عرض حول موضوع "نظام إمداد حراري مركزي ولا مركزي". نظام إمداد حراري لامركزي

في جميع أنحاء روسيا ، في الشتاء ، من الضروري توفير تدفئة الهواء في الغرف التي يعيش أو يعمل فيها الناس. المعدات لهذه الأغراض تكلف الكثير من المال. بطبيعة الحال ، هناك منافسة شرسة في سوق معدات التدفئة ، وبما أن اختيار الشعارات ليس كبيرًا جدًا ، فإن الجميع يقول نفس الشيء: السعر والجودة والبيئة وتوفير الطاقة. في بعض الأحيان ، يشبه الصراع على السوق حرب المعلومات ، حيث يقول الأطراف أشياء معاكسة تمامًا دون الاستماع إلى بعضهم البعض.

منذ الموجة الأولى من الديمقراطية ، جاءت نشوة غلايات الأسطح إلينا ، ثم تدفئة الشقة ، والآن أصبح من المألوف مناقشة مجموعات الطاقة الحرارية الصغيرة الصغيرة.

تتنافس مراوح اللامركزية مع الشركات المصنعة لـ ITP وخطوط الأنابيب في عزل رغوة البولي يوريثان.

الشيء السيئ هو أن السياسيين والمسؤولين الحكوميين يسمحون لأنفسهم بالانحياز.

تحتوي أنظمة التدفئة المركزية على 5 مزايا فقط ، لكن مزايا لا يمكن إنكارها:

• - ناتج متفجر المعدات التكنولوجيةمن المباني السكنية
• - التركيز النقطي للانبعاثات الضارة في المصادر حيث يمكن مكافحتها بفعالية ؛
• - إمكانية العمل عليها أنواع مختلفةالوقود ، بما في ذلك الموارد المحلية والقمامة والطاقة المتجددة ؛
• - القدرة على استبدال الاحتراق البسيط للوقود (عند درجة حرارة 1500-2000 درجة مئوية لتسخين الهواء حتى 20 درجة مئوية) بالنفايات الحرارية من دورات الإنتاج ، بشكل أساسي من الدورة الحرارية لتوليد الكهرباء في محطة توليد الطاقة الحرارية ؛
• - كفاءة كهربائية أعلى نسبيًا لمحطات الطاقة الحرارية الكبيرة والكفاءة الحرارية لمراجل الوقود الصلب الكبيرة.

باستثناء ، في بعض الحالات ، من استخدام المضخات الحرارية ، وجميع الطرق الأخرى دي التدفئة المركزيةلا يمكن أن توفر مثل هذه المجموعة من الفوائد.

معيار رفض المركزية هو تكلفة الوحدة لنظام DH ، والتي تعتمد بدورها على كثافة الحمل. في الدنمارك ، يتم تبرير أنظمة تدفئة المناطق بحمل محدد قدره 30 Gcal / km 2 ، في مناخنا ، من المرغوب فيه زيادة كثافة الأحمال.

من الأصح تقييم آفاق DH من خلال الخاصية المادية المحددة لنظام DH التي تساوي ناتج الطول الإجمالي للشبكة بواسطة متوسط ​​القطر ، مقسومًا على إجمالي الحمل المتصل (L للشبكة × D cf / س من النظام)

في موسكو ، الخاصية المادية المحددة هي حوالي 30. في بعض المدن تصل إلى 80. في المستوطنات أو مناطق معينة من المدن مع خاصية محددةأكثر من 100 من موانع الاستعمال المركزية - الإيرادات المنخفضة من مبيعات الحرارة مع التكاليف الرأسمالية الكبيرة تجعل DH غير قادرة على المنافسة.

بالطبع ، هذه الأساليب قابلة للتطبيق للإمداد الحراري من CHP. لا يوجد مستقبل لمنازل الغلايات الكبيرة ، من ناحية أخرى ، فإن وجود نظام شبكة تدفئة من منزل مرجل كبير يجعل من الممكن بدء مشروع لبناء محطة طاقة حرارية جديدة. إن الافتقار إلى شبكات التدفئة الكبيرة هو الذي يعيق تنفيذ التوجيه الأوروبي بشأن تطوير التوليد المشترك للطاقة في الدول الغربية.

لماذا بدأت أنظمة التدفئة اللامركزية في الظهور في روسيا في مدن أساسيهمع DH المطور:

• - تدني جودة تدفئة المناطق في التسعينيات ؛
• - المبالغة في تقدير تكلفة الحرارة في بعض المدن ؛
• - إجراء بيروقراطي معقد ومكلف للاتصال بـ DH ؛
• - عدم القدرة على تنظيم حجم الاستهلاك ؛
• - عدم قدرة السكان على التنظيم المستقل لإدراج وتعطيل التدفئة ؛
• - فترات انقطاع طويلة في الصيف لإمداد الماء الساخن.

من وجهة نظر كفاءة الطاقة ، عادةً ما يتم استدعاء الخسائر المبالغ فيها بشكل خيالي في شبكات الحرارة دون مراعاة العوامل التي ، مع الخسائر المسماة ، لن يكون نظام DH قادرًا على العمل على الإطلاق و فقدان الحرارةفي النظام من CHP يؤدي إلى خسائر وقود محددة أقل بشكل ملحوظ.

لا يسمح بناء مصادر لامركزية جديدة في الأراضي التي يغطيها نظام DH بزيادة خصائصها المادية المحددة ، أي كبح الزيادات التعريفية. يعتبر أي منزل مرجل على السطح في منطقة تدفئة المنطقة بمثابة ضربة للمجال الاجتماعي. من ناحية أخرى ، يمكن أن تكون اللامركزية في بعض المناطق ذات المباني المتفرقة مفيدة للغاية. من الضروري ، بالطبع ، مراعاة دور اللامركزية كعامل تنافسي لمؤسسات DH.

في السنوات الأخيرة ، أدى التحسن في جودة عمل مؤسسات DH إلى انخفاض حجم بناء المصادر المحلية في المدن الكبيرة.

• غلايات المنزل في القطاع السكني

في التسعينيات من القرن العشرين. مع وجود إمداد حراري مركزي ضعيف ، أدى وجود منزل مرجل خاص بك إلى زيادة جاذبية وتكلفة السكن ، والآن تغير الوضع في الاتجاه المعاكس - إن وجود منزل مرجل به أنبوب منخفض نسبيًا في الفناء ينظر إليه بشكل سلبي من قبل مشتري الشقق في المدن الكبيرة.

في المناطق قليلة البناء ، تعتبر المصادر المحلية ضرورة موضوعية وتتنافس مع خيارات تدفئة الشقق.

بشكل منفصل ، يجب أن يقال عن تجربة استخدام غلايات الأسطح. تشمل المشاكل الرئيسية ما يلي:

• - عدم وجود مالك واضح ، tk. بيت المرجل هو ملكية جماعية للسكان ؛
• - لا استهلاك و طويل الأمدجمع التبرعات للإصلاحات الرئيسية الضرورية ؛
• - دخان مرئي فوق المبنى في الطقس البارد مع تصنيع مماثل للمناظر الطبيعية ؛
• - عدم وجود نظام للإمداد السريع بقطع الغيار.

هناك حالات من الاهتزازات المتزايدة ؛ فشل الغلايات بسبب زيادة التكوين وتكوين القشور ؛ عدم القدرة على استبدال المرجل بدون طائرة هليكوبتر ؛ إغلاق الغاز بسبب الحوادث على خطوط أنابيب الغاز ، وكذلك بسبب تشغيل أتمتة غرفة الغلاية عندما ينخفض ​​ضغط الغاز في الطقس البارد.

في مناطق التطوير المتناثر ، حيث يتم تطوير إمدادات الحرارة اللامركزية على النحو الأمثل ، لا توجد عادة مشاكل مع مكان لوضع منزل مرجل ، لذلك ليس من المنطقي وضعه على رؤوس الناس حرفيًا.

• تدفئة الشقة

"شقة" جاءت إلينا من بلادهم الدافئة. فقط في إيطاليا 14 مليون شقة بها تدفئة للشقق. لكن في المناخ الإيطالي ، لا معنى لمركزية الإمداد الحراري ، ولا تحتاج المداخل والأقبية للتدفئة.

في ظروفنا المناخية ، من الضروري تسخين جميع مباني المبنى ، وإلا تقل مدة خدمته بشكل كبير ، أي إذا كان هناك تدفئة للشقة ، فمن الضروري وجود غرفة مرجل مشتركة لتدفئة بقية المبنى .

المشاكل الرئيسية لتدفئة الشقة:

• من غير المقبول استخدام البرنامج فقط في الشقق الفردية للمباني السكنية متعددة الشقق. يجب صنع المدخنة على جدار المبنى ، بينما يمكن أن تدخل منتجات الاحتراق إلى شقق الطابق العلوي.
• يجوز استخدام الغلايات فقط بغرفة احتراق مغلقة وقناة هواء مخصصة لسحب الهواء من الشارع.
• يجب أن يكون من الممكن الوصول إلى الشقة باستخدام الغياب المطولالمستأجرين. من غير المقبول إيقاف تشغيل الغلايات من قبل السكان أنفسهم لفترة طويلة في الشتاء.
• لا ينبغي استخدام نظام البرنامج في مباني السلاسل القياسية. يجب أن يكون المبنى مصممًا خصيصًا للبرنامج. الأسباب الرئيسية لذلك هي الحاجة إلى تنظيم إزالة الدخان بشكل فعال ، لأن. في طابق واحد ، يمكن توصيل غلاية واحدة فقط بمدخنة مشتركة.
• سيكون تشغيل أي غلايات مثبتة في الشقق دوريًا ، أي. في وضع التشغيل / الإيقاف. يتم تحديد ذلك من خلال حقيقة أن طاقة الغلاية لا يتم اختيارها وفقًا لحمل التدفئة ، ولكن وفقًا لحمولة الذروة DHW أكبر عدة مرات من التدفئة ، وعمق التحكم في الطاقة لمعظم الغلايات من 40 إلى 100٪. تتمثل المهمة في تجنب تكوين المكثفات في مجاري الغاز ، لذلك يجب أن تكون أفقية ومعزولة حرارياً ولديها أجهزة لتجميع المكثفات وتحييدها.

تتفاقم مشاكل إزالة الدخان بشكل خاص في المباني الشاهقة ، لأن المسودة غير قابلة للتعديل وتختلف على نطاق واسع في ارتفاع المبنى ، وكذلك عندما يتغير الطقس.

• الحاجة إلى سعة كبيرة من غلاية الشقة لضمان أقصى تدفقيتم تحديد الماء الساخن من خلال حقيقة أن السعة الإجمالية لمراجل الشقق أعلى بمقدار 2-2.5 مرة من سعة غلاية المنزل البديل.
• هناك مشكلة خطيرة تتمثل في الوصول المجاني وغير المتحكم فيه إلى غلايات الأطفال والأشخاص الذين يعانون من نفسية تالفة. من ناحية أخرى ، غالبًا ما يكون الوصول إلى المتخصصين للصيانة أمرًا صعبًا.
• عمر خدمة الغلايات هو 15-20 سنة ، ولكن في ظروفنا تحدث الأعطال الخطيرة بشكل أسرع. لمنع حدوث تكلس في المبادلات الحرارية ، تأكد من ذلك عمل طويلالأغشية والغدد ، من المستحسن تركيب نظام تصفية لتنقية المياه الخشنة والناعمة. نحن عمليا لا نملكهم. الصوت صيانةعادة ما يحدده المستأجرون أنفسهم ، ولهم الحق في رفض ذلك.

في كثير من الأحيان ، يطلق على تدفئة الشقة اسم "مستقل" ، مما يعني أن كل شقة لها نظام تدفئة خاص بها ونظام تسخين مستقل عن السكان الآخرين. في الواقع ، تدفئة الشقة للمبنى عبارة عن نظام به احتراق موزع يعتمد على بعضه البعض بشكل صارم من حيث الغاز والماء وإزالة الدخان ونقل الحرارة.

من وجهة نظر كفاءة الطاقة ، يفقد هذا النظام خيار غلاية الغاز المنزلي الآلية مع قياس وتنظيم كل شقة على حدة بسبب الغياب التام لتنظيم نظام عملية الاحتراق.

يتم تفسير الربحية الاقتصادية للبرنامج من خلال الغياب في الحسابات رسوم الاستهلاكوالسعر المقيد بشكل مصطنع للغاز المحلي (في معظم البلدان الأخرى ، تكون أسعار الغاز المحلي أعلى من 1.5 إلى 3 مرات من تلك الخاصة بكبار المستهلكين).

