Теплогенерирующие установки систем теплоснабжения. Карауш С.А., Хуторной А.Н. 2003 | Библиотека: книги по архитектуре и строительству
| Теплогенерирующие установки систем теплоснабжения |
| Карауш С.А., Хуторной А.Н. |
| Томский государственный архитектурно-строительный университет. Томск. 2003 |
| 161 страница |
| ISBN 5-93057-118-X |
Содержание:
В учебном пособии рассматриваются тепловые схемы, оборудование и особенности работы современных теплогенерирующих установок малой и средней мощности, используемых в жилищно-коммунальном комплексе и различных отраслях народного хозяйства. Учебное пособие содержит материалы по второй части дисциплины «Теплогенерирующие установки» и предназначено для студентов специальности 290700 «Теплогазоснабжение и вентиляция», слушателей Института повышения квалификации и производственников.
Предисловие
Введение
1.
Теплогенерирующие установки
Назначение и классификация
Выбор типа, мощности и числа котлов
Принципиальная тепловая схема производственно-отопительной теплогенерирующей установки
Принципиальная тепловая схема отопительной теплогенерирующей установки с водогрейными котлами
Составление уравнений теплового баланса
2. Водное хозяйство
Водный режим работы котлов
Физико-химические характеристики воды
Требования, предъявляемые к качеству исходной, питательной, котловой воды и пара
Обработка воды
3. Докотловая обработка воды
Отстаивание, фильтрование и коагуляция воды
Известкование и содоизвесткование воды
Умягчение воды методами ионного обмена
Другие методы умягчения воды
Особенности умягчения воды для водогрейных котельных
4. Внутрикотловая обработка воды
Продувка
Деаэрация воды
Обработка воды с помощью присадки химических реагентов
Подготовка пара в соответствии с нормативными требованиями
5.
Питание котла водой
Питательные установки
Требования к надежности и производительности питательных установок
Схемы включения питательных насосов
Питательные трубопроводы и паропроводы
6. Топливное хозяйство
Топливное хозяйство при использовании твердого топлива
Топливное хозяйство при использовании жидкого топлива
Топливное хозяйство при использовании газообразного топлива
7. Шлакозолоудаление
Общие сведения о шлакозолоудалении
Ручное шлакозолоудаление
Механизированное шлакозолоудаление
Пневмошлакозолоудаление
Гидрошлакозолоудаление
8. Тягодутьевые устройства и аэродинамика газовоздушного тракта
Использование естественной тяги в котлах
Аэродинамический расчет газовоздушного тракта котла, работающего на искусственной тяге
Выбор тягодутьевого оборудования
9. Тепловой контроль и автоматизация технологических процессов
Тепловой контроль технологических процессов
Контрольно-измерительные приборы
Автоматизация технологических процессов производства тепловой энергии
Системы автоматизации котлов
Щиты управления
10.
Основы проектирования и эксплуатации
Основы проектирования. Требования. Генеральный план и размещение котельных
Здания котельных. Компоновка оборудования
Эксплуатация теплогенерирующих установок
Технико-экономические показатели установок
11. Охрана окружающей среды
Газообразные и твердые загрязняющие вещества
Минимально необходимая высота дымовой трубы
Вредные жидкие стоки
Мероприятия по уменьшению объема вредных жидких стоков
Заключение
Библиографический список
Губарев А.В. Теплогенерирующие установки. Часть 1
- формат doc
- размер 1.22 МБ
- добавлен 06 мая 2010 г.
2008 г
Органическое топливо.
Основные источники энергии для теплогенерирующих установок.
Классификация органического топлива.
Элементарный состав и технические характеристики органического
топлива.
Твердое топливо.
Жидкое топливо.
Газообразное топливо.
Основы процесса горения органических топлив.
Топливное хозяйство котельных.
Системы топливоподачи твердого топлива.
Подготовка топлива к сжиганию.
Удаление шлака и золы.
Системы топливоподачи жидкого топлива.
Газоснабжение котельных.
Разработка и расчет тепловых схем котельных.
Общие положения разработки тепловых схем.
Тепловые схемы котельных.
Тепловые схемы котельных с водогрейными котлами и основы их расчета.
Тепловые схемы котельных с паровыми котлами и их расчет.
Котельные установки.
Основные определения.
Классификация котлов.
Топочные устройства котлов.
