Сколько стоит теплота или как вас нагреть?

0
121

Потребителями большого количества тепловой энергии на сегодня являются системы обеспечения внутреннего микроклимата и горячего водоснабжения современных зданий и сооружений. Тепловая энергия вырабатывается во время работы основных элементов систем теплоснабжения — генераторов теплоты. 

Данные генераторы теплоты преобразуют различные виды топлива в тепловую энергию благодаря химической ракции горения. Для выработки тепловой энергии используется также и прямое преобразование электрической энергии в тепловую. Для этого процесса применяются системы как с промежуточным теплоносителем, так и системы прямого электрического обогрева (ПЭО). Несмотря на конструкцию и вид генератора теплоты, системы обеспечения микроклимата должны главным образом сначала обеспечивать требуемые санитарно-метеорологические параметры внутренней среды, а именно: внутреннюю температуру воздуха и температуру на поверхностях наружных и внутренних ограждений, влажность и подвижность воздуха. 

Данное требование является самым важным предъявляемым к системам обеспечения внутреннего микроклимата. Второе по значимости — экономическое. Системы обеспечения микроклимата обязаны обеспечивать первое требование при оптимальной стоимости самой системы и минимальных эксплуатационных затратах. Наибольшую часть эксплуатационных затрат составляет стоимость топлива, расходуемого в отопительном периоде. Во время выбора систем обеспечения параметров внутреннего микроклимата, особенно при выборе систем отопления, мы нуждаемся в рассмотрение влияния многих факторов: наличие централизованного источника тепловой энергии, доступность конкретного вида топлива, экологические аспекты, проектно-архитектурные решения, объем строящегося здания и финан¬совые возможности. Но рейтинговый порядок требований в любом случае нельзя менять местами. 

Для того, чтобы мы могли определить эксплутационные затраты предлагаем результаты расчета стоимости тепловой энергии в размере 1 Гкал, полученной от сжигания различных видов топлива, и применения электрической энергии для отопления в условиях города Хабаровска (продолжительность отопительного сезона 205 суток, наружная расчетная температура в зимний период минус З1°С, средняя температура за отопительный период минус 10°С, внутренняя температура плюс 20°С). Региональная энергетическая комиссия Хабаровского края от 01.12.2002 г определила стоимость тепловой и электрической энергии (с НДС) на четвертый квартал 2002г. 

Мы приводим таблицу, где приведена относительная стоимость в процентах по отношению к стоимости одной Гкал для жилищных организаций всех форм собственности 912 руб/Гкал. 

Благодаря сравнительному анализу, мы видим, что выгодно использовать твердое топливо-уголь. Существующие недостатки твердотопливных котлов обусловлены необходимостью в течение суток постоянно следить за топочной камерой и вручную загружать топливо, производить «шуровку» горящего слоя, уборку золы. Также обязательно нужно иметь запас топлива в значительных объемах, иметь площадки под его хранение, осуществлять доставку, разгрузку и загрузку в котел. Если брать во внимание комбинированные котлы на два и более видов топлива, то они стоят несколько дороже и имеют уменьшенный объем топочной камеры, неприспособленной к сжиганию низкокалорийных углей. Переход же с одного топлива на другое происходит в ручном режиме, то есть необходимо присутствие человека. В пределах действия центральных тепловых сетей однозначно выгодно получать тепловую энергию от ТЭЦ. Очевидно, экономически невыгодно использовать электроэнергию для отопления. Стоимость тепловой энергии, которую мы получили в электрокотлах любой конструкции, превышает стоимость теплоты от ТЭЦ в 4 раза. Энергетическую эффективность использования электроэнергии для выработки теплоты можно оценить по показателю вида: 

Эт=М*(hэс*hлэп)/(hку*hмс)

где m — коэффициент преобразования энергии; 

h — эффективность системы. 

Показателем эффективности h = 0,38 оценивается расход топлива на выработку электроэнергии на тепловых электростанциях. Мы можем принять потери в электросетях пределах 8%, тогда h лэп = 0,92, а фактические потери в тепловых сетях 20% ( h тс = 0,8). Эффективность расхода топлива в котельных установках определяют h = 0,85. Коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую для прямого нагрева в электрическом котле максимально может быть равен h = 1. Данные условия Эт = 0,51 свидетельствуют об энергетической неэффективности использования электрической энергии для отопления зданий и сооружений. Для Эт= 1, коэффициент преобразования h должен быть больше 2. К сожалению, все электрокотлы имеют h 1 — это тепловые насосы с h до 10. 