سبب آخر هو رغبة رؤساء إدارات البلديات الصغيرة في إعفاء أنفسهم تمامًا من مسؤولية إمدادات الحرارة ، وتحويلها إلى السكان أنفسهم. في بعض المستوطنات مع العديد من المنازل المكونة من طابقين من ثلاثة طوابق ، فإن إدخال البرمجيات له ما يبرره حقًا ، لأنه. تبين أن تشغيل بيوت الغلايات الصغيرة ذات حجم المبيعات الضئيل مكلف للغاية بالنسبة للسكان.

يرجى ترك تعليقاتك واقتراحاتك على الاستراتيجية. لقراءة المستند ، حدد القسم الذي تهتم به.

تقنيات توفير الطاقةوالطرق

إن توجه قطاع الطاقة الروسي نحو تدفئة المناطق وتدفئة المناطق كطريقة رئيسية لتلبية احتياجات التدفئة للمدن والمراكز الصناعية قد برر نفسه تقنيًا واقتصاديًا. ومع ذلك ، هناك العديد من أوجه القصور في تشغيل تدفئة المناطق وأنظمة تدفئة المناطق ، ولكن لم تنجح الحلول التقنية، الاحتياطيات غير المستخدمة ، مما يقلل من كفاءة وموثوقية تشغيل هذه الأنظمة. إن الطبيعة الإنتاجية لهيكل أنظمة تدفئة المناطق (DH) مع CHP ومنازل الغلايات ، والنطاق غير المعقول لتوصيل المستهلكين وعدم القدرة العملية على التحكم في أنماط تشغيل DH (المصادر - شبكات الحرارة - المستهلكون) قللت إلى حد كبير من قيمة مزايا التدفئة المركزية.

إذا كانت مصادر الطاقة الحرارية لا تزال قابلة للمقارنة بالمستوى العالمي ، فإن تحليل المسح الديموغرافي والصحي بأكمله يوضح ما يلي:

• تتوافق المعدات التقنية ومستوى الحلول التكنولوجية في بناء الشبكات الحرارية مع حالة الستينيات ، بينما زاد نصف قطر الإمداد الحراري بشكل حاد ، وكان هناك انتقال إلى أحجام قياسية جديدة لأقطار الأنابيب ؛
• جودة المعادن من خطوط الأنابيب الحرارية ، والعزل الحراري ، وصمامات الإغلاق والتحكم ، وبناء ومد خطوط الأنابيب الحرارية أدنى بكثير من نظائرها الأجنبية ، مما يؤدي إلى خسائر كبيرة في الطاقة الحرارية في الشبكات ؛
• ساهمت الظروف السيئة للحرارة والعزل المائي لأنابيب الحرارة وقنوات الشبكات الحرارية في زيادة تلف خطوط الأنابيب الحرارية تحت الأرض ، مما أدى إلى مشاكل خطيرة في استبدال معدات الشبكات الحرارية ؛
• تتوافق المعدات المحلية من CHPPs الكبيرة مع متوسط ​​المستوى الأجنبي في الثمانينيات ، وفي الوقت الحالي ، تتميز التوربينات البخارية CHPPs بمعدل حوادث مرتفع ، حيث أن نصفها تقريبًا القدرة المركبةعملت التوربينات على تحديد المورد المقدر ؛
• لا توجد أنظمة تنقية في محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالفحم غازات المداخنمن أكاسيد النيتروجين وأكسيد الكبريت ، وكفاءة التقاط الجسيمات لا تصل في كثير من الأحيان إلى القيم المطلوبة ؛
• لا يمكن ضمان القدرة التنافسية لـ DH في المرحلة الحالية إلا من خلال إدخال حلول تقنية جديدة بشكل خاص ، سواء من حيث هيكل الأنظمة أو من حيث المخططات ومعدات مصادر الطاقة وشبكات التدفئة.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الأساليب التقليدية لتشغيل تدفئة المناطق المعتمدة في الممارسة العملية لها العيوب التالية:

• الغياب العملي لتنظيم الإمداد الحراري لتدفئة المباني خلال الفترات الانتقالية ، عندما يكون للرياح والإشعاع الشمسي وانبعاثات الحرارة المنزلية تأثير كبير بشكل خاص على النظام الحراري للمباني الساخنة ؛
• الاستهلاك المفرط للوقود وارتفاع درجة حرارة المباني خلال الفترات الدافئة لموسم التدفئة ؛
• خسائر كبيرة في الحرارة أثناء نقلها (حوالي 10 ٪) ، وفي كثير من الحالات أكثر من ذلك بكثير ؛
• الاستهلاك غير العقلاني للكهرباء لضخ المبرد ، بسبب مبدأ تنظيم الجودة المركزي ؛
• عملية طويلة الأمدخطوط أنابيب الإمداد لشبكة التدفئة في نظام درجة حرارة غير موات ، يتميز بزيادة عمليات التآكل ، إلخ.

نظام الإمداد الحراري اللامركزي الحديث عبارة عن مجموعة معقدة من المعدات المترابطة وظيفيًا ، بما في ذلك محطة توليد الحرارة المستقلة و النظم الهندسيةالمباني (إمدادات المياه الساخنة وأنظمة التدفئة والتهوية).

في الآونة الأخيرة ، أبدت العديد من المناطق في روسيا اهتمامًا بإدخال تكنولوجيا موفرة للطاقة لتدفئة الشقق مباني متعددة الطوابق، وهو نوع من الإمداد الحراري اللامركزي ، حيث يتم تجهيز كل شقة في مبنى سكني بنظام مستقل لتوفير التدفئة والمياه الساخنة. العناصر الرئيسية لنظام تدفئة الشقق هي غلاية التدفئة والسخانات وإمدادات الهواء وأنظمة إزالة منتجات الاحتراق. الأسلاك تتم باستخدام أنبوب فولاذيأو أنظمة حديثة لتوصيل الحرارة - بلاستيك أو معدن - بلاستيك.

المتطلبات الموضوعية لإدخال أنظمة التدفئة المستقلة (اللامركزية) هي:

• الغياب في بعض الحالات للقدرات الحرة في المصادر المركزية ؛
• تكثيف تنمية المناطق الحضرية بأشياء سكنية ؛
• بالإضافة إلى ذلك ، يقع جزء كبير من التطوير على المناطق غير المطورة البنية التحتية الهندسية;
• انخفاض استثمار رأس المال وإمكانية التغطية المرحلية للأحمال الحرارية ؛
• القدرة على الحفاظ على ظروف مريحة في الشقة بطريقتك الخاصة بارادته، والتي بدورها أكثر جاذبية مقارنة بالشقق ذات التدفئة المركزية ، حيث تعتمد درجة حرارتها على القرار التوجيهي في البداية والنهاية فترة التسخين;
• ظهور عدد كبير من التعديلات المختلفة في السوق للمولدات الحرارية المحلية والمستوردة (الأجنبية) منخفضة الطاقة.

يمكن وضع مولدات الحرارة في المطبخ ، في غرفة منفصلة في أي طابق (بما في ذلك العلية أو الطابق السفلي) أو في ملحق. يشمل مخطط الإمداد الحراري المستقل (اللامركزي) الأكثر شيوعًا: غلاية ذات دائرة واحدة أو دائرة مزدوجة ، ومضخات دوران للتدفئة وإمدادات المياه الساخنة ، فحص الصمامات، خزانات التمدد المغلقة ، صمامات الأمان. مع غلاية ذات دائرة واحدة ، يتم استخدام مبادل حراري سعوي أو لوحة لتحضير الماء الساخن.

مزايا الإمداد الحراري اللامركزي هي:

• لا حاجة لتخصيص الأراضي لشبكات التدفئة ومنازل الغلايات ؛
• تقليل فقد الحرارة بسبب عدم وجود شبكات تدفئة خارجية ، وتقليل فاقد مياه الشبكة ، وتقليل تكاليف معالجة المياه ؛
• انخفاض كبير في تكلفة إصلاح وصيانة المعدات ؛
• أتمتة كاملة لأنماط الاستهلاك. في أنظمة التدفئة المستقلة ، لا يوصى باستخدام المياه غير المعالجة من نظام إمداد المياه نظرًا لتأثيرها الشديد على عناصر الغلاية ، مما يستلزم استخدام المرشحات وأجهزة معالجة المياه الأخرى.

من بين المباني التجريبية التي تم بناؤها في المناطق الروسية ، هناك منازل فاخرة، ومنازل البناء الجماعي. الشقق فيها أغلى من المساكن المماثلة مع التدفئة المركزية. ومع ذلك ، فإن مستوى الراحة يمنحهم ميزة في سوق العقارات. يحصل أصحابها على فرصة أن يقرروا بشكل مستقل مقدار الحرارة والماء الساخن الذي يحتاجون إليه ؛ تختفي مشكلة الانقطاعات الموسمية وغيرها من الانقطاعات في إمداد الحرارة.

تتيح الأنظمة اللامركزية من أي نوع القضاء على فقد الطاقة أثناء النقل (نتيجة لذلك ، تنخفض تكلفة الحرارة للمستهلك النهائي) ، وزيادة موثوقية أنظمة التدفئة وإمدادات المياه الساخنة ، وإجراء بناء المساكن في حالة عدم وجود تطوير شبكات التدفئة. مع كل هذه المزايا للإمداد الحراري اللامركزي ، هناك أيضًا جوانب سلبية. في بيوت الغلايات الصغيرة ، بما في ذلك المنازل "السقفية" ، يكون ارتفاع المداخن ، كقاعدة عامة ، أقل بكثير من ارتفاع المداخن الكبيرة.

مع المساواة الكلية للطاقة الحرارية ، لا تتغير قيم الانبعاث ، لكن ظروف التبديد تتدهور بشكل حاد. بالإضافة إلى ذلك ، تقع منازل الغلايات الصغيرة ، كقاعدة عامة ، بالقرب من المنطقة السكنية. يجب أيضًا مراعاة توليد الحرارة والطاقة معًا لصالح تدفئة المناطق. طاقة كهربائيةفي حزب الشعب الجمهوري. الشيء هو أن النمو في عدد بيوت الغلايات المستقلة لن يؤدي بالتأكيد إلى انخفاض في استهلاك الوقود في محطات توليد الطاقة الكهربائية (بشرط أن يظل توليد الكهرباء دون تغيير). هذا يشير إلى أن استهلاك الوقود آخذ في الازدياد في المدينة ككل ، وأن مستوى تلوث الهواء آخذ في الازدياد. عند مقارنة الخيارات ، فإن أحد المؤشرات الرئيسية هو الأنواع التالية من التكاليف.

يتم تقديمها بوضوح في الجدول 1. كتأكيد لما سبق ، قمنا بحساب خيارين للأنظمة ذات الإمداد الحراري المركزي واللامركزي لمدة ربع واحد. يتكون الربع قيد النظر من أربعة مباني سكنية من 3 أقسام من 5 طوابق. هناك أربع شقق في طابق كل قسم. بمساحة إجمالية 70 م 2 (الجدول ~ 4 ~). لنفترض أن هذه المنطقة يتم تسخينها بواسطة غلاية مع غلايات KVGM-4 تعمل بالغاز الطبيعي (I - خيار). كخيار II - غلاية غاز فردية مع مبادل حراري مدمج لتدفق الماء الساخن. يظهر اعتماد تكلفة وحدة المرجل (DM / kW) على الطاقة المركبة في الشكل. . تم إجراء الحساب من قبلنا وفقًا لـ.

في تحليل التبعيات ، تم استخدام بيانات الغلايات المستوردة. غلايات الإنتاج الروسيأرخص بنسبة 20-40٪ ، اعتمادًا على الشركة المصنعة والشركة الوسيطة. عند تحديد المؤشرات الفنية والاقتصادية الرئيسية لأنظمة الإمداد الحراري اللامركزية ، من الضروري مراعاة التكاليف المرتبطة بزيادة قطر خطوط أنابيب الغاز ذات الضغط المنخفض ، لأنه في هذه الحالة تزداد خسائر الغاز.