Основные элементы паровых и водогрейных котлов.
Принцип работы парового барабанного котла с естественной циркуляцией.
Основные типы паровых котлов, устанавливаемых в производственных и отопительных котельных.
Водогрейные котлы.
Основы теплового расчета теплогенерирующих установок.
Общие положения.
Тепловой баланс парового и водогрейного котла.
Общие положения расчета теплообмена в элементах котла.
Основы расчета теплообмена в топке.
Основы расчета конвективных поверхностей нагрева.
Выбор оборудования газовоздушного тракта.
Основы расчета аэродинамического сопротивления газовоздушного тракта.
Выбор дымососа и вентилятора.
Защита окружающей среды от выбросов тэс и котельных.
Влияние энергетики на природную среду и климат.
Выбросы тепловых электростанций (Тэс) и котельных на органическом топливе в атмосферу.
Выбор высоты дымовой трубы.
Очистка продуктов сгорания от золы и пыли.
Снижение выбросов оксидов серы.
Снижение выбросов оксидов азота.
Выбор и расчет схемы водоподготовки.
Показатели качества воды и пара.
Выбор схем обработки воды.
Докотловая подготовка воды.
Внутрикотловая обработка воды.
Эксплуатация теплогенерирующих установок.
Нормативные материалы, регламентирующие устройство и безопасную эксплуатацию теплогенерирующих установок.
Структура предприятия, генерирующего тепловую энергию, и функциональные обязанности персонала этого предприятия.
Требования к персоналу и его подготовка.
Определение технико-Экономических показателей котельной.
Капиталовложения и стоимость постройки различных котельных.
Определение годовой выработки теплоты котельной.
Эксплуатационные расходы и стоимость энергии.
Экономическая оценка эффективности котельной.
Смотрите также
- формат doc
- размер 4.66 МБ
- добавлен 18 мая 2009 г.
БГТУ им Шухова Белгород 2008 для студентов заочной формы обучения с применением дистанционных образовательных технологий специальности 270109 – Теплогазоснабжение и вентиляция
Статья- формат pdf
- размер 5.
25 МБ - добавлен 30 марта 2011 г.
25 МБМатериалы Шестой международной теплофизической школы: в 2 ч. Тамбов, 1 – 6 окт. 2007 г. / ТГТУ. – Тамбов, 2007. – Ч. 1. – 264 с. В сборник включены материалы докладов по следующей тематике: фундаментальные и прикладные проблемы теплофизики, новые методы, приборы и установки для теплофизических исследований. Предназначен для преподавателей, аспирантов и студентов с целью использования в научной работе и учебной деятельности.
- формат djvu
- размер 5.36 МБ
- добавлен 20 августа 2009 г.
Учеб. для вузов. — М.: Стройиздат, 1986. — 559 с., ил. Приведены сведения об основных видах органического топлива и нетрадиционных источниках тепловой энергии. Изложены основные способы сжигания топлива.
Описаны конструкции современных топочных устройств. Дана методика расчета котлоагрегатов, подробно рассмотрены процессы теплообмена, водного режима и гидродинамики в водогрейных установках.
- формат doc
- размер 223.53 КБ
- добавлен 28 октября 2009 г.
Методические указания к практическим работам по дисциплине «Источники и системы теплоснабжения» / Составители: к.т.н. доц. Зайцева Наталья Константиновна, ст. препод. Андрейчик Алла Евгеньевна. – Минск: БГАТУ, 2005. – 48с. Методические указания к практическим работам посвящены изучению основного оборудования котлов, газогенераторов, экономайзеров и воздухоподогревателей. Изучение основного оборудования котельных. Теплогенерирующие установки. В…
Практикум
- формат doc
- размер 7. 12 МБ
- добавлен 25 октября 2010 г.
12 МБМетодическое пособие/ Н.Б. Карницкий, Б.М. Руденков, В.А. Чиж. – Минск: БНТУ, 2005. – 58 с. Методическое пособие составлено применительно к курсовому проекту по теплогенерирующим установкам Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания Определение энтальпии воздуха и продуктов сгорания Тепловой баланс котла Тепловой расчет топки Поверочный тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева Расчет…
- формат pdf
- размер 48.7 МБ
- добавлен 13 октября 2010 г.