Несколько слов об одной очень интересной установке. Данная установка предлагается использованию как генератор теплоты, причем как генератор с h = 1,859. Ее принцип работы (по трактов¬ке авторов) основан на извлечении энергии из вращающейся воды, т.е. энергии вихря. В то же время физико-химические процессы, вплоть до образования озона (по трактовке авторов), преподносятся как необъяснимые. 

Установка включает в себя следующие компоненты: насос, приводимый в действие асинхронным двигателем, теплогенератор, бак, гидроаккумулятор или теплообменник, и система потребления теплоты (отопления). Теплогенератор — это труба, к которой тангенциально подводится вода. Поток воды закручивается внутри, образуя вихрь с «замечательными свойствами», т. е. с температурой воды на выходе из одного торца трубы 80—90°С. С противоположной стороны выходит поток с более низкой температурой. Мы можем дать утверждение, что на 1 кВт подводимой к насосу энергии «теплогенератор» выдает 1,859 кВт. 

Такой эффект достаточно хорошо известен в технике по имени авторов Ранка-Хилша. Мы наиболее тщательно исследовали процесс энергетического разделения газов. Он используется в таких случаях, как охлаждение воздуха до температур от минус 5 °С до минус 30°С и ниже. Вихревые холодильники весьма компактны. Они широко применяются в машиностроении, медицине, авиации и т. д. 

Важно заметить, что в вихревой трубе образуется не один вихрь, а два. Первый, мы назовем его «внешний», движется вдоль огибающей стенки трубы, а второй, «внутренний», осевой имеет противоположное направ¬ление. Вихри вращаются в одном направлении, но их скорости вращения разные. «Внутренний» вихрь выходит из трубы через так называемую диафрагму — он холодный. Охлаждение части воздуха осуществляется за счет адиабатного (без теплообмена с окружающей средой) внезапного расширения газа. А «внешний» вихрь выходит совершенно с противоположного торца трубы нагретым. За счет трения на границе двух воздушных потоков, имеющих различную скорость вращения, осуществляется нагрев. 

Проведенные испытания вихревого холодильника подтверждают основные законы физики: закон сохранения массы и закон сохранения энергии. При этом КПД вихревого холодильника составляет 22—25%. 

Если мы будем использовать несжимаемую жидкость в качестве рабочего тела в вихревой трубе гидродинамика течений та же: «внешний» вихрь и «внутренний» вихрь. В отличие от газового, внутренний водяной вихрь вращается по законам абсолютно «твердого» тела, как стержень, без особого изменения внутренней энергии. В это время скорость его вращения на несколько порядков больше скорости вращения «внешнего» вихря. На границе контакта слоев осуществляется переход кинетической энергии внутреннего вихря в потенциальную: механическая энергия вращающегося «водяного стержня» переходит в тепловую. При этом жидкость во «внешнем» вихре нагревается и происходят естественные потери энергии. Описываемый процесс добывания теплоты известен очень давно. 

Данные испытания вихревого преобразователя на воде не подтверждены ни одним отчетом по НИР и ОКР. Авторы этого проекта ссылаются на ряд патентов, но, конечно, надо различать патенты, в которых отражаются приоритеты на открытия, способы и конструкция. Поймите, что устройство, в котором на 1 кВт подводимой энергии реализуется 1,859 кВт, может претендовать на Нобелевскую премию. 

Испытания, проведенные авторитетными инженерами-теплотехниками Хабаровского Технического университета, подтвердили, что КПД установки, описываемой нами, соответствует 80%, что ниже КПД асинхронного двигателя ( h эл.д =85 ~ 90%). Так, что в этих установках имеет место отнюдь не генератор теплоты, а преобразователь энергии h <1, конструкция которого совершенствовалась с 1843 года (опыты Джоуля).  Ели рассчитать энергетическую эффективность преобразования электроэнергии в тепловую (Эт) в нашей установке при h вп = 0,8 она будет равна 0,35.  В случае с электрокотлами энергетическая эффективность в 1,5 раза выше установки.  Но электрическая энергия для целей отопления используется довольно широко.  Системы электрического отопления совершенно универсальны, очень удобны в применении, экологически чисты, имеют простой монтаж, удобны как резервный вид отопления. Сегодня рынок предлагает разнообразный ассортимент электрических котлов, кабельных систем обогрева, воздушных электрокалориферов, систем прямого электрического обогрева инфракрасные излучатели.  Нужно всегда иметь ввиду, что электрическая энергия это самый дорогой вид энергии. Мы рекомендуем крупным производствам и руководителям предприятий со всей ответственностью подходить в решению данного вопроса.  //www.vemiru.ru

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.