ولكن هناك عامل إيجابي في هذا ، والذي يتحدث لصالح الإمداد الحراري اللامركزي: ليست هناك حاجة لمد شبكات التدفئة. يتم عرض البيانات المحسوبة بوضوح في الشكل. 2 و 3 ، حيث يمكن ملاحظة ما يلي: - الاستهلاك السنوييتم تقليل الوقود المزود بإمداد حراري لامركزي بمتوسط ​​40-50 ٪ ؛ - خفضت تكاليف الصيانة بحوالي 2.5-3 مرات ؛ - تكلفة الكهرباء 3 مرات. - إن تكاليف تشغيل الإمداد الحراري اللامركزي أقل أيضًا من تكاليف تدفئة المناطق.

يتيح استخدام نظام تدفئة الشقق للمباني السكنية متعددة الطوابق القضاء تمامًا على فقد الحرارة في شبكات التدفئة وأثناء التوزيع بين المستهلكين ، وتقليل الخسائر بشكل كبير عند المصدر. سيسمح بتنظيم المحاسبة الفردية وتنظيم استهلاك الحرارة اعتمادًا على الفرص الاقتصادية والاحتياجات الفسيولوجية.

سيؤدي تدفئة الشقق إلى تقليل الاستثمارات الرأسمالية وتكاليف التشغيل لمرة واحدة ، وكذلك توفير الطاقة والمواد الخام لتوليد الطاقة الحرارية ، ونتيجة لذلك ، يؤدي إلى تقليل العبء على الوضع البيئي. نظام تدفئة الشقة اقتصادي وحيوي وبيئي حل فعالقضية الإمداد الحراري للمباني متعددة الطوابق. ومع ذلك ، من الضروري إجراء تحليل شامل لفعالية استخدام نظام إمداد حراري معين ، مع مراعاة العديد من العوامل.

استنادًا إلى مواد منتدى موسكو الدولي الخامس حول مشاكل تصميم وبناء أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والتبريد في إطار المعرض الدولي HEAT & VENT'2003 MOSCOW (ص 95-100) ، الناشر ITE Group PLC ، حرره الأستاذ ، دكتوراه. n. Makhova L.M، 2003

دكتوراه. أ. Martynov ، أستاذ مشارك ،
قسم "أنظمة التدفئة والطاقة الصناعية" ،
معهد موسكو لهندسة الطاقة (TU)

(تقرير المؤتمر العلمي العملي الثاني "أنظمة الإمداد الحراري. حلول حديثة" ، زفينيجورود ، 16-18 مايو 2006).

المستهلكين اللامركزية الذين ، بسبب مسافات طويلةمن CHPPs لا يمكن تغطيتها بواسطة مصدر حراري مركزي ، يجب أن يكون لديهم مصدر حراري عقلاني (فعال) يلبي المستوى التقني الحديث والراحة.

حجم استهلاك الوقود للتدفئة كبير جدًا. حاليًا ، يتم توفير التدفئة للمباني الصناعية والعامة والسكنية من قبل 40 + 50 ٪ تقريبًا من بيوت الغلايات ، وهو أمر غير فعال بسبب كفاءتها المنخفضة (في بيوت الغلايات ، تبلغ درجة حرارة احتراق الوقود حوالي 1500 درجة مئوية ، والحرارة للمستهلك في درجات حرارة منخفضة بشكل ملحوظ (60 + 100 OS)).

وبالتالي ، فإن الاستخدام غير العقلاني للوقود ، عندما يتسرب جزء من الحرارة إلى المدخنة ، يؤدي إلى استنفاد موارد الوقود والطاقة (FER).

كان النضوب التدريجي لموارد الوقود والطاقة في الجزء الأوروبي من بلدنا يتطلب في السابق تطوير مجمع للوقود والطاقة في مناطقه الشرقية ، مما أدى إلى زيادة حادة في تكلفة استخراج الوقود ونقله. في هذه الحالة ، من الضروري حل أهم مشكلة توفير و استخدام عقلاني TER ، بسبب احتياطياتهم محدودة ومع انخفاضها ، ستزداد تكلفة الوقود بشكل مطرد.

في هذا الصدد ، فإن التدبير الفعال لتوفير الطاقة هو تطوير وتنفيذ أنظمة الإمداد الحراري اللامركزية المتناثرة مصادر مستقلةالحرارة.

في الوقت الحالي ، الأنسب هي أنظمة إمداد الحرارة اللامركزية القائمة على مصادر الحرارة غير التقليدية مثل الشمس والرياح والمياه.

فيما يلي نأخذ في الاعتبار جانبين فقط من جوانب مشاركة الطاقة غير التقليدية:

إمداد حراري يعتمد على المضخات الحرارية ؛

يعتمد إمداد الحرارة على مولدات حرارة المياه المستقلة.

إمداد الحرارة على أساس المضخات الحرارية

الغرض الرئيسي من المضخات الحرارية (HP) هو التدفئة وإمدادات المياه الساخنة باستخدام مصادر الحرارة الطبيعية منخفضة الدرجة (LPHS) والحرارة المهدرة من القطاعات الصناعية والمنزلية.

تشمل مزايا الأنظمة الحرارية اللامركزية زيادة موثوقية الإمداد الحراري ، tk. لا ترتبط بشبكات التدفئة ، والتي تتجاوز في بلدنا 20 ألف كيلومتر ، ومعظم خطوط الأنابيب تعمل بعد ذلك المصطلح المعياري(25 سنة) مما يؤدي إلى وقوع حوادث. بالإضافة إلى ذلك ، يرتبط إنشاء أنابيب تدفئة طويلة بتكاليف رأسمالية كبيرة و خسائر فادحةالحرارة. وفقًا لمبدأ التشغيل ، تنتمي المضخات الحرارية إلى المحولات الحرارية ، حيث يحدث تغيير في الجهد الحراري (درجة الحرارة) نتيجة للعمل الموفر من الخارج.

يتم تقدير كفاءة الطاقة للمضخات الحرارية من خلال نسب التحويل التي تأخذ في الاعتبار "التأثير" الذي تم الحصول عليه والمتعلق بالعمل المنفق والكفاءة.

التأثير الناتج هو مقدار الحرارة Qv التي تنتجها HP. تُظهر كمية الحرارة Qv ، المرتبطة بالطاقة المستهلكة Nel على محرك HP ، عدد وحدات الحرارة التي يتم الحصول عليها لكل وحدة من الطاقة الكهربائية المستهلكة. هذه النسبة μ = 0Β / elι

يسمى معامل التحويل الحراري أو معامل التحويل ، والذي يكون دائمًا أكبر من 1 لـ HP ، ويطلق بعض المؤلفين على هذا معامل الكفاءة ، ولكن لا يمكن أن تكون الكفاءة أكثر من 100٪. الخطأ هنا هو أن الحرارة Qv (كشكل غير منظم للطاقة) مقسومة على Nel (الطاقة الكهربائية ، أي الطاقة المنظمة).

يجب ألا تأخذ الكفاءة في الحسبان كمية الطاقة فحسب ، بل أداء كمية معينة من الطاقة. لذلك ، الكفاءة هي نسبة قدرات العمل (أو الجهد) لأي نوع من الطاقة:

حيث: Eq - الكفاءة (exergy) للحرارة Qv ؛ ه ن - أداء (exergy) للطاقة الكهربائية نيل.

نظرًا لأن الحرارة ترتبط دائمًا بدرجة الحرارة التي يتم الحصول على هذه الحرارة عندها ، فإن أداء (زيادة) الحرارة يعتمد على مستوى درجة الحرارة T ويتم تحديده من خلال:

حيث τ هو معامل الكفاءة الحرارية (أو "عامل كارنو"):

q = (T-Tos) / T = 1-Tos /

حيث Toc هي درجة الحرارة المحيطة.

لكل مضخة الحرارةهذه الأرقام هي:

1. نسبة التحول الحراري:

μ = qv / l = Qv / Nel ■

η=ΡΒ(τς)Β//=Ι*(τς)Β>

حيث: qv - كمية محددة من الحرارة ، kJ / kg ؛

Qw هو المبلغ الإجمالي للحرارة ، kJ / s ؛

/ - تكلفة العمل المحددة ، كيلوجول / كيلوغرام ؛

1 \ 1EL - الطاقة الكهربائية ، كيلوواط ؛

(tq) B - عامل الكفاءة الحرارية =

1-Tos / Tv.

بالنسبة إلى HP الحقيقي ، تكون نسبة التحويل μ = 3 -! - 4 ، بينما η = 30-40٪. هذا يعني أنه لكل كيلو وات ساعة من الطاقة الكهربائية المستهلكة ، QB = 3-i-4 kWh من الحرارة يتم الحصول عليها. هذه هي الميزة الرئيسية لـ HP مقارنة بالطرق الأخرى لتوليد الحرارة ( تدفئة كهربائية، غرفة المرجل ، إلخ).

على مدى العقود القليلة الماضية ، زاد إنتاج المضخات الحرارية بشكل حاد في جميع أنحاء العالم ، ولكن لم تجد HPs في بلدنا تطبيقًا واسعًا بعد.

هناك عدة أسباب.

1. التركيز التقليدي على تدفئة المناطق.

2. النسبة غير المواتية بين تكلفة الكهرباء والوقود.

3. يتم تصنيع HP ، كقاعدة عامة ، على أساس أقرب آلات التبريد من حيث المعلمات ، والتي لا تؤدي دائمًا إلى الأداء الأمثل TN. يزيد تصميم HPs التسلسلي لخصائص محددة ، المعتمد في الخارج ، بشكل كبير من الخصائص التشغيلية والطاقة لـ HP.

يعتمد إنتاج معدات المضخات الحرارية في الولايات المتحدة الأمريكية واليابان وألمانيا وفرنسا وإنجلترا ودول أخرى على القدرات الإنتاجية لهندسة التبريد. تستخدم HPs في هذه البلدان بشكل أساسي للتدفئة وإمدادات المياه الساخنة في القطاعات السكنية والتجارية والصناعية.

في الولايات المتحدة الأمريكية ، على سبيل المثال ، يتم تشغيل أكثر من 4 ملايين وحدة من المضخات الحرارية بسعة حرارية صغيرة تصل إلى 20 كيلو وات على أساس الضواغط الترددية أو الدوارة. يتم توفير التدفئة للمدارس ومراكز التسوق وأحواض السباحة بواسطة HP بقدرة حرارة تصل إلى 40 كيلو وات ، ويتم إجراؤها على أساس الضواغط المكبسية واللولبية. الإمداد الحراري للمقاطعات والمدن - حصان كبير يعتمد على ضواغط الطرد المركزي مع تسخين Qv يزيد عن 400 كيلو واط. في السويد ، أكثر من 100 من أصل 130 ألف حصان عاملة لديها ناتج حراري يبلغ 10 ميغاواط أو أكثر. في ستوكهولم ، 50٪ من إمداد الحرارة يأتي من المضخات الحرارية.

في الصناعة ، تستخدم المضخات الحرارية حرارة منخفضة الدرجة من عمليات الإنتاج. أظهر تحليل لإمكانية استخدام HP في الصناعة ، تم إجراؤه في مؤسسات 100 شركة سويدية ، أن المنطقة الأكثر ملاءمة لاستخدام HP هي شركات الصناعات الكيميائية والغذائية والنسيجية.

في بلدنا ، بدأ التعامل مع تطبيق HP في عام 1926. منذ عام 1976 ، تعمل TN في الصناعة في مصنع شاي (Samtredia ، جورجيا) ، في Podolsk Chemical and Metallurgical Plant (PCMZ) منذ عام 1987 ، في Sagarejo Dairy Plant ، جورجيا ، في مزرعة ألبان Gorki-2 بالقرب من موسكو »منذ عام 1963. بالإضافة إلى صناعة HP ، بدأ استخدامها في ذلك الوقت مجمع تجاري(Sukhumi) للتدفئة والبرودة ، في مبنى سكني (مستوطنة بوكوريا ، مولدوفا) ، في المنزل الداخلي "Druzhba" (Yalta) ، مستشفى المناخ (Gagra) ، قاعة منتجع Pitsunda.

في روسيا ، في الوقت الحاضر ، يتم تصنيع HPs وفقًا للطلبات الفردية من قبل شركات مختلفة في نيجني نوفغورود ونوفوسيبيرسك وموسكو. لذلك ، على سبيل المثال ، تنتج شركة "Triton" في نيجني نوفغورود HP مع خرج حراري من 10 إلى 2000 كيلوواط مع ضاغط طاقة Nel من 3 إلى 620 كيلو واط.