У книзі наведено тематично підібрані типові приклади та задачі з основних розділів курсу (основи технічної термодинаміки, паливо і його горіння, основи теплопередачі, паросилові установки, двигуни внутрішнього згоряння, газотурбінні установки).
Розв’язання прикладів і умови задач дано в Міжнародній системі одиниць (СІ). У задачнику зібрано найважливіші довідкові матеріали, необхідні для проведення розрахунків. Книга є учбовим посібником з курсу т…
Практикум
- формат jpg
- размер 7.21 МБ
- добавлен 25 июня 2011 г.
М.: МИИТ, 2006. – 20 с. Методические указания к курсовой работе по дисциплине “Теплотехнические установки и нормирование топливно-энергетических ресурсов на железнодорожном транспорте”.rn
- формат djvu
- размер 4.1 МБ
- добавлен 14 сентября 2010 г.
Учебное пособие. – М.: Колос, 1975. – 384 с. Основы теории и расчета электронагревательных приборов.
Электронагревательные установки сельскохозяйственного назначения Электротехнология
- формат djvu
- размер 6.66 МБ
- добавлен 06 января 2012 г.
М.: Транспорт, 1988 – 319 с. В книге изложены теоретические и прикладные основы теплотехники с учетом специфики подготовки инженеров железнодорожного транспорта, достаточно полно описаны теплопотребляющие установки железнодорожного транспорта, особенности их энергоснабжения, освещены вопросы работы транспортных ДВС, компрессоров, вентиляторов; указаны основные направления совершенствования теплоэнергетических хозяйств железнодорожного транспорта….
- формат doc
- размер 3.65 МБ
- добавлен 23 ноября 2009 г.
МФТИ. 2000. – 82 с. Техническая термодинамика Введение.
Основные понятия и определения. Первый закон термодинамики. Второй закон термодинамики. Термодинамические процессы. Термодинамика потока. Реальные газы. Водяной пар. Влажный воздух. Термодинамические циклы. Основы теории теплообмена Основные понятия и определения. Теплопроводность. Конвективный теплообмен. Тепловое излучение. Теплопередача. Теплоэнергетические установки Энергетическое то…
ТЭГ Установка | Установить | Техническая информация | Термоэлектрическое охлаждение | Охладители Пельтье
Похоже, в вашем браузере отключен JavaScript.
Для использования функций этого веб-сайта в вашем браузере должен быть включен JavaScript.
Пожалуйста, загрузите наше Руководство по установке ТЭГ
Термоэлектрические (Зеебек) Модули выработки энергии или ТЭГ имеют большое тепловое расширение (и сжатие) в диапазоне допустимых температур от -60ºC до 320°C. Жизненно важно, чтобы монтажная система допускала такое расширение и сжатие, сохраняя при этом равномерное давление на модуль.
Идентификация горячей и холодной сторон:
Термоэлектрические генераторы (устройства Зеебека или ТЭГ) будут генерировать электричество только в том случае, если в модуле существует разница температур. Это означает, что «холодная» сторона должна быть как минимум холоднее, чем «горячая» сторона, чтобы можно было вырабатывать электроэнергию. Горячая сторона обычно подключается к источнику тепла, а холодная сторона обычно подключается к радиатору с воздушным или жидкостным охлаждением (водяной блок).
ПРИМЕЧАНИЕ : Имейте в виду, что тепло от горячей стороны должно пройти через ТЭГ к холодной стороне, чтобы вырабатывалось электричество. Жизненно важно, чтобы радиатор на холоде был способен быстро избавляться от этого тепла, чтобы оставаться прохладным. Если холодная сторона не может избавиться от этого тепла, то она не будет холодной стороной очень долго. Использование водяного блока или жидкостного теплообменника значительно увеличивает рассеивание тепла, тем самым увеличивая выработку электроэнергии.
Изучите схему ниже. Вид выглядит так, как будто модуль размещен на столе перед вами, как показано, с проводами, направленными к вам.
Температурные ограничения  |
Термоинтерфейс:
Микроскопический взгляд на поверхности Даже если у вас есть две «плоские и гладкие» поверхности, они далеки от истинно плоских или гладких. На приведенной ниже диаграмме показано, что на самом деле происходит в микроскопическом масштабе.
