Źródła ciepła niskotemperaturowego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

 Komentarze do artykułu

Wtórne zasoby energii (SER) to odpady termiczne z produkcji technologicznej przedsiębiorstw przemysłowych, komunalnych, bytowych, mieszkalnych i innych. Do kategorii zasobów wodnych i energetycznych można zaliczyć także samopłynące wody geotermalne; gorące źródła mineralne, których ciepło nie jest wykorzystywane w balneologii; gaz towarzyszący spalany podczas produkcji ropy; ekstrahowany gorący olej itp.

Zagadnienia oszczędzania paliw poprzez wykorzystanie odnawialnych źródeł energii stały się w ostatnich latach palącym problemem i stanowią zadanie krajowe. Odbiorcy przemysłowi zużywają obecnie ponad 60% całego wyprodukowanego paliwa i około 70% całej wytworzonej energii elektrycznej. Efektywność wykorzystania energii w procesach technologicznych jest nadal niska i wynosi jedynie 35-40%. W okresie do 1991 roku sytuacja z wykorzystaniem zasobów wody i energii w przemyśle poprawiała się, jednak uzyskane rzeczywiste oszczędności paliw dzięki ciepłu wody i zasobów wodnych w stosunku do możliwych wynoszą 30-32%, m.in. przemysł rafineryjny i petrochemiczny - 40%, hutnictwo żelaza - 40%, przemysł chemiczny - 25%.

Jednym z efektywnych kierunków wykorzystania ciepła VER była produkcja chłodu dla przedsiębiorstw, których procesy technologiczne wymagały stosowania ciepła w różnych temperaturach chłodzenia. Należy zauważyć, że większość przedsiębiorstw przemysłu chemicznego, petrochemicznego i innych to branże zimnochłonne, a jednocześnie charakteryzują się obecnością dość dużej ilości niewykorzystanych zasobów energii w postaci pary, gorącej wody, zrzutów pochodniowych , gorące gazy itp.

Decydując się jednak na racjonalne i efektywne wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, nie możemy zapominać, że wraz z produkcją chłodu mogą zachodzić także procesy przemiany ciepła z poziomu niskotemperaturowego na wyższy i odwrotnie.

Powszechnie dostępnym źródłem ciepła niskotemperaturowego jest powietrze atmosferyczne, które ma szerokie zastosowanie w małych instalacjach pomp ciepła – HPU (mieszkanie, dom). Jednak niskie temperatury powietrza, mała pojemność cieplna i współczynnik przenikania ciepła nie pozwalają na osiągnięcie akceptowalnych wskaźników efektywności energetycznej dla dużych instalacji, w szczególności stacji WP, których parowniki wymagają dużych strumieni ciepła.

Duże niezamarzające zbiorniki są cenne jako źródła ciepła dla HPP. Należą do nich na przykład Morze Czarne, Morze Kaspijskie w środkowej i południowej części oraz jezioro Issyk-Kul. Na wybrzeżu Morza Czarnego, Kaukazu i Krymu HPP działają na wodzie morskiej, której temperatura zimą na tych obszarach nie spada poniżej 8°C. Szczególnie efektywne jest całoroczne wykorzystanie ciepła wody morskiej (o temperaturze latem 20-25°C) do pomp zaopatrzenia w ciepłą wodę, które stanowią znaczne obciążenie w południowych miastach i kurortach. W okresach przejściowych i zimowych w HPI można wykorzystać zimną wodę ze zbiorników, powietrze zewnętrzne o temperaturze powyżej 0°C, a także skały (glebę).

Źródłem ciepła niskozmineralizowanego mogą być niskozmineralizowane wody geotermalne, energia słoneczna magazynowana w elektrowniach słonecznych oraz akumulatory ciepła.

Za główne źródła ciepła dla dużych HPP należy jednak uznać źródła sztuczne – odpady termiczne. Szybki wzrost zużycia energii wiąże się zarówno z wyczerpywaniem się zasobów naturalnych, jak i termicznym zanieczyszczeniem biosfery. Na przykład elektrownie cieplne, w tym elektrownie jądrowe, odprowadzają 50-55% energii paliwa za pomocą wody chłodzącej. Czasem decydującym czynnikiem przy wyborze miejsca pod budowę elektrowni cieplnych (EJ) jest obecność naturalnych zbiorników, które mogą bez większych szkód absorbować ciepło odpadowe. Przedsiębiorstwa przemysłowe zużywają ogromne ilości wody do chłodzenia maszyn i płynów roboczych w różnych procesach technologicznych. Ilość wody poddanej recyklingowi i ponownemu wykorzystaniu w przemyśle w 1966 roku w naszym kraju wynosiła km3/rok, a w 1980 roku wynosiła 132 km3/rok, co stanowiło 61% wody zużywanej przez cały przemysł. Te „rzeki termalne” mają przez cały rok temperaturę 20-40°C, co praktycznie uniemożliwia bezpośrednie wykorzystanie ciepła, a schładzane są w chłodniach kominowych lub innych chłodnicach wyparnych, uwalniając część wody wraz z ciepłem do atmosfera.

Przy wymianie wież chłodniczych na parowniki HPU stopień ochłodzenia wody (różnica temperatur) przy zachowaniu jej natężenia przepływu powinien utrzymywać się średnio na poziomie około 10°C.