كمصادر حرارة منخفضة الدرجة (LPHS) لـ HP ، يتم استخدام الماء والهواء على نطاق واسع. ومن ثم ، فإن مخططات HP الأكثر شيوعًا هي "الماء إلى الهواء" و "الهواء إلى الهواء". وفقًا لهذه المخططات ، يتم إنتاج HPs من قبل الشركات: Carrig و Lennox و Westinghous و General Electric (USA) و Nitachi و Daikin (اليابان) و Sulzer (السويد) و CKD (جمهورية التشيك) ​​و "Klimatechnik" (ألمانيا). في الآونة الأخيرة ، يتم استخدام النفايات السائلة الصناعية ومياه الصرف الصحي باعتبارها NPIT.

في البلدان ذات الظروف المناخية الشديدة ، يُنصح باستخدام HP مع مصادر الحرارة التقليدية. في الوقت نفسه ، خلال فترة التسخين ، يتم توفير التدفئة للمباني بشكل أساسي من مضخة حرارية (80-90 ٪ من الاستهلاك السنوي) ، ويتم تغطية أحمال الذروة (عند درجات الحرارة المنخفضة) بواسطة غلايات كهربائية أو غلايات الوقود الأحفوري.

يؤدي استخدام المضخات الحرارية إلى توفير الوقود الأحفوري. هذا ينطبق بشكل خاص على المناطق النائية ، مثل المناطق الشمالية من سيبيريا ، بريموري ، حيث توجد محطات لتوليد الطاقة الكهرومائية ، ويصعب نقل الوقود. بمتوسط ​​معدل التحويل السنوي m = 3-4 ، فإن توفير الوقود من استخدام HP مقارنة بمنزل المرجل هو 30-5-40٪ ، أي في المتوسط ​​6-5-8 kgce / GJ. عند زيادة m إلى 5 ، يزداد الاقتصاد في استهلاك الوقود إلى حوالي 20 + 25 kgce / GJ مقارنة بغلايات الوقود الأحفوري وما يصل إلى 45 + 65 kgce / GJ مقارنة بالغلايات الكهربائية.

وبالتالي ، فإن HP هي أكثر ربحية بمقدار 1.5-5-2.5 مرة من بيوت الغلايات. تكلفة الحرارة من المضخات الحرارية أقل بحوالي 1.5 مرة من تكلفة الحرارة من تدفئة المناطق و 2-5-3 مرات أقل من غلايات الفحم وزيت الوقود.

من أهم المهام الاستفادة من حرارة المياه العادمة من محطات الطاقة الحرارية. أهم شرط مسبق لإدخال HP هو الأحجام الكبيرة من الحرارة المنبعثة في أبراج التبريد. لذلك ، على سبيل المثال ، إجمالي كمية الحرارة المهدرة في المدينة والمجاورة لمحطات الطاقة الحرارية في موسكو في الفترة من نوفمبر إلى مارس من موسم التدفئة هو 1600-5-2000 Gcal / h. بمساعدة HP ، من الممكن نقل معظم هذه الحرارة الضائعة (حوالي 50-5-60٪) إلى شبكة التدفئة. حيث:

لا حاجة إلى وقود إضافي لإنتاج هذه الحرارة ؛

سوف يتحسن الوضع البيئي ؛

عن طريق خفض درجة الحرارة تعميم المياهفي مكثفات التوربينات ، سيتم تحسين الفراغ بشكل كبير وسيزداد توليد الطاقة.

يمكن أن يكون مقياس إدخال HP فقط في OAO Mosenergo مهمًا جدًا واستخدامه في حرارة "النفايات" للتدرج

يمكن أن يصل الرين إلى 1600-5-2000 Gcal / h. وبالتالي ، فإن استخدام HP في CHP مفيد ليس فقط من الناحية التكنولوجية (تحسين الفراغ) ، ولكن أيضًا من الناحية البيئية ( مدخرات حقيقيةوقود أو زيادة في الطاقة الحرارية لـ CHP بدون وقود إضافي وتكاليف رأسمالية). كل هذا سيسمح بزيادة الحمل المتصل في الشبكات الحرارية.

رسم بياني 1. رسم تخطيطي لنظام الإمداد الحراري WTG:

1 - مضخة طرد مركزي 2 - أنبوب دوامة ؛ 3 - مقياس التدفق 4 - مقياس حرارة 5 - صمام ثلاثي 6 - صمام

7 - البطارية 8 - سخان.

يعتمد إمداد الحرارة على مولدات حرارة المياه المستقلة

تم تصميم مولدات حرارة المياه المستقلة (ATG) لإنتاج المياه الساخنة ، والتي تستخدم لتزويد الحرارة لمختلف المرافق الصناعية والمدنية.

تشتمل ATG على مضخة طرد مركزي وجهاز خاص ينتج عنه مقاومة هيدروليكية. يمكن أن يكون للجهاز الخاص تصميم مختلف ، وتعتمد كفاءته على تحسين عوامل النظام التي تحددها تطورات المعرفة.

أحد الخيارات لجهاز هيدروليكي خاص هو أنبوب دوامة مضمن في نظام تسخين لامركزي يعمل بالماء.

يعد استخدام نظام إمداد حراري لامركزي واعدًا للغاية ، لأنه. يتم استخدام الماء ، باعتباره مادة عاملة ، مباشرة للتدفئة والماء الساخن

إعادة الإمداد ، مما يجعل هذه الأنظمة صديقة للبيئة وموثوقة في التشغيل. تم تثبيت واختبار نظام الإمداد الحراري اللامركزي في مختبر أساسيات التحول الحراري (OTT) التابع لقسم أنظمة الحرارة والطاقة الصناعية (PTS) في MPEI.

يتكون نظام الإمداد الحراري من مضخة طرد مركزي وأنبوب دوامي وعناصر قياسية: بطارية وسخان. محدد العناصر القياسيةهي جزء لا يتجزأ من أي أنظمة إمداد حراري وبالتالي وجودها و عمل ناجحإعطاء أسباب لتأكيد التشغيل الموثوق به لأي نظام إمداد حراري يتضمن هذه العناصر.

على التين. يوضح الشكل 1 مخططًا تخطيطيًا لنظام إمداد الحرارة. النظام مملوء بالماء ، والذي عند تسخينه يدخل البطارية والسخان. تم تجهيز النظام بتجهيزات تحويل (صمامات وصمامات ثلاثية الاتجاهات) ، والتي تتيح التبديل المتسلسل والمتوازي للبطارية والسخان.

تم تنفيذ تشغيل النظام على النحو التالي. عير خزان التمدديتم ملء النظام بالماء بطريقة يتم بها إزالة الهواء من النظام ، والذي يتم التحكم فيه بعد ذلك بواسطة مقياس ضغط. بعد ذلك ، يتم تطبيق الجهد على خزانة وحدة التحكم ، ويتم ضبط درجة حرارة الماء المزود للنظام (50-5-90 درجة مئوية) بواسطة محدد درجة الحرارة ، ويتم تشغيل مضخة الطرد المركزي. يعتمد وقت الدخول إلى الوضع على درجة الحرارة المحددة. مع تلفزيون معين = 60 نظام تشغيل ، يكون وقت الدخول إلى الوضع t = 40 دقيقة. يظهر الرسم البياني لدرجة حرارة تشغيل النظام في الشكل. 2.

كانت فترة بدء النظام 40 + 45 دقيقة. كان معدل ارتفاع درجة الحرارة Q = 1.5 درجة / دقيقة.

لقياس درجة حرارة الماء عند مدخل ومخرج النظام ، يتم تثبيت موازين الحرارة 4 ، ويستخدم مقياس التدفق 3 لتحديد التدفق.

تم تركيب مضخة الطرد المركزي على حامل متحرك خفيف يمكن تصنيعه في أي ورشة. باقي المعدات (البطارية والسخان) قياسية ، يتم شراؤها من الشركات التجارية المتخصصة (المحلات التجارية).

يتم أيضًا شراء التركيبات (حنفيات ثلاثية الاتجاهات ، وصمامات ، وزوايا ، ومحولات ، وما إلى ذلك) من المتاجر أيضًا. يتم تجميع النظام من أنابيب بلاستيكية، يتم إجراء اللحام بواسطة وحدة لحام خاصة ، وهي متوفرة في معمل OTT.

كان الاختلاف في درجات حرارة الماء في الخطوط المباشرة والعودة حوالي 2 درجة مئوية (t = tnp-to6 = 1.6). كان وقت تشغيل مضخة الطرد المركزي VTG 98 ثانية في كل دورة ، واستغرقت فترات التوقف 82 ثانية ، وكان وقت الدورة الواحدة 3 دقائق.

يعمل نظام الإمداد الحراري ، كما أظهرت الاختبارات ، بثبات وفي الوضع التلقائي (بدون مشاركة أفراد الصيانة) يحافظ على درجة الحرارة المحددة مبدئيًا في الفترة الزمنية t = 60-61 درجة مئوية.

عمل نظام الإمداد بالحرارة عندما تم تشغيل البطارية والسخان بالتسلسل مع الماء.

يتم تقييم فعالية النظام:

1. نسبة التحول الحراري

μ = (6 + Οκ) / νν = ΣΟ / νν ؛

2. الكفاءة

حيث: 20 = Q6 + QK - مقدار الحرارة المنبعثة من النظام ؛

W - مقدار الطاقة الكهربائية التي يتم إنفاقها على محرك مضخة الطرد المركزي ؛ tq = 1-T0C / TB - معامل الكفاءة الحرارية ؛

تلفزيون - مستوى درجة حرارة الحرارة المعطاة ؛ Tos - درجة الحرارة المحيطة.

مع استهلاك الكهرباء W = 2 kWh ، بلغت كمية الحرارة المنتجة خلال هذه الفترة 20 = 3816.8 كيلو كالوري. نسبة التحويل هي: μ = 3816.8 / 1720 = 2.22.

الكفاءة η = μτ = 2.22.0.115 = 0.255 (~ 25٪) حيث: tq = 1 - (293/331) = 0.115.

من توازن الطاقة في النظام ، يمكن ملاحظة أن كمية الحرارة الإضافية الناتجة عن النظام كانت 2096.8 كيلو كالوري. حتى الآن ، هناك العديد من الفرضيات التي تحاول شرح كيفية ظهور كمية إضافية من الحرارة ، ولكن لا يوجد حل مقبول بشكل عام لا لبس فيه.

الاستنتاجات

1. لا تتطلب أنظمة التدفئة اللامركزية أنابيب تدفئة طويلة ، وبالتالي - تكاليف رأسمالية كبيرة.

2. يمكن أن يؤدي استخدام أنظمة الإمداد الحراري اللامركزية إلى تقليل الانبعاثات الضارة الناتجة عن احتراق الوقود في الغلاف الجوي بشكل كبير ، مما يحسن الوضع البيئي.

3. إن استخدام المضخات الحرارية في أنظمة الإمداد الحراري اللامركزية للقطاعات الصناعية والمدنية يسمح بتوفير الوقود بمقدار 6 + 8 كجم من الوقود المعادل مقارنة بغلايات الغلايات. لكل 1 ج كالوري من الحرارة المتولدة ، والتي تكون حوالي 30-5-40٪.

4. يتم تطبيق الأنظمة اللامركزية المستندة إلى HP بنجاح في العديد الدول الأجنبية(الولايات المتحدة الأمريكية ، اليابان ، النرويج ، السويد ، إلخ). تعمل أكثر من 30 شركة في تصنيع HP.

5. تم تركيب نظام إمداد حراري مستقل (لامركزي) يعتمد على مولد حرارة الماء بالطرد المركزي في مختبر OTT التابع لإدارة PTS في MPEI.

يعمل النظام في الوضع التلقائي ، مما يحافظ على درجة حرارة الماء في خط الإمداد في أي نطاق محدد من 60 إلى 90 درجة مئوية.

معامل التحول الحراري للنظام م = 1.5-5-2 ، والكفاءة حوالي 25٪.

6. يتطلب المزيد من التحسين في كفاءة الطاقة لأنظمة الإمداد الحراري اللامركزية بحثًا علميًا وتقنيًا لتحديد أوضاع التشغيل المثلى.

المؤلفات

1. سوكولوف إي يا وآخرون. موقف بارد من الحرارة. أخبار من 17/06/1987.

2. ميخلسون ف.أ تسخين ديناميكي. الفيزياء التطبيقية. T.III ، لا. Z-4 ، 1926.