Как видите, две поверхности могут выглядеть плоскими и гладкими, но на самом деле, если рассмотреть их под увеличением, они состоят из «холмов», «пиков» и «долин». Когда эти две поверхности соприкасаются друг с другом, соприкасаются только вершины. Было подсчитано, что среднее количество контактов между любыми двумя гладкими поверхностями в действительности составляет всего 5%. Остальные 95% – пустоты!
На изображении выше показано, как оставшиеся впадины создают пустоты, через которые тепловая энергия едва может пройти, фактически создавая изолированную область, а не идеальный тепловой интерфейс.
Отделка и подготовка поверхности
Как минимум, любая поверхность, предназначенная для использования в качестве части теплового интерфейса, должна быть плоской до +/- 0,001 дюйма по всей поверхности интерфейса и гладкой до чистоты поверхности 32 микродюйма или выше.
Полированная поверхность лучше, если это возможно, так как она в конечном итоге уменьшает размер и глубину «пиков» и «впадин». Полированная поверхность от #6 до #8 – это хорошо, но экономия полировки может определить другую предельную точку для вашего продукта. Если используется полировка, обязательно удалите все остатки полировки – см. очистку ниже.
Поверхность интерфейса должна быть тщательно очищена после завершения всех операций механической обработки и полировки. Ультразвуковая очистка сначала в нагретом обезжиривающем растворе, а затем в растворителе, таком как ацетон, настоятельно рекомендуется для удаления всех масел и мусора. (Никогда не помещайте ТЭГ или Пельтье-устройство в ультразвуковой очиститель!) Не прикасайтесь к поверхности голыми руками (масло для кожи) и не допускайте контакта с другими материалами.
Лучше завершить этот заключительный этап очистки непосредственно перед сборкой, чтобы свести к минимуму пыль или загрязнение.
Материалы теплового интерфейса (TIM)
TIM из графитовой фольги предварительно нанесен на обе стороны ТЭГ. (Он темно-серого цвета) Целью этого ТИМ является заполнение впадин и зазоров сжимаемым материалом, который имеет гораздо более высокую теплопроводность (способность передавать тепло), чем воздушные зазоры, которые он заменяет. По сути, это приводит к тому, что тепло передается по всей поверхности раздела, а не только там, где соприкасались пики. На следующем изображении показано, как резко улучшилась ситуация.
Примечания о графитовой фольге TIM
Графитовая фольга TIM предварительно нанесена на обе стороны вашего ТЭГ. Держите ТЭГ за края и старайтесь НЕ касаться поверхностей графитовой фольги. Графитовая фольга на самом деле хрупкая и может быть легко повреждена. Канавки, царапины, вмятины на графитовой фольге снижают ее теплопроводность.
ЗАПРЕЩАЕТСЯ наносить на графитовую фольгу какие-либо другие ТИМ (термопасты или компаунды). Он готов к использованию в вашей электростанции.
Монтаж ТЭГ :
Монтаж ТЭГ должен производиться компрессионным методом. То есть ТЭГ сжимается между горячей пластиной и радиатором (или водоблоком), который будет холоднее. Сжатие или зажим должны быть созданы с помощью крепежных винтов из нержавеющей стали с обеих сторон ТЭГ. См. изображения в разобранном виде и в разрезе ниже.
Усилие зажима:
В следующей таблице перечислены усилия зажима, необходимые для оптимальной выработки энергии и теплового контакта.
| Размер ТЭГ | Давление | Общая сила на ТЭГ | Крутящий момент на винт |
30 х 30 мм | 1275 кПа (185 фунтов/кв. | 118 кг (260 фунтов) | См. формулу ниже |
40 х 40 мм | 1275 кПа (185 фунтов/кв. дюйм) | 209 кг (460 фунтов) | |
50 х 50 мм | 1275 кПа (185 фунтов/кв. дюйм) | 324 кг (715 фунтов) | |
56 х 56 мм | 1275 кПа (185 фунтов/кв. дюйм) | 408 кг (900 фунтов) |
дюйм)Крутящий момент на винт можно приблизительно рассчитать по следующей формуле;
крутящий момент на винт (дюйм -LBS) = (0,2) x (диаметр винта) x (давление) x (площадь поверхности TEG)
(количество винтов)
Унифицированная резьба | Метрическая резьба | |||
Размер винта | Диаметр винта | Размер винта | Диаметр винта | |
4-40 | 0,112 | М2,5 х 0,5 | 2,48 (0,098 дюйма) | |
6-32 | 0,138 | М3 х 0,5 | 2,98 (0,117 дюйма) | |
8-32 | 0,164 | М4 х 0,7 | 3,978 (0,157 дюйма) | |
8-36 | 0,164 | М5 х 0,8 | 4,976 (0,196 дюйма) | |
10-24 | 0,190 | М6 х 1,0 | 5,974 (0,235 дюйма) | |
10-32 | 0,190 | |||
Положение винта:
Расположите отверстия для болтов в сборке так, чтобы они находились на противоположных сторонах от центра ТЭО на расстоянии от 1,0 до 12,7 мм (0,04–0,5 дюйма) от сторон ТЭО.
