Энергетика глазами молодых (сборник)

Хладагент, находящийся полностью или частично в газообразном состоянии, сжимается компрессором, что приводит к его переходу в жидкое состояние. При повышении давления он также нагревается. Далее теплоноситель попадает в конденсатор, где охлаждается и конденсируется на стенках теплообменника. Охлажденный жидкий хладагент подается в расширительный клапан, проходя через который, происходит переход его из жидкой фазы в газообразное состояние. В испарителе парообразный теплоноситель охлаждается, после чего отбирает тепловую энергию, и цикл повторяется снова.

В большинстве случаев характеристика имеющегося источника определяет его тепловые, энергетические, экономические характеристики. Основные требования к идеальному источнику тепла:

- отсутствие коррозии или загрязнений;

- отсутствие дополнительных существенных вложений и расходов по его обслуживанию;

- стабильная температура 0…40 °C, достаточная для эффективной работы ТН.

Рисунок 1 – Схема работы теплового насоса

В качестве источника тепловой энергии в системах с применением ТН используют наружный и удаляемый воздух, почву, геотермальные источники, грунтовые воды. Так же ТН могут получать тепловую энергию, утилизируя энергию сбросной низкопотенциальной теплоты промышленных предприятий, что имеет большую перспективу.

Тепловые насосы более безопасны и экономичны, чем котлы на газовом или твердом топливе, поэтому широко используются в системах централизованного и индивидуального отопления и горячего водоснабжения по всему миру.

Выделяют несколько различных видов систем отопления подстанций с использованием тепловых насосов [7]:

– с подачей нагретого масла в систему отопления;

– с нагревом воды в масло-водяном теплообменнике;

– с нагревом воды с помощью теплового насоса;

– с нагревом воздуха в масло-воздушном теплообменнике;

– с непосредственным отводом нагретого воздуха от охлаждающих радиаторов;

– с нагревом воздуха в водо-воздушном теплообменнике.

Применение одной из вышеперечисленных систем отопления должно производиться в зависимости от типа, мощности, установленных на ПС силовых трансформаторов, удаленности отапливаемых помещений, а также вида теплоносителя, который планируется использовать в отопительном контуре.

На данный момент времени все чаще на подстанциях применяется схема нагрева воды с использованием теплового насоса, что обусловлено рядом преимуществ этой системы:

– не требуется реконструкции имеющейся на подстанции системы отопления. При установок на ПС системы отопления с применением теплового насоса, сохраняется возможность использования уже установленных в помещениях радиаторов водяного отопления.

– немаловажным преимуществом является тот факт, что данная система, в отличие от других систем отопления, позволяет передавать тепловую энергию потребителям, которые могут находиться на расстоянии до 1 км от подстанции.

Принцип работы данной системы следующий. Попадая в теплообменник, нагретое в процессе работы трансформатора масло передает свое тепло воде, циркулирующей в промежуточном контуре между теплообменником «масло-вода» и ТН. После чего данная тепловая энергия в испарителе поглощается фреоновым контуром теплового насоса. Далее фреон, находящийся полностью или частично в газообразном состоянии, сжимается компрессором, что приводит к его переходу в жидкость. Естественно, при повышении давления и переходе фреона из газообразного состояния в жидкое он нагревается. После чего теплоноситель попадает в конденсатор, где происходит нагрев воды, которая используется непосредственно для отопления эксплуатируемых персоналом помещений, а так же для обеспечения горячего водоснабжения.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что схема отопления помещений подстанции с применением теплового насоса позволит значительно снизить затраты ее на собственные нужды, а также позволит в купе с другими мероприятиями позволит решить проблему снижения суммарных потерь в энергосистемах и повышения эффективности их работы.

Список использованных источников:

1. Новости энергетики / Есть ли будущее у ветроэнергетики в России [Электронный ресурс]. Режим доступа:– Заглавие с экрана.

2. Энергетическая стратегия России на период до 2035 года [Электронный ресурс]. Режим доступа:– Заглавие с экрана.

3. T-nasos/ История тепловых насосов [Электронный ресурс]. Режим доступа:Заглавие с экрана.

4. Морозюк, Т. В. Теория холодильных машин и тепловых насосов: учеб. пособие / Т. В. Морозюк. – Одесса: Студия «Негоциант», 2006. – 712 с.

5. Калнинь, И. М. Энергосберегающие, экологически чистые технологии теплоснабжения производственных и жилых помещений / И. М. Калнинь, Л. Я. Лазарев, А. И. Савицкий.

6. Трубаев, П. А. Тепловые насосы: учеб. пособие / П. А. Трубаев, Б. М. Гришко. – Белгород: Изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова, 2009. – 142 с.

7. Елистратов, В. В. Теоретические основы нетрадиционной и возобновляемой энергетики: учебное пособие / В. В. Елистратов, М. В. Кузнецов. – Ч. 1: Определение ветроэнергетических ресурсов региона. – Санкт-Петербург: Изд-во СПбГПУ, 2004. – 59 с.