3. Yantovsky E.I. ، Pustovalov Yu.V. تركيبات المضخات الحرارية بضغط البخار. - م: Energoizdat ، 1982.

4. Vezirishvili O.Sh.، Meladze N.V. أنظمة المضخات الحرارية الموفرة للطاقة للتدفئة والبرودة. - م: دار النشر MPEI ، 1994.

5. Martynov A. V.، Petrakov G.N. مضخة حرارية ثنائية الغرض. الطاقة الصناعية رقم 12 ، 1994.

6. Martynov A. V.، Yavorovsky Yu. V. استخدام VER في مؤسسات الصناعة الكيماوية القائمة على HPP. صناعة كيماوية رقم 4 ، 2000.

7. Brodyansky V.M. إلخ. طريقة الطاقة وتطبيقاتها. - م: Energoizdat ، 1986.

8. سوكولوف إي يا ، بروديانسكي ف. قواعد الطاقة لعمليات التحول الحراري والتبريد - م: Energoizdat ، 1981.

9. Martynov A.V. منشآت تحويل الحرارة والتبريد. - م: Energoatomizdat ، 1989.

10. Devyanin D.N. ، Pishchikov S.I. ، Sokolov Yu.N. المضخات الحرارية - التطوير والاختبار في CHPP-28. // أخبار إمداد الحرارة عدد 1 2000.

12. Kalinichenko A.B.، Kurtik F.A. مولد الحرارة مع أكثر كفاءة عالية. // الاقتصاد والإنتاج ، العدد 12 ، 1998.

13. Martynov A.V.، Yanov A.V.، Golovko V.M. نظام إمداد حراري لامركزي يعتمد على مولد حراري مستقل. // " مواد بناء، المعدات ، تقنيات القرن الحادي والعشرين "، رقم 11 ، 2003.

افتتاحية: المؤتمر العلمي العملي الثاني "أنظمة الإمداد الحراري. Modern Solutions "، التي تعقدها تقليديًا الشراكة غير التجارية" Russian Heat Supply "، بعد سلسلة من التقارير حول مولدات دوامةالحرارة ، أعقب ذلك مناقشة ساخنة. وتوصل المشاركون إلى نتيجة مفادها أن تلقي الحرارة بكمية تزيد عن الكهرباء المستهلكة يدل على ذلك العلم الحديثلا يمكن حتى الآن الإشارة إلى مصدر هذه الطاقة وطبيعتها ، مما يعني أنه يجب استخدام هذه الظاهرة بحذر شديد ، لأن. تأثير هذا الإعداد على بيئةولم يدرس الناس.

هذا مؤكد و البحث الحديث. على سبيل المثال ، في المؤتمر الدولي "الظواهر الفيزيائية الشاذة في قطاع الطاقة وآفاق إنشاء مصادر طاقة غير تقليدية" ، الذي عقد في 15-16 يونيو 2005 في خاركوف ، أفادت عدة مجموعات من الباحثين من مدن مختلفة في أوكرانيا أنهم اكتشف الإشعاع الناتج عن مولد الحرارة الدوامة.

لذلك ، على سبيل المثال ، وجد المتخصصون من معهد الفيزياء الحرارية التقنية التابع للأكاديمية الوطنية للعلوم في أوكرانيا قسمًا في نهاية أنبوب دوامة بإشعاع جاما المتزايد (1.3-1.9 مرة) مقارنةً بقيمة الخلفية. كما تم نشر معلومات عن هذه التجربة في مجلة "Industrial Heat Engineering" (كييف) العدد 6 ، 2002 في مقالة Khalatov A.A.، Kovalenko A.S.، Shevtsov S.V. "تحديد معامل تحويل الطاقة في مولد حرارة دوامة من نوع TPM 5.5-1." لاحظ مؤلفو المقال أن طبيعة هذا الإشعاع لا تزال غير واضحة تمامًا وتتطلب مزيدًا من الدراسة.

يعد الاستخدام الرشيد للموارد أحد أهم عوامل استقرار الاقتصاد ودعم حياة المجتمع ككل. إن الحفاظ على معايير استهلاك موارد الطاقة الحالية سيحدد حتما مهمة حل مشكلة نقص موارد الطاقة.

أكبر مستهلك لهم هو الإسكان والقطاع المجتمعي. يعتبر الإمداد الحراري هو الأكثر تحديدًا والأكثر تكلفة من بين جميع أنظمة دعم الحياة. لا يسمح الوضع الاجتماعي الحالي باسترداد جميع التكاليف بالكامل عن طريق فرض رسوم على الحرارة المزودة. تشكل نفقات الدولة لصيانة السكن والنفقات المجتمعية نسبة كبيرة جدًا - حوالي 17 ٪ من الميزانية الفيدرالية. لا يمكن تغيير هذا الوضع إلا من خلال الانتقال إلى دفع 100٪ للإسكان خدماتالمقدمة من مفهوم إصلاح الصناعة.

وفقًا للإحصاءات ، يتجاوز الاستهلاك المحدد للمياه والحرارة لكل ساكن في روسيا المعايير الأوروبية بمقدار 2-3 مرات. لذلك ، فإن توفير الطاقة في ظل الظروف الاقتصادية الحالية هو عنصر أساسي في إصلاح الإسكان والخدمات المجتمعية.

يجب أن يصبح تصميم وبناء الشقق المجهزة بأنظمة التدفئة الفردية وعدادات الغاز والمياه والحرارة ممارسة يومية. في الوقت الحاضر ، تم تطوير تغويز المساكن مع تركيب غلايات التدفئة فقط في تشييد المباني السكنية. هناك بالفعل خبرة في تنفيذ أنظمة التدفئة المستقلة والماء الساخن في الشقق المتعددة المباني السكنية، بمعنى آخر. بناء منازل الغلايات المرفقة. إنها تسمح لك بالتخلي عن شبكات التدفئة الخارجية ، وفي المستقبل؟ - من إصلاحها وإعادة وضعها. هذا يوفر المال بالمقارنة مع تدفئة مركزيةحوالي 35٪. في الوقت نفسه ، يتم استبعاد فقد الحرارة في الشبكات الخارجية (من 15 إلى 30٪) ، اعتمادًا على الحالة الفنية للشبكات ودرجة غمرها بالمياه الجوفية.

كشفت التجربة الحالية في تشغيل بيوت الغلايات الملحقة في المباني السكنية عن بعض عيوب استخدامها. هذا هو في المقام الأول إمداد المستهلكين دون مراعاة درجة حرارة الهواء المطلوبة في الشقق ، والحاجة إلى الإعانات لحاملات الحرارة المستعملة ، ومشاكل تحصيل الأموال من السكان.

في الوقت نفسه ، لا تحل بيوت الغلايات المشكلة الرئيسية؟ - الموقف الاقتصادي للسكان للتدفئة. ويرجع ذلك إلى عدم وجود قياس للحرارة واستهلاك الماء الساخن لكل شقة على حدة. لذلك ، على الرغم من ذلك ، يتم دفع 60٪ 70 من التكاليف من الميزانية. يعد تثبيت أجهزة القياس في كل شقة ، كقاعدة عامة ، متعة باهظة الثمن ، وفي بعض الأحيان يكون من الصعب تخيل فترة استردادها.

تشير التجربة إلى أن الاستخدام الأكثر فعالية لمراجل الغلايات الملحقة للتدفئة وإمداد المياه الساخنة للمباني الإدارية والمرافق الصحية والثقافة.

أنظمة التدفئة الفردية

في السنوات الأخيرة ، في العديد من مناطق روسيا ، بدأوا في إدخال تقنية جديدة - نظام تدفئة الشقة وإمداد الماء الساخن في المباني السكنية ، المباني الشاهقة. تم بالفعل بناء منازل مزودة بأنظمة تدفئة للشقق في سمولينسك ، سيربوخوف ، بريانسك ، سانت بطرسبرغ ، سامارا ، ساراتوف ، أوليانوفسك.

توفر الغلايات ذات الدائرة المزدوجة المثبتة على الحائط ، بالإضافة إلى التدفئة ، تحضير الماء الساخن لـ الاحتياجات المنزلية. نظرًا لأبعادها الصغيرة ، أكبر قليلاً من حجم السخان التقليدي ، ليس من الصعب على المرجل العثور على مكان في أي غرفة ، حتى لو لم يتم تكييفه خصيصًا لغرفة المرجل: في المطبخ ، في الممر ، الردهة ، إلخ. أنظمة فرديةتسمح لك التدفئة بحل مشكلة التوفير تمامًا وقود الغازبينما كل مقيم يستغل الفرص المعدات المركبةيخلق بيئة معيشية مريحة. يؤدي إدخال نظام تدفئة الشقة على الفور إلى التخلص من مشكلة قياس الحرارة: لا يتم أخذ الحرارة في الاعتبار ، ولكن استهلاك الغاز فقط. تعكس تكلفة الغاز مكونات الحرارة والماء الساخن.

تدفئة الشقة تقلل التكاليف عدة مرات. وفقًا لنتائج تشغيل أنظمة التدفئة الفردية في سمولينسك (أكثر من ألف شقة في منازل ذات ارتفاعات مختلفة) ، انخفضت تكلفة مرافق التدفئة وإمدادات المياه الساخنة لعائلة مكونة من أربعة أفراد بمقدار 6 مرات ، مع مراعاة الإعانات ؟ - بنسبة 15 مرة مقارنة بـ نظام مركزي. وبالتالي يحصل المستهلك على فرصة لتحقيق أقصى قدر من الراحة ويحدد مستوى استخدام الحرارة والماء الساخن. في الوقت نفسه ، يتم إزالة مشكلة الانقطاعات في إمداد الماء الساخن والحرارة لأسباب فنية وتنظيمية وموسمية.

بالنسبة للمؤسسات التي تزود الغاز ، فإن التدفئة لكل شقة تجعل من الممكن تحقيق وفورات في الغاز بنسبة 30-40٪ واكتساب دافعي الغاز والخدمات الموثوق بهم من المستهلكين النهائيين.

تقلل تدفئة الشقة بشكل كبير من تكلفة بناء المساكن ، وليست هناك حاجة لشبكات التدفئة باهظة الثمن ، ونقاط الحرارة ، وأجهزة القياس ؛ سداد تكلفة المعدات يحدث في وقت شراء السكن ؛ يتم تخفيض تكاليف الميزانية مراحل مختلفةلامدادات الطاقة.

تدفئة بالحمل الحراري

نظرًا لنقص موارد الطاقة وارتفاع أسعار الطاقة ، فإن مشكلة توفير الحرارة مهمة أيضًا للمؤسسات الصناعية.

كان أحد المجالات الواعدة الموفرة للطاقة لتحقيق اللامركزية في أنظمة الإمداد الحراري للمؤسسات الصناعية هو إدخال سخانات الهواء ذات السعات المختلفة ، والحمل الحراري ، فضلاً عن السخانات المشعة عالية الكفاءة في المرافق. سخانات الغاز. هذه الأنظمة لا تحتاج إلى مادة مبردة.

مسخن الغاز؟ - وسيلة جيدة لتدفئة القصور الصغيرة والداشا والشقق والمحلات التجارية والأكشاك والمكاتب. من المزايا المهمة للتسخين بالحمل الحراري الكفاءة والقضاء على خطر التجميد. نظام التدفئة(نقص المبرد في حالة انقطاع التيار الكهربائي ، توقف المضخة).

الاختلافات الأساسية بين المسخنات من النوع الأمامي ومعظم أجهزة التسخين والتدفئة التي تعمل بالغاز هي كما يلي: يدخل الهواء اللازم لعملية الاحتراق خارج الغرفة المسخنة ، كما تتم إزالة منتجات الاحتراق إلى الخارج ، وبالتالي ، فإن الأكسجين الموجود في هواء الغرفة لا يحترق يحافظ المسخن تلقائيًا على درجة الحرارة المحددة ضمن النطاق من 10 إلى 30 درجة مئوية.

يسمح لك استخدام مسخنات الغاز بدلاً من المسخنات الكهربائية بنفس الطاقة بتقليل تكاليف التدفئة عدة مرات. شكل عازل لوحة زخرفيةو الطلاء، المصنوع باستخدام التكنولوجيا الحديثة ، يتناسب بسهولة مع أي ديكور داخلي. تتمتع أجهزة التسخين بالحمل الحراري بشهادة مطابقة روسية وتمت الموافقة عليها للاستخدام من قبل Gosgortekhnadzor من الاتحاد الروسي.

تسخين بالغاز

يتيح لك استخدام أنظمة التدفئة المشعة بالغاز (GHS) تغيير الأساس المادي لنقل الحرارة إلى منطقة العمل.