[См. первое изображение ниже] Отверстия под болты должны находиться в одной плоскости с ребрами, чтобы свести к минимуму возможное искривление (изгиб) радиатора.
Процедура зажима:
Перед затягиванием винтов приложите небольшую нагрузку/силу вдоль центра ТЭГ с помощью зажима или грузов. Убедитесь, что зажим или груз прикладывают усилие равномерно и по центру. Аккуратно затяните болты, применяя крутящий момент (затягивая винты) небольшими шагами и чередуя винты. Крайне важно, чтобы винты затягивались равномерно с небольшими приращениями вперед и назад. Если один винт перетянут, то затяжка второго винта может привести к поломке ТЭГ. [См. 2-е изображение выше] Для максимальной точности используйте отвертку с ограничением крутящего момента. Через 1-2 часа проверьте крутящий момент и при необходимости подтяните. Повторите эту процедуру проверки и затяжки еще раз через несколько часов фактического использования.
ПРИМЕЧАНИЕ:
Если динамометрическая отвертка недоступна, достаточно точная шкала натяжной пружины * , прикрепленная к концу L-образного шестигранного ключа (это хорошая причина для использования винтов с головкой под торцевой ключ).
) можно использовать для определения момента достижения крутящего момента винта. Следите за тем, чтобы пружинная шкала всегда была натянута перпендикулярно (90°) шестигранному ключу.
Чтобы рассчитать необходимое усилие натяжения пружинных весов, используйте следующую формулу:
F = T / D
F = усилие (фунты)
T = крутящий момент (дюйм-фунт)
D = расстояние (дюймы)
L-образный шестигранный ключ длиной в дюйм для установки крутящего момента на 24 дюймофунта?
F = 24 дюймофунта / 3,75 дюйма = 6,4 фунта тяговое усилие К 2030 году 600 миллионов тепловых насосов покроют 20% потребностей зданий в отоплении – Анализ
МЭА (2022), Установка около 600 млн тепловых насосов, покрывающих 20% потребности зданий в отоплении к 2030 г. , МЭА, Париж https://www.iea.org/reports/installation-of-about-600-million -тепловые насосы-покрывающие-20-зданий-потребности-отопления-к-2030 году, Лицензия: CC BY 4.
0
- Поделиться в Твиттере Твиттер
- Поделиться на Facebook Facebook
- Поделиться в LinkedIn LinkedIn
- Поделиться по электронной почте Электронная почта
- Выложить в печать Печать
Основные моменты
Высокоэффективные электрические тепловые насосы являются основной технологией, обеспечивающей сокращение выбросов от отопления в секторе зданий в сценарии нулевых выбросов к 2050 году (сценарий NZE). Количество тепловых насосов, установленных во всем мире, вырастет со 180 миллионов в 2020 году до примерно 600 миллионов в 2030 году. По прогнозам, установка тепловых насосов в отдельных зданиях по меньшей мере в три раза эффективнее традиционных котлов, работающих на ископаемом топливе, вырастет с 1,5 миллионов в месяц в настоящее время до около 5 миллионов к 2030 году.
Быстрый ввод в эксплуатацию тепловых насосов способствует полному отказу от новых котлов, работающих на ископаемом топливе, к 2025 году — ключевой этап в сценарии NZE. Тепловые насосы в сочетании с аккумулированием энергии могут компенсировать колебания переменной возобновляемой генерации, что позволит к 2030 году производить около 40% электроэнергии за счет солнечной фотоэлектрической и ветровой энергии. Обновление существующего фонда зданий до уровня готовности к нулевому выбросу углерода также позволяет тепловым насосам работать еще более эффективно в этом сегменте.
