|
 Получение
теплоносителя-источника высокопотенциальной теплоты +100 – +250°С
от теплоносителя-источника низкопотенциальной теплоты
+20 – +70°С
производится на воздушных тепловых насосах с коэффициентом преобразования
(топливным коэффициентом) μ = 2,5 – 3,2. При μ = 3 соотношение энергий
будет примерно следующее: 33% – вклад внешнего источника нижней температуры, 33%
– вклад собственного отработанного теплоносителя («обратки»), 33% – вклад
высокопотенциальной энергии от механического привода. Ожидаемые мощности
подобных установок по приводу могут составлять от 1 до 20 МВт, эффективность не
ниже, чем у классических тепловых насосов, которые работают на фреоне, хладоне и
т.п. Если известные тепловые насосы имеют греющую температуру порядка +65°С,
то предлагаемый насос при том же топливном коэффициенте μ = 2,5 – 3,2
обеспечивает греющую температуру на уровне +100 – +250˚С.
Использование подобных воздушных тепловых
насосов приводит в эквивалентном
пересчете к уменьшению расхода промышленного газа в 1,4 – 1,5 раза.
На рисунке показан тепловой насос, который
включает в себя: привод 1 (электрический, паровой, ГТД), непосредственно агрегат
2, турбину перерасширения 3, первый утилизационный теплообменник 4, дожимающий
компрессор 5, питательный теплообменник 6, второй утилизационный теплообменник
(может отсутствовать) 8, ресивер 7.
Работа установки происходит следующим образом:
в ресивере 7, например с сухим воздухом, единожды создается начальное
давление Р0* и температура Т0*.
Далее рабочее тело расширяется на турбине 3 до температуры 0 – минус 40°С
(при минусовых температурах используется антифриз). В теплообменник 4 подаются
имеющиеся на предприятии тепловые утилизационные потоки, например требующие
охлаждения технологические продукты, сточные
воды, требующий конденсации пар. Охлаждаясь, например до +3ºС – +5ºС они, тем
самым, вводят в насос низкопотенциальное тепло. Нагретое рабочее тело сжимается
в компрессоре практически до начального давления и с температурой +100 – +250°С
(в зависимости от первоначальной настройки параметров в ресивере 7) подается на
питательный теплообменник 6. В этом теплообменнике снимается ровно столько
тепла, чтобы параметры в ресивере 7 оставались неизменными.
Подобные насосы рекомендуется использовать на
крупных промышленных предприятиях, где имеются мощные низкопотенциальные
потоки продукта, воды, пара и т.п., например на нефтехимических,
машиностроительных предприятиях, предприятиях пищевой промышленности и т.п.
Полученные температуры в + 100 – +250°С
можно использовать как для отопления, так и для внутризаводских нужд. Кроме
того, тепловой насос одновременно производит большое количество холода, что
позволяет захолаживать так называемые «обратки» – возвращаемую
на ТЭЦ теплую воду, которая по нормам не должна иметь температуру выше 25°С.
В настоящее время на ТЭЦ возвращается вода с температурой порядка 40°С,
что снижает КПД паровых турбин. Практически каждое предприятие платит сейчас
значительные штрафы по причине возврата теплой воды на ТЭЦ.
Требуемые инвестиции для создания опытно-промышленной установки -50 млн. рублей.
Срок
создания -18 месяцев
По
проблеме получено два патента и подана заявка на получение третьего.
ООО «Электрол Продукт»
|