عند تركيب التدفئة المشعة بالأشعة تحت الحمراء:

• ليست هناك حاجة لبناء غرفة كما هو الحال مع غرفة المرجل ؛
• يتم تقليل فقدان الحرارة ؛
• من الممكن تدفئة المناطق الفردية أو أماكن العمل مع الصيانة درجات حرارة مختلفةبالنسبة مناطق مختلفة(على سبيل المثال ، في القاعة - 20 درجة مئوية ، على المسرح - 17 درجة مئوية) ؛
• لا توجد حركة للهواء والغبار ، مما يزيد من راحة الغرفة ؛
• لا يوجد طاقم خدمة دائم ؛
• التثبيت السريع (أو التفكيك) ، وكذلك نقل الأجهزة إلى المكان الصحيح ؛
• استبعاد تجميد النظام (بسبب نقص المياه) ؛
• يتم تقليل القصور الذاتي للأنظمة (تسخين المبنى في 15-30 دقيقة) ، في الليل قد لا يتم تسخين المبنى ؛
• يتم تقليل تكاليف التشغيل (يتم تقليل تكاليف التدفئة النقدية للموسم بمقدار 6 مرات) ؛
• يتم تقليل فترة الاسترداد لنظام التدفئة (حتى عام واحد).

في الواقع ، في الوقت الحاضر ، فقط SHLO هي القادرة على توفير تدفئة عادية للغرف ذات الارتفاع الكبير (حتى 35 مترًا) والمساحة غير المحدودة.

لتنظيم التسخين المشع ، يتم وضع بواعث الأشعة تحت الحمراء في الجزء العلوي من الغرفة (تحت السقف) ، ويتم تسخينها من الداخل بواسطة منتجات احتراق الغاز. عند استخدام SHLO ، تنتقل الحرارة من البواعث مباشرة إلى منطقة العمل عن طريق الأشعة تحت الحمراء الحرارية. مثل أشعة الشمس ، تصل إلى منطقة العمل بالكامل تقريبًا ، وتدفئة الموظفين ، وسطح أماكن العمل ، والأرضيات ، والجدران. وبالفعل من هذه الأسطح الدافئة يتم تسخين الهواء في الغرفة.

النتيجة الرئيسية للإشعاع تدفئة بالأشعة تحت الحمراءهو احتمال حدوث انخفاض كبير في متوسط ​​درجة حرارة الهواء في الغرفة دون تدهور ظروف العمل. يمكن خفض متوسط ​​درجة حرارة الغرفة بما يصل إلى 7 درجات مئوية ، مما يوفر وفورات تصل إلى 45٪ مقارنة بأنظمة الحمل الحراري التقليدية.

يتم توفير مدخرات إضافية من خلال التوزيع الرشيد لدرجة الحرارة في جميع أنحاء الغرفة ، وراحة التحكم في درجة الحرارة وخفض تكاليف التشغيل.

بشكل عام ، يمكن أن تصل التوفير إلى 80٪ مقارنة بأنظمة التسخين بالحمل الحراري من غلاية مركزية.

في الوقت نفسه ، خلال موسم التدفئة ، تعمل SGLS في الوضع التلقائي ، دون الحاجة إلى أي تكاليف لتشغيلها.

وبالتالي ، فإن إدخال أنظمة جديدة للإمداد الحراري اللامركزي يسمح على الأقل بحل مشكلة توفير الموارد جزئيًا. وتجدر الإشارة مرة أخرى إلى أن فعالية هذه الأنظمة قد تم تأكيدها بالفعل من خلال ممارسة استخدامها.

سيرجي كوتشيرجين

استراتيجية الطاقة في روسيا

من الضروري تنفيذ نظام متكامل من الإجراءات القانونية والإدارية والاقتصادية التي تحفز كفاءة استخدام الطاقة. يوفر هذا النظام لـ:

• إجراء عمليات تدقيق منتظمة للطاقة للشركات (إلزامية لشركات القطاع العام) ؛
• خلق حوافز اقتصادية إضافية للحفاظ على الطاقة ، وتحويلها إلى منطقة أعمال فعالة.

وزارة التربية والتعليم في الاتحاد الروسي

المؤسسة التعليمية الاتحادية لميزانية الدولة للتعليم المهني العالي "جامعة ماغنيتوغورسك التقنية الحكومية

هم. جي. نوسوف "

(FGBOU VPO "MGTU")

قسم الطاقة الحرارية وأنظمة الطاقة

مقال

في تخصص "مقدمة في الاتجاه"

حول موضوع: "تدفئة مركزية ولا مركزية"

أكمله: الطالب سلطانوف رسلان ساليكوفيتش

المجموعة: ZEATB-13 "الطاقة الحرارية وهندسة الحرارة"

الكود: 140100

فحصه: أغابيتوف يفجيني بوريسوفيتش ، دكتور في العلوم التقنية.

Magnitogorsk 2015

1. مقدمة 3

2. تدفئة المناطق 4

3-إمداد حراري لامركزي 4

4. أنواع أنظمة التدفئة ومبادئ عملها. 4

5- أنظمة التدفئة الحديثة وإمدادات المياه الساخنة في روسيا

6. آفاق تطوير الإمداد الحراري في روسيا 15

7- الخلاصة 21

مقدمة

العيش في مناطق خطوط العرض المعتدلة ، حيث يكون الجزء الرئيسي من العام باردًا ، من الضروري توفير إمدادات الحرارة للمباني: المباني السكنية والمكاتب والمباني الأخرى. يوفر الإمداد الحراري حياة مريحة إذا كانت شقة أو منزل ، وعمل منتج إذا كان مكتبًا أو مستودعًا.

أولاً ، دعنا نتعرف على المقصود بمصطلح "إمداد الحرارة". الإمداد الحراري هو إمداد أنظمة التدفئة بالمبنى بالماء الساخن أو البخار. المصدر المعتاد للإمداد الحراري هو CHP وغلايات. هناك نوعان من الإمداد الحراري للمباني: مركزي ومحلي. مع إمداد مركزي ، يتم توفير مناطق معينة (صناعية أو سكنية). من أجل التشغيل الفعال لشبكة التدفئة المركزية ، يتم بناؤها عن طريق تقسيمها إلى مستويات ، وعمل كل عنصر هو أداء مهمة واحدة. مع كل مستوى ، تقل مهمة العنصر. مصدر الحرارة المحلي - إمداد واحد أو أكثر من المنازل بالحرارة. تتمتع شبكات تدفئة المناطق بعدد من المزايا: تقليل استهلاك الوقود وخفض التكلفة ، واستخدام وقود منخفض الدرجة ، وتحسين الصرف الصحي للمناطق السكنية. يشتمل نظام تدفئة المناطق على مصدر للطاقة الحرارية (CHP) ، وشبكة حرارية ومنشآت مستهلكة للحرارة. تنتج محطات CHP الحرارة والطاقة معًا. مصادر التدفئة المحلية هي المواقد والغلايات وسخانات المياه.

تتميز أنظمة التدفئة بدرجات حرارة وضغوط مختلفة للمياه. يعتمد على متطلبات العميل والاعتبارات الاقتصادية. مع زيادة المسافة التي يلزم "نقل" الحرارة خلالها ، تزداد التكاليف الاقتصادية. في الوقت الحاضر ، تُقاس مسافة نقل الحرارة بعشرات الكيلومترات. يتم تقسيم أنظمة الإمداد بالحرارة وفقًا لحجم الأحمال الحرارية. أنظمة التدفئة موسمية ، وأنظمة الماء الساخن دائمة.

التدفئة المركزية

تتميز تدفئة المناطق بوجود شبكة تدفئة مشتركة متفرعة مع مصدر طاقة للعديد من أجهزة استقبال الحرارة (المصانع ، والمؤسسات ، والمباني ، والشقق ، والمباني السكنية ، وما إلى ذلك).

المصادر الرئيسية لتدفئة المناطق هي: - محطات التدفئة والطاقة المشتركة (CHP) ، والتي تولد أيضًا الكهرباء على طول الطريق ؛ - غرف المرجل (في التدفئة والبخار).

إمداد حراري لامركزي

يتميز الإمداد الحراري اللامركزي بنظام إمداد حراري يتم فيه دمج مصدر الحرارة مع المشتت الحراري ، أي أنه توجد شبكة تدفئة قليلة أو معدومة على الإطلاق. إذا تم استخدام أجهزة استقبال حرارية منفصلة كهربائية أو محلية في المبنى ، فسيكون مصدر الحرارة هذا فرديًا (مثال على ذلك هو تدفئة منزل المرجل الصغير الخاص بالمبنى بأكمله). قوة مصادر الحرارة هذه ، كقاعدة عامة ، صغيرة جدًا وتعتمد على احتياجات أصحابها. لا يزيد ناتج الحرارة لمصادر الحرارة الفردية عن 1 Gcal / h أو 1.163 MW.

الأنواع الرئيسية لمثل هذا التسخين اللامركزي هي:

الكهربائية وهي: - مباشر. - التراكم - مضخة الحرارة؛ - فرن. بيوت الغلايات الصغيرة.

أنواع أنظمة التدفئة ومبادئ عملها

يتكون تدفئة المناطق من ثلاث مراحل مترابطة ومتسلسلة: التحضير والنقل واستخدام الناقل الحراري. وفقًا لهذه المراحل ، يتكون كل نظام من ثلاث روابط رئيسية: مصدر حرارة (على سبيل المثال ، وحدة تدفئة وتوليد مشتركة أو بيت مرجل) ، وشبكات حرارية (خطوط أنابيب حرارية) ومستهلكين للحرارة.

في أنظمة الإمداد الحراري اللامركزية ، يكون لكل مستهلك مصدر حرارة خاص به.

يمكن أن تكون ناقلات الحرارة في أنظمة التدفئة المركزية من الماء والبخار والهواء ؛ تسمى الأنظمة المقابلة أنظمة الماء أو البخار أو تسخين الهواء. كل منهم له مزاياه وعيوبه. تدفئة تدفئة مركزية

تتمثل مزايا نظام التسخين بالبخار في انخفاض تكلفته واستهلاكه للمعادن بشكل ملحوظ مقارنة بالأنظمة الأخرى: عند تكثيف 1 كجم من البخار ، يتم إطلاق حوالي 535 سعرة حرارية ، أي 15-20 مرة المزيد من الكميةتنطلق الحرارة عندما يبرد 1 كجم من الماء في أجهزة التسخين ، وبالتالي فإن أنابيب البخار لها قطر أصغر بكثير من خطوط أنابيب نظام تسخين المياه. في أنظمة التسخين بالبخار ، يكون سطح أجهزة التسخين أيضًا أصغر. في الغرف التي يقيم فيها الأشخاص بشكل دوري (المباني الصناعية والعامة) ، فإن نظام التسخين بالبخار يجعل من الممكن إنتاج التدفئة بشكل متقطع ولا يوجد خطر من تجميد المبرد مع تمزق خطوط الأنابيب لاحقًا.

عيوب نظام التسخين بالبخار هي صفاته الصحية المنخفضة: الغبار الموجود في الهواء يحترق على السخانات المسخنة حتى 100 درجة مئوية أو أكثر ؛ من المستحيل تنظيم نقل الحرارة لهذه الأجهزة ويجب أن يعمل النظام بشكل متقطع في معظم فترة التسخين ؛ يؤدي وجود هذا الأخير إلى تقلبات كبيرة في درجة حرارة الهواء في الغرف المدفأة. لذلك ، يتم ترتيب أنظمة التدفئة بالبخار فقط في المباني التي يقيم فيها الأشخاص بشكل دوري - في الحمامات والمغاسل وأجنحة الاستحمام ومحطات القطار والنوادي.

تستهلك أنظمة تسخين الهواء القليل من المعدن ، ويمكنها تهوية الغرفة في نفس الوقت الذي يتم فيه تدفئة الغرفة. ومع ذلك ، فإن تكلفة نظام تدفئة الهواء للمباني السكنية أعلى من الأنظمة الأخرى.

تتميز أنظمة تسخين المياه بتكلفة عالية واستهلاك معادن مقارنة بالتسخين بالبخار ، ولكنها تتمتع بخصائص صحية وصحية عالية تضمن توزيعها على نطاق واسع. وهي مرتبة في جميع المباني السكنية التي يزيد ارتفاعها عن طابقين في المباني العامة ومعظم المباني الصناعية. يتم تحقيق التنظيم المركزي لنقل الحرارة للأجهزة في هذا النظام عن طريق تغيير درجة حرارة الماء الداخل إليها.