Актуальность
Тепловые насосы намного более энергоэффективны, чем другие возобновляемые и традиционные строительные технологии, включая водородные котлы с низким уровнем выбросов и котлы, работающие на биомассе. После правильной установки и эксплуатации одна единица электроэнергии, используемая тепловым насосом, обеспечивает в среднем от трех до пяти единиц тепла за отопительный сезон.
Напротив, одна единица электроэнергии, используемая электролизером для производства водорода, который затем сжигается, дает 0,6–0,8 единицы тепла. КПД высокоэффективного котла на биомассе составляет около 0,9.единицы измерения. Эффективность тепловых насосов неуклонно росла за последние десятилетия благодаря исследованиям, конкуренции, стандартам минимальной эффективности (MEPS) и схемам энергетической маркировки. Кроме того, тепловые насосы являются поставщиками нескольких услуг, поскольку они могут обеспечивать потребности в отоплении, охлаждении и осушении. Различные типы тепловых насосов подходят для разных областей применения и регионов. Существуют тепловые насосы воздух-воздух, воздух-вода, горячая вода и геотермальные тепловые насосы. Усовершенствованный дизайн может еще больше повысить их эффективность. Например, сезонная энергоэффективность может достигать от 500% до 1000% в коммерческих зданиях как для отопления, так и для охлаждения.
Тепловые насосы также могут способствовать достижению национальных целей по доле возобновляемых источников энергии в структуре.
В сочетании с интегрированными в здание фотоэлектрическими системами или питанием от возобновляемых источников электроэнергии за пределами объекта они представляют собой полностью возобновляемое решение, что делает электрификацию важным рычагом для поэтапного отказа от ископаемого топлива. Тепловые насосы уже могут быть интегрированы на районном и городском уровнях. Интеллектуальные термостаты и активные элементы управления могут раскрыть свой потенциал реагирования на спрос и помочь увеличить долю переменных возобновляемых источников энергии в сети.
Текущее состояние
В некоторых регионах тепловые насосы уже занимают значительную долю рынка благодаря выгодной общей стоимости жизненного цикла, особенно в странах Северной Европы (например, в Норвегии, Швеции, Дании и Финляндии), а также во Франции. В Швеции тепловые насосы покрывают 29% потребности в отоплении зданий, а соответствующий показатель в Финляндии составляет 15%. В других регионах (например, в некоторых частях США и Японии) тепловые насосы уже составляют большую долю рынка отопления, поскольку они также могут удовлетворять потребности в охлаждении.
В Японии реверсивный кондиционер обычно является единственным прибором для обогрева помещений из-за умеренной потребности в отоплении по сравнению с потребностью в охлаждении. В Соединенных Штатах около 40% новых домов на одну семью отапливаются тепловыми насосами. В этих странах рынок и производственно-сбытовые цепочки хорошо развиты, а осведомленность и признание со стороны конечных пользователей высоки. В некоторых других странах доля рынка новых домов значительна, поскольку тепловые насосы часто являются лучшим вариантом для соответствия стандартам энергоэффективности, установленным новыми строительными нормами.
Несмотря на то, что общее проникновение растет, тепловые насосы по-прежнему являются довольно редким решением для замены существующих систем отопления из-за более высоких первоначальных затрат или отсутствия знаний и ноу-хау у монтажников и проектировщиков. В таких странах покупка тепловых насосов иногда поощряется и поощряется, например, в Германии, Италии, Великобритании, США и Китайской Народной Республике (далее «Китай»).
Чтобы повысить осведомленность и признание конечных пользователей, некоторые программы включают финансовые стимулы, а также обучение потребителей преимуществам тепловых насосов.
Тепловые насосы — хорошо работающая и зрелая технология. Однако необходимы усовершенствования технологий и систем, чтобы интегрировать их и использовать весь их потенциал в энергетических системах с нулевыми выбросами. Эффективность системы тепловых насосов и их влияние можно повысить за счет интеграции интеллектуальной системы вместе с фотоэлектрическими системами, хранением энергии, управлением и электронной мобильностью. В некоторых ситуациях способность тепловых насосов работать гибко может быть важнее, чем достижение максимальной эффективности.
