонасосних ус-
тановок (конденсаційних і абсорб-
ційних) з різноманітними видами
теплових електростанцій.
Изложены схемные решения со-
четания теплонасосных установок
(конденсационных и абсорбцион-
ных) с различными видами тепло-
вых электростанций.
Presented schematics combination
of heat pumps (condensing and
absorption) with different types of
thermal power plants.
Один из способов повышения эффектив-
ности центральных систем теплоснабжения
(ТЭЦ) состоит в использовании теплонасос-
ных установок.
Для сравнения различных схем теплоснаб-
жения потребителей пользуются параметром,
характеризующим эффективность использова-
ния энергии топлива при выработке единицы
энергии.
Рассмотрим систему централизованного
электротеплоснабжения (СЭТС) с подключе-
нием в схему теплонасосной установки (рис. 1).
Здесь используется турбина с промежуточ-
ным отбором пара (массовая доля пара в отбо-
ре – α + α′) при температуре Тз = 333 К (60 ºС).
Остальной пар продолжает расширяться и по-
кидает турбину при температуре 30 ºС. Сете-
вая вода, охлажденная тепловыми насосами до
10 ºС, нагревается в два этапа – вначале в кон-
денсаторе отработанного пара до температуры
25 ºС, а затем в конденсаторе промежуточного
отбора до температуры 50 ºС. Далее нагретая
вода, пройдя по тепломагистралям, подается
на вход тепловых насосов. Питательная вода,
образовавшаяся в двух конденсаторах, будет
иметь, соответственно, температуру на выхо-
де 30 и 60 ºС. Чтобы устранить потери энергии
при смешении используется регенеративный
подогрев низкотемпературного конденсата за
счет увеличения расхода пара в промежуточ-
ном отборе на величину α′.
Вполне понятно, что возможны и другие
варианты подключения теплонасосных уста-
новок к теплоэлектроцентральным системам.
Одна из рекомендуемых схем заключается в
том, что тепловые насосы включаются после-
довательно с традиционными отопительными
системами, т.е. в магистрали обратной воды.
Схема такой системы приведена на рис. 2.
Здесь на турбине устанавливается еще один
промежуточный теплофикационный отбор па-
ра с температурой 100 ºС, который использует-
ся для нагрева сетевой воды до 90 ºС (доля α′)
и для регенеративного подогрева питательной
воды (доля α′). Остальная структура схемы не
отличается от схемы СТЭС.
Сетевая вода нагревается в три этапа. В
конденсаторе отработанного пара – от 10 ºС до
25 ºС, в конденсаторе первого теплофикацион-
ного отбора – от 25 ºС до 50 ºС, в конденсаторе
второго теплофикационного отбора – от 50 ºС
до 90 ºС. В температурном графике 90...10 ºС
интервал температур 90...60 ºС используется
для отопления конвекторными отопительными
приборами, а в интервале температур 60...10 ºС
– тепловыми насосами.
Расчеты, выполненные на примере Крас-
ноярской ТЭЦ, показали, что эффективность
ГТД – газотурбинный двигатель;
ДВС – двигатель внутреннего сгорания;
СЭТС – система центрального электроснабже-
ния;
ТХЭЦ – теплохладоэлектроцентраль.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №478
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
использования энергии топлива в СЭТС повы-
шается на 70 %, что естественно, должно при-
вести к снижению выбросов СО2 [1].
В новой системе теплоснабжения потреби-
тель может в широких пределах регулировать
потребление тепла практически независимо
от температуры воды в магистралях. Это
повышает устойчивость системы теплоснаб-
жения при экстремально низких температурах.
Необходимо отметить также высокие потреби-
тельские свойства индивидуальных тепловых
насосов, которые позволяют кроме обогрева
решить проблемы кондиционирования в жар-
кий период, автономного горячего водоснаб-
жения и очистки воздуха в помещениях от
пыли и влаги.
Заслуживает внимание сочетание тепло-
электроцентрали с тепловым насосом, так на-
зываемые теплохладоэлектроцентрали (ТХЭЦ)
[2, 3, 4]. В качестве термотрансформатора ре-
комендуется использовать абсорбционные теп-
ловые насосы. В данном случае силовой и теп-
лонасосный контуры ТХЭЦ взаимосвязаны
через теплообменную поверхность генератора
абсорбционного теплового насоса.
Принципиальная схема одной из первых
теплохладоэлектроцентральных установок при-
ведена на рис. 3.
Обогрев генератора осуществляется паром,
отбираемом из турбины ТЭЦ.
Подобные схемы решения рекомендуются
при индивидуальном электротеплохладоснаб-
жении на базе миниТЭЦ.