تتميز أنظمة تسخين المياه بطريقة حركة المياه وحلول التصميم.

وفقًا لطريقة نقل المياه ، يتم تمييز الأنظمة ذات الدافع الطبيعي والميكانيكي (الضخ). أنظمة تسخين المياه بدافع طبيعي. يتكون الرسم التخطيطي لمثل هذا النظام من غلاية (مولد حراري) ، وخط أنابيب إمداد ، وأجهزة تسخين ، وخط أنابيب عودة ووعاء تمدد.يدخل الماء المسخن في الغلاية إلى أجهزة التسخين ، ويمنحها جزءًا من حرارتها للتعويض لفقد الحرارة من خلال الأسوار الخارجية للمبنى الساخن ، ثم تعود إلى المرجل ثم يتم تكرار دوران الماء. تحدث حركته تحت تأثير دافع طبيعي يحدث في النظام عند تسخين الماء في الغلاية.

يتم إنفاق ضغط الدوران الناتج أثناء تشغيل النظام على التغلب على مقاومة حركة الماء عبر الأنابيب (من احتكاك الماء بجدران الأنابيب) وعلى المقاومات المحلية (في الانحناءات ، والصنابير ، والصمامات ، والسخانات ، الغلايات ، المحملات ، الصلبان ، إلخ).

قيمة هذه المقاومة هي الأكبر ، وكلما زادت سرعة حركة الماء في الأنابيب (إذا تضاعفت السرعة ، فإن المقاومة تتضاعف أربع مرات ، أي في الاعتماد التربيعي). في الأنظمة ذات النبض الطبيعي في المباني ذات عدد قليل من الطوابق ، يكون حجم الضغط الفعال صغيرًا ، وبالتالي لا يمكن السماح بسرعات عالية لحركة المياه في الأنابيب فيها ؛ لذلك ، يجب أن تكون أقطار الأنابيب كبيرة. قد لا يكون النظام قابلاً للتطبيق اقتصاديًا. لذلك ، لا يُسمح باستخدام الأنظمة ذات الدورة الطبيعية إلا للمباني الصغيرة. يجب ألا يتجاوز مدى هذه الأنظمة 30 مترًا ، ويجب ألا تقل قيمة k عن 3 أمتار.

عندما يتم تسخين الماء في النظام ، يزداد حجمه. لاستيعاب هذا الحجم الإضافي من المياه في أنظمة التدفئة ، يتم توفير وعاء تمدد 3 ؛ في الأنظمة ذات الأسلاك العلوية والنبض الطبيعي ، تعمل في نفس الوقت على إزالة الهواء منها ، والذي يتم إطلاقه من الماء عند تسخينه في الغلايات.

أنظمة تسخين المياه بدفع المضخة. دائمًا ما يمتلئ نظام التسخين بالماء وتتمثل مهمة المضخات في خلق الضغط الضروري فقط للتغلب على مقاومة حركة الماء. في مثل هذه الأنظمة ، تعمل النبضات الطبيعية ونبضات الضخ في وقت واحد ؛ الضغط الكلي للأنظمة ثنائية الأنابيب ذات الأسلاك العلوية ، kgf / m2 (Pa)

لأسباب اقتصادية ، يؤخذ عادة بكمية من 5-10 كجم ق / م 2 لكل 1 م (49-98 باسكال / م).

تتمثل مزايا الأنظمة ذات الحث الضخ في تقليل تكلفة خطوط الأنابيب (قطرها أصغر من الأنظمة ذات الحث الطبيعي) والقدرة على توفير الحرارة لعدد من المباني من منزل مرجل واحد.

تعمل أجهزة النظام الموصوف ، الموجودة في طوابق مختلفة من المبنى ، في ظروف مختلفة. يبلغ الضغط p2 ، الذي يقوم بتدوير الماء عبر الجهاز الموجود في الطابق الثاني ، حوالي ضعف الضغط p1 للجهاز الموجود في الطابق السفلي. في الوقت نفسه ، فإن المقاومة الكلية لحلقة خط الأنابيب التي تمر عبر المرجل والجهاز الموجود في الطابق الثاني تساوي تقريبًا مقاومة الحلقة التي تمر عبر المرجل والجهاز في الطابق الأول. لذلك ستعمل الحلقة الأولى مع الضغط الزائد ، وسيدخل المزيد من الماء إلى الجهاز في الطابق الثاني أكثر مما هو ضروري حسب الحساب ، وبالتالي ستنخفض كمية المياه التي تمر عبر الجهاز في الطابق الأول.

نتيجة لذلك ، ستحدث سخونة زائدة في غرفة الطابق الثاني التي يتم تسخينها بواسطة هذا الجهاز ، وسيحدث انخفاض في درجة حرارة غرفة الطابق الأول. للقضاء على هذه الظاهرة ، يتم استخدام طرق خاصة لحساب أنظمة التدفئة ، كما يتم استخدام صنابير مزدوجة الضبط المثبتة على مصدر الإمداد الساخن للأجهزة. إذا أغلقت هذه الحنفيات في الأجهزة الموجودة في الطابق الثاني ، فيمكنك إطفاء الضغط الزائد تمامًا وبالتالي ضبط تدفق المياه لجميع الأجهزة الموجودة على نفس المصعد. ومع ذلك ، فإن التوزيع غير المتكافئ للمياه في النظام ممكن أيضًا للرافعات الفردية. ويفسر ذلك حقيقة أن طول الحلقات ، وبالتالي مقاومتها الكلية في مثل هذا النظام لجميع الناهضين ، ليست هي نفسها: الحلقة التي تمر عبر الناهض (الأقرب إلى الناهض الرئيسي) لديها أقل مقاومة ؛ أكبر مقاومة لها أطول حلقة تمر عبر الناهض.

من الممكن توزيع المياه لفصل الناهضين عن طريق الضبط المناسب لصنابير السدادة (الممررة) المثبتة على كل رافع. لتداول المياه ، يتم تثبيت مضختين - واحدة تعمل ، والثانية - احتياطية. بالقرب من المضخات ، عادة ما يصنعون خطاً التفافياً مغلقاً مع صمام. في حالة انقطاع التيار الكهربائي وتوقف المضخة ، يفتح الصمام ويعمل نظام التدفئة بالدوران الطبيعي.

في نظام يحركه المضخة ، يتم توصيل خزان التمدد بالنظام قبل المضخات ، وبالتالي لا يمكن طرد الهواء المتراكم من خلاله. لإزالة الهواء في الأنظمة المثبتة مسبقًا ، تم تمديد نهايات رافعات الإمداد بأنابيب هواء تم تركيب الصمامات عليها (لإيقاف تشغيل الرافعة للإصلاحات). يتكون خط الهواء عند نقطة الاتصال بمجمع الهواء على شكل حلقة تمنع دوران الماء عبر خط الهواء. حاليًا ، بدلاً من هذا الحل ، يتم استخدام صمامات الهواء ، ويتم تثبيتها في المقابس العلوية للمشعات المثبتة في الطابق العلوي من المبنى.

أنظمة التدفئة مع الأسلاك السفليةأكثر ملاءمة في التشغيل من الأنظمة ذات الأسلاك العلوية. لا يتم فقدان الكثير من الحرارة من خلال خط الإمداد ويمكن اكتشاف تسرب المياه منه والقضاء عليه في الوقت المناسب. كلما زاد ارتفاع السخان في الأنظمة ذات الأسلاك السفلية ، زاد الضغط المتاح في الحلقة. كلما طالت الحلقة ، زادت مقاومتها الكلية ؛ لذلك ، في نظام ذي أسلاك منخفضة ، تكون الضغوط الزائدة لأجهزة الطوابق العليا أقل بكثير مما هي عليه في الأنظمة ذات الأسلاك العلوية ، وبالتالي يكون ضبطها أسهل. في الأنظمة ذات الأسلاك المنخفضة ، يتناقص حجم الدافع الطبيعي نظرًا لحقيقة أنه بسبب التبريد في رافعات العرض ، تبدأ القصيدة في إبطاء حركتها من أعلى إلى أسفل ، وبالتالي فإن الضغط الكلي يعمل في مثل هذه الأنظمة

حاليًا ، تُستخدم أنظمة أحادية الأنابيب على نطاق واسع ، حيث يتم توصيل المشعات برافعة واحدة بكلا الوصلات ؛ هذه الأنظمة أسهل في التركيب وتوفر تسخينًا أكثر اتساقًا لجميع أجهزة التدفئة. النظام الأحادي الأنبوب الأكثر شيوعًا مع الأسلاك السفلية والناهض الرأسي.

يتكون الناهض لهذا النظام من أجزاء الرفع والخفض. يمكن للصمامات ثلاثية الاتجاهات تمرير الكمية المقدرة أو جزء من الماء إلى الأجهزة في الحالة الأخيرة ، ويمر باقي الكمية ، متجاوزًا الجهاز ، عبر أقسام الإغلاق. يتم توصيل أجزاء الرفع والخفض من الناهض بواسطة أنبوب توصيل يوضع تحت نوافذ الطابق العلوي. يتم تثبيت محابس الهواء في المقابس العلوية للأجهزة الموجودة في الطابق العلوي ، والتي من خلالها يزيل الميكانيكي الهواء من النظام أثناء بدء تشغيل النظام أو عندما يتم تجديده بكثرة بالماء. في أنظمة الأنابيب المفردة ، يمر الماء عبر جميع الأجهزة بالتسلسل ، وبالتالي يجب ضبطها بعناية. إذا لزم الأمر ، يتم ضبط نقل الحرارة للأجهزة الفردية باستخدام صمامات ثلاثية الاتجاه ، وتدفق المياه من خلال رافعات فردية - من خلال صمامات المرور (القابس) أو عن طريق تركيب غسالات خانقة فيها. إذا تم توفير كمية كبيرة جدًا من الماء للناهض ، فإن سخانات الناهض ، وهي الأولى في اتجاه حركة الماء ، ستطلق حرارة أكثر مما هو ضروري وفقًا للحساب.

كما تعلم ، يتم أيضًا الحصول على دوران المياه في النظام ، بالإضافة إلى الضغط الناتج عن المضخة والدفع الطبيعي ، من الضغط الإضافي Ap ، الناتج عن تبريد الماء عند التحرك عبر خطوط أنابيب النظام. مكّن وجود هذا الضغط من إنشاء أنظمة تسخين مياه للشقة ، لم يتم دفن المرجل منها ، ولكن يتم تثبيته عادةً على أرضية المطبخ. في مثل هذه الحالات ، المسافة ، وبالتالي ، فإن النظام يعمل فقط بسبب الضغط الإضافي الناتج عن تبريد المياه في خطوط الأنابيب. يختلف حساب هذه الأنظمة عن حسابات أنظمة التدفئة في المبنى.

تُستخدم أنظمة تسخين المياه في الشقق حاليًا على نطاق واسع بدلاً من تسخين المواقد في المباني المكونة من طابق واحد أو طابقين في المدن التي يتم تحويلها إلى غاز: في مثل هذه الحالات ، بدلاً من الغلايات ، يتم تركيب سخانات مياه تعمل بالغاز الأوتوماتيكي (LGW) لا توفر التدفئة فحسب ، بل تسخن أيضًا إمدادات المياه.

مقارنة بين أنظمة التدفئة الحديثة لمضخة هيدروديناميكية حرارية من النوع TC1 ومضخة حرارية كلاسيكية

بعد تركيب المضخات الحرارية الهيدروديناميكية ، ستصبح غرفة المرجل أشبه محطة ضخمن غرفة المرجل. يلغي الحاجة لمدخنة. لن يكون هناك السخام والأوساخ ، وسيتم تقليل الحاجة إلى موظفي الصيانة بشكل كبير ، وسيتولى نظام الأتمتة والتحكم بالكامل عمليات إدارة إنتاج الحرارة. ستصبح غرفة المرجل الخاصة بك أكثر اقتصادا وذات تقنية عالية.

الرسوم التخطيطية:

على عكس المضخة الحرارية ، التي يمكن أن تنتج ناقل حراري بدرجة حرارة قصوى تصل إلى +65 درجة مئوية ، يمكن لمضخة حرارية هيدروديناميكية تسخين الناقل الحراري حتى +95 درجة مئوية ، مما يعني أنه يمكن دمجها بسهولة في موجود نظام إمداد المبنى بالحرارة.