В условиях продолжающегося глобального энергетического кризиса тепловые насосы были признаны решением для повышения энергетической безопасности. В Европе план REPowerEU, представленный Комиссией, предполагает удвоение темпов развертывания тепловых насосов в ближайшие годы, чтобы уменьшить зависимость от российского природного газа.
В Соединенных Штатах тепловые насосы были определены в качестве приоритетной технологии в Законе об оборонном производстве (DPA), чтобы страна взяла на себя ответственность за свою независимость от экологически чистой энергии.
Проблемы
Одной из основных проблем этой технологии являются более высокие первоначальные затраты по сравнению с вариантами отопления на основе ископаемого топлива. В некоторых регионах это можно компенсировать более низкими эксплуатационными расходами и выгодными общими затратами в течение жизненного цикла. Прибыльность тепловых насосов по сравнению с их альтернативами на ископаемом топливе на самом деле также связана с ценами на нефть, газ, уголь и электроэнергию, которые были на рекордных уровнях после вторжения России в Украину, что делает их использование особенно привлекательным сейчас. Их конкурентоспособность также зависит от структуры производства электроэнергии, а также от того, как различные виды топлива облагаются налогом и субсидируются.
Налоги и субсидии должны отражать приоритетность тепловых насосов (например, сборы, связанные с более высоким уровнем насыщения возобновляемыми источниками энергии, должны быть перенесены с цен на электроэнергию на цены на ископаемое топливо). По сравнению с другими технологиями с нулевым уровнем выбросов тепловые насосы во многих случаях, хотя и не всегда, являются наиболее рентабельной альтернативой с точки зрения жизненного цикла.
Проблемы связаны не только с экономическими причинами, но и с ограничениями по площади или размерами системы распределения тепла, а в некоторых случаях и с заменой радиаторов на более крупные блоки, поскольку эффективность теплового насоса зависит от температуры радиаторов и, следовательно, от их размера. В этом отношении развертывание тепловых насосов хорошо сочетается с планами реконструкции наименее эффективных зданий, поскольку это может привести к снижению температуры распределения для удовлетворения потребности в тепле, что позволит эксплуатировать тепловые насосы с более высоким уровнем эффективности.
Однако эффективность тепловых насосов должна и может быть повышена, особенно при самых низких температурах наружного воздуха.
Еще одна проблема может быть связана с разрешениями на установку внешних устройств как по звуковым, так и по визуальным причинам.
Кроме того, несмотря на то, что тепловые насосы хорошо известны и приняты конечными пользователями на некоторых зрелых рынках, во многих других странах уровень осведомленности и признания невысок. Чтобы ежемесячно увеличивать количество устанавливаемых тепловых насосов, производителям необходимо увеличивать поставки, а монтажникам необходимо обучаться достаточному количеству и качеству. Ответственность за это должна быть разделена между государственным и частным секторами. Государственные органы должны поддерживать и поощрять переподготовку и повышение квалификации рабочей силы (включая монтажников, планировщиков, архитекторов, инженеров и предпринимателей) и поощрять схемы обучения, организуемые частным сектором.
Инновационные темы, охватываемые ПТС МЭА
- Гибкая эксплуатация, интеллектуальное управление, системная интеграция с прерывистой выработкой электроэнергии и другими потребителями электроэнергии в здании, напр. зарядка электромобилей, фотоэлектрических солнечных батарей и накопление энергии (электрической и тепловой).
- Дальнейшая работа по интеграции тепловых насосов в высокоэффективные здания, модернизированные здания и многоквартирные дома.
- Использование потенциала цифровизации и возобновляемых источников энергии, включая геотермальные тепловые насосы в коммерческих и многоквартирных домах.
- Повышенная эффективность в холодном климате, возможно, за счет гибридных систем.
- Ускорение развития рынка решений Climate and Comfort Box, совместного проекта IEA TCP’s Heat Pumping Technologies (HPT) и Energy Storage (ES), целью которого является объединение различных интеллектуальных технологий в одной системе путем интеграции тепловых насосов и аккумулирования, подключенных устройств и обеспечивает более компактную интеграцию теплового накопителя.
- Использование взаимосвязей между секторами, а также синергии между технологиями и конечными пользователями, в частности, на районном и городском уровне, где тепловые насосы обеспечивают повышенную энергоэффективность и гибкость. Развертывание тепловых насосов в системах централизованного теплоснабжения и охлаждения, а также в гибридных сетях.
