<<
>>

Аккумулирование сбросного тепла

  При практической реализации установок по утилизации сбросного тепла очень часто приходится сталкиваться с проблемой временного несоответствия между производимой энергией и ее потреблением.
Наиболее характерные примеры - это суточные колебания нагрузок в системах горячего водоснабжения (пики в утренние и вечерние часы, спад в ночное время) и сезонные колебания нагрузок в системах отопления (зима, весна, лето, осень). Как правило, утилизационные установки, привязанные к постоянно действующим технологическим процессам, вырабатывают постоянное количество энергии. Без специальных инженерных решений эффективность работы такой утилизационной установки на потребителя с переменной нагрузкой резко уменьшается. Одним из таких инженерных решений является аккумулирование энергии [27]. Существуют различные методы аккумулирования энергии: электрохимические, гидравлические, пневматические, термохимические, механические, сорбционные, тепловые. В мировой и отечественной практике наиболее проработаны и испытаны три наиболее простых метода аккумулирования тепловой энергии: тепловой, пневматический, термомеханический.

Одна из простейших принципиальных схем аккумулирования сбросного тепла представлена на рис. 4.22. Тепловой аккумулятор здесь представлен теплоизолированной емкостью большого объема с неподвижной твердой насадкой.

Рис. 4.22. Принципиальная схема использования тепла ВЭР

с аккумулятором тепла:

1 - рекуперативный теплообменник; 2 - тепловой аккумулятор;

3 - регенеративный теплообменник; 4 - источник ВЭР; 5 - нагреваемая вода

Тепло от источника ВЭР через утилизационный рекуперативный теплообменник 1 подогревает циркуляционную воду. Подогретая вода подается в аккумулятор 2, где отдает свое тепло неподвижной твердой насадке (керамические, металлические шары) и возвращается обратно в утилизационное устройство 1.

Там она вновь подогревается за счет ВЭР, возвращается в аккумулятор, охлаждается и цикл повторяется. Происходит постепенное накопление объема тепла в неподвижной насадке. В пиковый период включается регенеративный теплообменник 3, имеющий большую мощность чем утилизационный теплообменник 1. С помощью второго контура воды происходит передача тепла от аккумулятора к потребителю на более высоком объемном уровне. По истечению пикового периода регенеративный теплообменник отключается, а аккумулятор продолжает накапливать энергию до следующего включения нагрузки потребителя. Простейшим примером реализации такой схемы является полый теплоизолированный бак, заполняемый в течение длительного времени суток горячей водой от утилизационной установки, которая в утренние и вечерние часы интенсивно расходуется в системах горячего водоснабжения.

Примером более длительного сезонного аккумулирования тепловой энергии является схема, представленная на рис. 4.23.

Рис. 4.23. Принципиальная схема аккумулирования сбросного тепла в водопроницаемых подземных горизонтах:

1 - утилизационная установка; 2 - ВЭР; 3 - предприятие;

4 - циркуляционная вода; 5 - потребитель тепла

Основное условие реализации такой схемы - это наличие в данной местности изолированного водопроницаемого или водоносного подземного слоя. В зоне утилизационной установки и потребителя тепла бурятся два вида скважин (заряжающие и разряжающие) до ближайшего изолированного между двумя ограничивающими пластами водопроницаемого слоя (например, глиняными). Глубина таких скважин может колебаться от нескольких метров до нескольких десятков метров в зависимости от геологического устройства местности. Расстояние между заряжающей и разряжающей скважинами определяется из временного периода между закачкою и извлечением тепла и скоростью фильтрации воды в водопроницаемом слое. Последняя колеблется в зависимости от региона от нескольких десятков сантиметров в сутки до нескольких метров в сутки. Так, если тепло закачивается в слой в июле, а извлекать его необходимо в декабре, т. е. через пять месяцев, то при скорости фильтрации воды 5 м/сутки расстояние между скважинами должно составлять около 750 м. Исследования и эксперименты в этой области дали вполне приемлемые для практики потери тепла при таком аккумулировании и достаточную рентабельность. 

<< | >>
Источник: В.М. Малахов, А.Г. Гриценко, С.В. Дружинин. ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОЛОГИЯ МОНОГРАФИЯ В трех томах Том 1. 2012

Еще по теме Аккумулирование сбросного тепла:

  1. Аккумулирование сбросного тепла
  2. Библиографический список использованной литературы