فيما يتعلق بالتكاليف الرأسمالية لنظام الإمداد الحراري ، فإن المضخة الحرارية الهيدروديناميكية أرخص بعدة مرات من المضخة الحرارية ، لأن لا يتطلب دائرة حرارة منخفضة الجهد. المضخات الحرارية والمضخات الحرارية الهيدروديناميكية ، متشابهة في الاسم ولكنها مختلفة في مبدأ تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية.

مثل المضخة الحرارية الكلاسيكية ، تتميز المضخة الحرارية الهيدروديناميكية بعدد من المزايا:

الربحية (المضخة الحرارية الهيدروديناميكية هي اقتصادية أكثر بـ 1.5-2 مرة من الغلايات الكهربائية ، 5-10 مرات أكثر اقتصادية من غلايات الديزل).

· التوافق التام مع البيئة (إمكانية استخدام مضخة حرارية هيدروديناميكية في أماكن ذات معايير MPE محدودة).

· سلامة كاملة من الحرائق والانفجارات.

· لا تتطلب معالجة المياه. أثناء التشغيل ، نتيجة للعمليات التي تحدث في مولد الحرارة لمضخة حرارية هيدروديناميكية ، يحدث تفريغ لسائل التبريد ، مما له تأثير مفيد على معدات وأجهزة نظام الإمداد الحراري.

تركيب سريع. في حالة توفير الطاقة الكهربائية ، يمكن الانتهاء من تركيب نقطة حرارة فردية باستخدام مضخة حرارية هيدروديناميكية في 36-48 ساعة.

· فترة الاسترداد من 6 إلى 18 شهرًا ، بسبب إمكانية التركيب في نظام تدفئة قائم.

وقت ل اصلاح 10-12 سنة. إن الموثوقية العالية للمضخة الحرارية الهيدروديناميكية متأصلة في تصميمها وتؤكدها سنوات عديدة من التشغيل الخالي من المتاعب لمضخات الحرارة الهيدروديناميكية في روسيا والخارج.

أنظمة التدفئة المستقلة

تم تصميم أنظمة الإمداد الحراري المستقلة للتدفئة وإمداد الماء الساخن للعائلة الفردية والمباني السكنية المنفصلة. يشمل نظام التسخين المستقل وإمداد الماء الساخن: مصدر إمداد حراري (مرجل) وشبكة من خطوط الأنابيب بأجهزة تسخين ووصلات مائية.

مزايا أنظمة التدفئة المستقلة هي كما يلي:

عدم وجود شبكات تدفئة خارجية باهظة الثمن ؛

إمكانية التنفيذ السريع لتركيب وتشغيل أنظمة التدفئة وإمدادات المياه الساخنة ؛

تكاليف أولية منخفضة

تبسيط حل جميع القضايا المتعلقة بالبناء ، حيث تتركز في يد المالك ؛

· تقليل استهلاك الوقود بسبب التنظيم المحلي للتزويد بالحرارة وعدم وجود ضياع في شبكات الحرارة.

أنظمة التدفئة هذه ، وفقًا لمبدأ المخططات المقبولة ، مقسمة إلى مخططات ذات دوران طبيعي لسائل التبريد ومخططات ذات دوران اصطناعي لسائل التبريد. في المقابل ، يمكن تقسيم المخططات ذات الدوران الطبيعي والاصطناعي لسائل التبريد إلى أنبوب واحد أو أنبوبين. وفقًا لمبدأ حركة المبرد ، يمكن أن تكون المخططات في طريق مسدود ومرتبطة ومختلطة.

بالنسبة للأنظمة ذات الحث الطبيعي لسائل التبريد ، يوصى بدوائر ذات أسلاك علوية ، بواحد أو اثنتين (حسب الحمل وخصائص تصميم المنزل) ، مع خزان التمددمثبتة على الناهض الرئيسي.

يمكن أن تكون الغلاية الخاصة بأنظمة الأنبوب الواحد ذات الدوران الطبيعي متدفقة مع السخانات السفلية ، ولكن من الأفضل أن يتم دفنها ، على الأقل إلى مستوى لوح خرساني ، في حفرة أو تثبيتها في الطابق السفلي.

يجب دفن غلاية أنظمة التدفئة ثنائية الأنابيب ذات الدوران الطبيعي بالنسبة لجهاز التسخين السفلي. يتم تحديد عمق الاختراق عن طريق الحساب ، ولكن ليس أقل من 1.5-2 متر.الأنظمة ذات الحث الاصطناعي (الضخ) لسائل التبريد لديها مجموعة واسعة من التطبيقات. يمكنك تصميم دوائر بأسلاك علوية وسفلية وأفقية لسائل التبريد.

أنظمة التدفئة هي:

ماء؛

هواء؛

الكهربائية ، بما في ذلك تلك المجهزة بكابل تدفئة موضوعة في أرضية الغرف المُدفأة ، والأفران الحرارية للمراكم (المصممة بإذن من مؤسسة إمداد الطاقة).

تم تصميم أنظمة تسخين المياه عموديًا مع سخانات مثبتة تحت فتحات النوافذ ومع خطوط أنابيب تدفئة مدمجة في هيكل الأرضية. فى وجود اسطح ساخنة تصل الى 30٪ حمولة التدفئةيجب تزويدها بأجهزة تسخين مثبتة تحت فتحات النوافذ.

يجب أن تسمح أنظمة تسخين هواء الشقة جنبًا إلى جنب مع التهوية بالتشغيل في وضع الدوران الكامل (بدون أشخاص) فقط في التهوية الخارجية (العمليات المنزلية المكثفة) أو على مزيج من التهوية الخارجية والداخلية بأي نسبة مرغوبة.

أنظمة التدفئة والماء الساخن الحديثة في روسيا

السخانات هي أحد عناصر نظام التدفئة ، وهي مصممة لنقل الحرارة من المبرد إلى الهواء إلى الهياكل المحيطة بالمباني المخدومة.

عادة ما يتم طرح عدد من المتطلبات لأجهزة التدفئة ، والتي على أساسها يمكن للمرء أن يحكم على درجة الكمال وإجراء المقارنات.

· صحية وصحية.يجب أن تحتوي أجهزة التدفئة ، إذا أمكن ، على درجة حرارة مبيت أقل أصغر مساحةسطح أفقي لتقليل رواسب الغبار ، للسماح بإزالة الغبار من الهيكل وإحاطة أسطح الغرفة من حولهم.

· اقتصادي.يجب أن تتمتع أجهزة التدفئة بأقل تكلفة مخفضة لتصنيعها وتركيبها وتشغيلها وأيضًا بأقل استهلاك للمعادن.

· الهندسة المعمارية والبناء.يجب أن يتوافق مظهر السخان مع الجزء الداخلي للغرفة ، ويجب أن يكون الحجم الذي تشغله هم الأصغر ، أي يجب أن يكون حجمها لكل وحدة تدفق حراري هو الأصغر.

· الإنتاج والتركيب.يجب ضمان الميكنة القصوى للعمل في إنتاج وتركيب أجهزة التدفئة. أجهزة التدفئة. يجب أن تتمتع أجهزة التدفئة بقوة ميكانيكية كافية.

· التشغيل.يجب أن تضمن أجهزة التسخين إمكانية التحكم في نقل الحرارة الخاصة بها وأن توفر مقاومة للحرارة ومقاومة للماء عند أقصى ضغط هيدروستاتيكي مسموح به داخل الجهاز في ظل ظروف التشغيل.

· التقنية الحرارية.يجب أن توفر أجهزة التدفئة أعلى كثافة لتدفق حراري محدد لكل وحدة مساحة (W / m).

أنظمة تسخين المياه

نظام التدفئة الأكثر شيوعًا في روسيا هو ماء. في هذه الحالة ، يتم نقل الحرارة إلى الغرف بالماء الساخن الموجود في أجهزة التدفئة. الطريقة الأكثر شيوعا هي تسخين المياهمع دوران الماء الطبيعي. المبدأ بسيط: يتحرك الماء بسبب الاختلافات في درجة الحرارة والكثافة. يرتفع الماء الساخن الخفيف من غلاية التسخين إلى أعلى. التبريد تدريجيا في خط الأنابيب و أجهزة التدفئة، يزداد ثقلًا ويميل إلى النزول إلى المرجل. الميزة الرئيسية لمثل هذا النظام هي الاستقلال عن مصدر الطاقة والتثبيت البسيط إلى حد ما. يتعامل العديد من الحرفيين الروس مع تركيبه بأنفسهم. بالإضافة إلى ذلك ، فإن ضغط الدورة الدموية الصغير يجعلها آمنة. ولكن لكي يعمل النظام ، يلزم وجود أنابيب بقطر متزايد. في الوقت نفسه ، فإن تقليل تبديد الحرارة ، والمدى المحدود والوقت الكبير اللازم لبدء التشغيل ، يجعلها غير كاملة ومناسبة فقط للمنازل الصغيرة.

دوائر تسخين أكثر حداثة وموثوقية مع دوران قسري. هنا يتم تشغيل الماء من خلال العمل مضخة الدورة الدموية. يتم تثبيته على خط الأنابيب لتزويد مولد الحرارة بالمياه ويضبط معدل التدفق.

بدء التشغيل السريع للنظام ، ونتيجة لذلك ، فإن التسخين السريع للمباني هو ميزة نظام الضخ. تشمل العيوب أنه عند إيقاف تشغيل الطاقة ، فإنها لا تعمل. وهذا يمكن أن يؤدي إلى تجميد وخفض ضغط النظام. جوهر نظام تسخين المياه هو مصدر إمداد الحرارة ، ومولد الحرارة. هو الذي يخلق الطاقة التي توفر الحرارة. مثل هذا القلب - غلايات على أنواع مختلفة من الوقود. أشهر غلايات الغاز. خيار آخر هو غلاية وقود الديزل. تقارن الغلايات الكهربائية بشكل إيجابي مع عدم وجود لهب مكشوف ونواتج احتراق. ليس من السهل استخدام غلايات الوقود الصلب بسبب الحاجة إلى الحرق المتكرر. للقيام بذلك ، من الضروري وجود عشرات الأمتار المكعبة من الوقود ومساحة لتخزينه. وأضف هنا تكاليف العمالة الخاصة بالتحميل والحصاد! بالإضافة إلى ذلك ، يكون وضع نقل الحرارة في غلاية الوقود الصلب دوريًا ، وتتقلب درجة حرارة الهواء في الغرف المُدفأة بشكل ملحوظ خلال النهار. مكان لتخزين إمدادات الوقود ضروري أيضًا للغلايات التي تعمل بالزيت.

مشعات الألمنيوم ، ثنائية المعدن والصلب

قبل اختيار أي جهاز تسخين ، من الضروري الانتباه إلى المؤشرات التي يجب أن يفي بها الجهاز: نقل حرارة مرتفع ، ووزن منخفض ، وتصميم حديث ، سعة صغيرة، وزن خفيف. أكثر الشخصيات الرئيسيهالسخان - نقل الحرارة ، أي كمية الحرارة التي يجب أن تكون في ساعة واحدة لكل متر مربع من سطح التسخين. يعتبر أفضل جهاز هو الجهاز الذي يحتوي على أعلى مؤشر. يعتمد انتقال الحرارة على عدة عوامل: وسيط نقل الحرارة ، وتصميم جهاز التسخين ، وطريقة التثبيت ، ولون الطلاء ، وسرعة حركة الماء ، وسرعة غسل الجهاز بالهواء. جميع أجهزة نظام تسخين المياه مقسمة حسب التصميم إلى ألواح ، مقطعية ، مسخنات بالحمل الحراري وألمنيوم عمودي أو مشعات فولاذية.

أجهزة تسخين الألواح

مصنعة من الفولاذ المدلفن على البارد عالي الجودة. تتكون من لوح أو لوحين أو ثلاثة ألواح مسطحة ، يوجد بداخلها مبرد ، كما أن لها أسطح مضلعة تسخن من الألواح. يحدث تسخين الغرفة بشكل أسرع من استخدام مشعات مقطعية. مشعات تسخين المياه باللوحة أعلاه متوفرة بوصلة جانبية أو سفلية. يتم استخدام الاتصال الجانبي عند استبدال المبرد القديم بوصلة جانبية أو إذا كان المظهر غير الجمالي قليلاً للرادياتير لا يتداخل مع الجزء الداخلي للغرفة.