Koncentrację strumieni ciepła w systemach zaopatrzenia w wodę obiegową można ocenić na przykładzie jednego z największych zakładów motoryzacyjnych. Całkowita ilość wody poddanej recyklingowi wynosi około 75 tys. m3/h, zorganizowanej w blokach wodnych o pojemności (10-12) tys. m3/h. Do chłodzenia dostarczana jest woda o temperaturze 30-40°C przez cały rok oraz schładzana do 15-20°C. Łącznie elektrownia emituje do atmosfery 1300 MW ciepła.

Rafinerie ropy naftowej i zakłady chemiczne są również potężnymi źródłami wtórnych zasobów energii (SER). W zależności od rodzaju VER dzielą się na trzy główne grupy:

1. gorące gazy spalinowe (paliwowe) z pieców; odpady nienadające się do dalszego przetwarzania technologicznego;
2. termiczny HER – ciepło fizyczne gazów spalinowych jednostek technologicznych; ciepło fizyczne produktów głównych, ubocznych, półproduktów i odpadów z produkcji głównej; ciepło gorącej wody i pary wydobywanej w elektrowniach technologicznych;
3. VER nadciśnienia, energii potencjalnej gazów i cieczy, którą należy zmniejszyć przed kolejnym etapem wykorzystania cieczy (gazów) lub uwolnienia ich do atmosfery.

Źródła ciepła SER można stosować w amoniakalnych konwerterach ciepła (AHT) oraz w pompach ciepła. W instalacjach pomp ciepła można zastosować ciepło niskotemperaturowe (20-60°C), dla APT ciepło nisko- i średniopotencjalne na poziomie 80-160°C, a także ciepło wysokopotencjalne (160- 400°C). Szczególnie pilnym zadaniem jest wykorzystanie ciepła zawartego w wodzie technologicznej.

Jeżeli z grubsza przyjąć, że w całkowitej (ogólnokrajowej) objętości zaopatrzenia w wodę obiegową, jedynie 75% wody podlega chłodzeniu, tj. około 120 km3 rocznie (na poziomie z 1985 r.), a różnica temperatur wynosi 10°C, wówczas zorganizowany zrzut ciepła niskogatunkowego przez przemysł wynosi ponad 5 miliardów GJ rocznie. Woda zużyta jednorazowo przez przedsiębiorstwa przemysłowe (około 40% całkowitej objętości) jest ostatecznie odprowadzana do naturalnych zbiorników.

Przy współczesnych wymaganiach ochrony środowiska, zarówno ścieki przemysłowe, jak i komunalne, zanim zostaną wprowadzone do zbiorników wodnych, muszą zostać poddane kompleksowemu oczyszczaniu w stacjach uzdatniania wody lub na stacjach napowietrzania (w dużych miastach). Na przykład w Moskwie kilka stacji napowietrzających odprowadza do rzeki Moskwy ponad 5 milionów m3 dziennie. woda oczyszczona o temperaturze 16-22°; Wraz z wodą wpływa również przepływ ciepła o mocy 3-4 milionów kW. Stacje napowietrzające działają w Petersburgu, Samarze i innych miastach. Do rzek, zatok i zbiorników odprowadzanych jest wiele milionów metrów sześciennych wody wraz z ciepłem, które można wykorzystać w elektrowniach HPP i zamienić ciepło niskiej jakości na ciepło o wyższej temperaturze, co może zaspokoić część potrzeb i zmniejszyć zużycie paliwa konsumpcja.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Ula dla dzikich pszczół 16.07.2003 Angielska firma „Oxford Bee” uruchomiła produkcję gotowych domków dla dzikich pszczół. W ostatnich latach pszczoły miodne w Anglii i wielu innych krajach bardzo ucierpiały z powodu pasożytniczych roztoczy. W efekcie spadły plony upraw wymagających zapylania przez pszczoły. W związku z tym pszczoły miodne można zastąpić samotnymi dzikimi pszczołami - osmią. Nie poddają się kleszczom, a ponadto są bardziej efektywne w zapylaniu. Osmie zbierają pyłek na owłosionej spodniej stronie brzucha, zamiast ubijać go w specjalnych koszyczkach na nogach, jak pszczoła miodna, zwiększając w ten sposób prawdopodobieństwo przedostania się pyłku na słupek. Co ważne, osmie wyróżniają się narzekającym usposobieniem i prawie nigdy nie używają żądła. Wiosną zaczynają latać wcześniej niż zwykłe pszczoły, w niższej temperaturze. W naturze osmia żyje w wydrążonych łodygach trzciny, pustych muszlach ślimaków, w przejściach korników i innych jamach rurowych. Oxford Bee proponuje przyciągnąć osm do ogrodów, wieszając dla nich domy. Tuby gniazdowe są wykonane z biologicznie neutralnego plastiku i wyłożone papierem. Ul można rozbudować poprzez zakup pojedynczych rurek.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Rośliny potrafią odróżnić przyjaciela od wroga

▪ Bajkowy robot do zapylania roślin

▪ Zaawansowana technologia recyklingu zużytego sprzętu biurowego

▪ Bioakumulatory oddechowe

▪ Piko projektor Ratoc RP-MP1

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Dom, ogrodnictwo, hobby. Wybór artykułów

▪ artykuł Leszka Kumora. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Dlaczego wszystkie planety wyglądają inaczej? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Naparstnica wełniana. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Domowa spawarka. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Niemieckie przysłowia i powiedzenia. Duży wybór

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024