- Тестирование влияния кампаний по повышению осведомленности для поддержки повышения осведомленности и признания пользователей.
- Улучшение производственно-сбытовых цепочек тепловых насосов (например, за счет оцифровки, переработки и повторного использования, а также экономики замкнутого цикла).
- Снижение акустических выбросов от тепловых насосов и улучшение внешнего вида для повышения их приемлемости.
- Безопасное и эффективное использование хладагентов с низким потенциалом глобального потепления (GWP).
- Исследования и демонстрации, связанные с альтернативными и новыми бизнес-моделями для решения проблем с высокими начальными затратами и обеспечения гибкой работы в интересах системы электроснабжения.
зарядка электромобилей, фотоэлектрических солнечных батарей и накопление энергии (электрической и тепловой).
Развертывание тепловых насосов в системах централизованного теплоснабжения и охлаждения, а также в гибридных сетях.Результаты вариантов интеграции накопителей, касающихся собственного потребления фотоэлектрических модулей и поддержки сети для работы теплового насоса в высокопроизводительном здании
Источники: IEA HPT Приложение 49 – Проектирование и интеграция тепловых насосов для nZEB и IGS, Технический университет Брауншвейга; Проект НИОКР «Betriebsstrategien für EnergiePLUS-Gebäude am Beispiel der Berghalde» (BBSR Fkz SWD – 10.
08.18.7-13.33).
Рекомендации политики
Стратегии | Рекомендации по политике |
|---|---|
Создание рынка и стандарты |
|
Исключение установки новых котлов на ископаемом топливе | Запреты. Поэтапный отказ от отопления на ископаемом топливе в котлах путем запрета новых установок. |
Улучшение минимальных стандартов энергоэффективности (MEPS) и схем маркировки | MEPS и этикетки. Содействовать разработке стандартов и схем маркировки для интеллектуальной и гибкой эксплуатации тепловых насосов. Поддерживайте и совершенствуйте (при необходимости) схемы маркировки и MEPS для повышения эффективности и поощряйте соответствующую маркировку для различных климатических условий. |
Инструменты планирования |
|
Интеграция тепловых насосов, систем хранения и планирования электросетей | Национальное энергетическое планирование. Разработать комплексные национальные инструменты энергетического планирования и интегрировать их в процедуры планирования для координации производства экологически чистой и возобновляемой энергии, такой как энергия ветра и солнца, обеспечить усиление электросети, оказать поддержку в установке накопителей энергии в узких местах и содействовать развертывание тепловых насосов. |
Обеспечение связи потребителей/потребителей электроэнергии друг с другом и с электрической сетью | Протоколы передачи данных. Содействовать разработке стандартов и общедоступных коммуникационных протоколов для различных технологий экологически чистой энергии, зданий, коммунальных услуг, зарядки электромобилей и электросетей. |
Экономические и финансовые инструменты |
|
Приоритизация тепловых насосов за счет налогообложения, субсидий и отмены субсидий для решений по отоплению на ископаемом топливе | Налог на выбросы углерода, системы торговли выбросами (ETS) и субсидии. Отражение содержания углерода в стимулах ценообразования на энергию. Стимулировать энергоэффективную реконструкцию с помощью льгот (особенно для зданий с наихудшими показателями) и включать тепловые насосы в схемы реконструкции. |
Принять финансовые инструменты для повышения доступности тепловых насосов для малообеспеченных/уязвимых слоев населения | Налог на выбросы углерода, системы торговли квотами на выбросы (ETS) и субсидии. Целевые субсидии на реконструкцию энергетических объектов и энергосберегающее отопление и охлаждение без использования ископаемого топлива для жителей с низкими доходами (т. |
Государственная поддержка НИОКР |
|
НИОКР по расширению масштабов тепловых насосов | Выделить финансирование. Предоставить финансовую поддержку для повышения производительности тепловых насосов, эстетики, приемлемости для пользователей, гибкости и интеграции с другими технологиями и в различных климатических условиях. |
НИОКР по улучшению экономики замкнутого цикла | Выделить финансирование. Целевое финансирование переработки и повторного использования материалов и компонентов тепловых насосов. |
Образование и обучение |
|
Наращивание потенциала | Повышение квалификации монтажников тепловых насосов. |
е. с использованием доходов от СТВ и налогов).