Схема ТХЭЦ, в которой двигатель внутрен-
него сгорания (ДВС) совмещен с водо-аммиач-
ным тепловым насосом, представлена на
Рис. 1. Схема системы центрального электротеплоснабжения (СЭТС) с теплонасосной
установкой: 1 – парогенератор; 2 – турбина; 3 – электрогенератор; 4 – теплообменник
для регенеративного подогрева; 5, 6 – конденсаторы; 7 – потребитель тепла;
8 – тепловой насос; 9 – теплообменник вода-фреон; 10 – градирня;
11, 12, 13 – насосы; 14 – теплообменник для сетевой воды.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №4 79
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
рис. 4. Здесь надувочный воздух предвари-
тельно охлаждается в испарителе 1 абсорб-
ционного теплового насоса и поступает в
компрессор. Сжатый воздух проходит водяной
охладитель и далее охлаждается в испарите-
ле 2. В этом состоянии воздух направляется в
цилиндры ДВС. Выхлопные газы, расширив-
шись в газовой турбине, приводящей в дей-
ствие компрессор, поступают на обогрев ге-
нератора теплового насоса. Дополнительным
источником теплоты для обогрева генератора
служит вода, охлаждающая двигатель. Выхо-
дящая из генератора вода может направляться
в сеть горячего водоснабжения, либо возвра-
щаться в систему двигателя для рециркуля-
ции. Теплоснабжение осуществляется водой,
последовательно охлаждающей конденсатор
и абсорбер теплового насоса.
Рис. 2. Схема ТЭЦ с последовательным включением теплообменников и с теплонасосной
установкой: 1 – парогенератор; 2 – турбина; 3 – электрогенератор; 4 – теплообменник
для регенеративного подогрева; 5, 6 – конденсаторы; 7 – потребитель тепла с тепловым
насосом; 8 – тепловой насос; 9 – теплообменник вода-фреон; 10 – градирня;
11, 12, 13 – насосы; 14 – потребитель тепла традиционный; 15 – первый теплообменник
для сетевой воды; 16 – второй теплообменник для сетевой воды.
На рис. 5 предложена схема ТХЭЦ с газо-
турбинным двигателем (ГТД) [4]. В этой схе-
ме ГТД совмещен с водоаммиачным проме-
жуточным подогревом газа и регенеративным
теплообменником. Две ступени воздушного
компрессора приводятся газовой турбиной вы-
сокого давления, а электрогенератор – газовой
турбиной низкого давления. Генератор абсорб-
ционного теплового насоса обогревается вы-
хлопными газами после РТО. Вода, последова-
тельно охлаждающая конденсатор и абсорбер
теплового насоса, направляется на отопление
или горячее водоснабжение.
Преимущество схемы решений, представ-
ленных на рис. 4 и рис. 5, является то, что в
цилиндры двигателя поступает охлаждений
воздух, вследствиие чего увеличивается заряд
двигателя и поэтому можно получить суще-
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №480
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
Рис. 3. Конденсационная электростанция с абсорбционным тепловым насосом:
1 – теплофикационная турбина; 2 – электрогенератор; 3 – генератор;
4 – конденсатор; 5 – дроссельный вентиль; 6 – испаритель; 7 – регенеративный
теплообменник; 8 – абсорбер; 9 – насос.
Рис. 4. ТХЭЦ с ДВС и абсорбционным термотрансформатором:
1 – двигатель внутреннего сгорания; 2 – электрогенератор; 3 – турбина; 4 – компрессор;
5 – генератор теплонасосной установки; 6 – конденсатор; 7 – дроссельный вентиль;
8 – испаритель (1 и 2); 9 – абсорбер; 10 – насос; 11 – регенеративный теплообменник.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №4 81
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
Рис. 5. ТХЭЦ с ГТД и абсорбционным термотрансформатором: 1 – камера сгорания (1 и 2);
2 – газовая турбина; 3 – электрогенератор; 4 – компрессор; 5 – теплообменный аппарат;
6 – генератор теплового насоса; 7 – коммутатор; 8 – дроссельный клапан; 9 – испаритель;
10 – абсорбер; 11 – насос; 12 – регенеративный теплообменник.
ственный эффект как по развитии мощности,
так и по энергетическим показателям. Есть
основания утверждать, что этот эффект анало-
гичен эффекту от наддува двигателей.
Выводы
Приведенные возможные комплексные схе-
мы весьма перспективны для индивидуально-
го электротеплохладоснабжения комунально-
бытовых потребителей. Их преимущество
– как в энергетическом, так и в экономичес-
ком отношениях.
ЛИТЕРАТУРА
1. Славин В.С., Данилов В.В. Повышение
эффективности системы центрального тепло-
снабжения на основе применения технологии
тепловых насосов // Энергосбережение и водо-
подготовка. – 2000. – № 2. – С. 5-14.
2. Михельман И.Д. А.с. 569735 СССР Г 25
В 29/00, Г 01 К 23/04.
3. Морозюк Т.В., Минкус Б.А. Снижение
затрат природных ресурсов в системах для со-
вместного производства электрической энер-
гии, теплоты и холода // Сб. докладов III съезда
АВОК. – М.: 1993. – С. 38-43.
4. Чумак И.Г., Минкус Б.А., Кочетов В.П.,
Морозюк Т.В., Юсеф А. Энергосбережение при
совместном производстве теплоты, холода и
электричества // Судовая энергетика. – Одесса.
№ 1, 1993. – С. 58-61.
Получено 11.03.2011 г.
|