Loji kuasa berasaskan pam haba. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Sumber tenaga alternatif

 Komen artikel

Pengenalan

Bekalan haba di Rusia, dengan musim sejuk yang panjang dan agak teruk, memerlukan kos bahan api yang sangat tinggi, yang hampir 2 kali lebih tinggi daripada kos bekalan elektrik. Kelemahan utama sumber tradisional bekalan haba adalah kecekapan tenaga yang rendah (terutamanya di rumah dandang kecil), kecekapan ekonomi dan alam sekitar (bekalan haba tradisional adalah salah satu sumber utama pencemaran di bandar-bandar besar). Di samping itu, tarif pengangkutan yang tinggi untuk penghantaran pembawa tenaga memburukkan lagi faktor negatif yang wujud dalam bekalan haba tradisional.

Adalah mustahil untuk tidak mengambil kira kelemahan termodinamik yang serius seperti kecekapan exergy yang rendah menggunakan tenaga kimia bahan api untuk sistem bekalan haba, yang dalam sistem pemanasan adalah 6-10%.

Kos yang sangat tinggi untuk rangkaian haba, yang mungkin merupakan elemen yang paling tidak boleh dipercayai dalam sistem pemanasan daerah. Kadar kemalangan khusus untuk saluran paip dengan diameter 1400 mm adalah satu kemalangan setahun setiap 1 km panjang, dan untuk paip diameter yang lebih kecil - kira-kira enam kemalangan. Memandangkan jumlah panjang rangkaian pemanasan di Rusia adalah 650 ribu km, dan 300 ribu km perlu diganti sepenuhnya, menjadi jelas bahawa pembinaan dan penyelenggaraan rangkaian pemanasan dalam keadaan kerja memerlukan kos yang sepadan dengan kos loji kuasa haba atau rumah dandang daerah.

Semua faktor negatif yang disenaraikan bagi bekalan haba tradisional memerlukan penggunaan intensif kaedah bukan tradisional.

Salah satu kaedah ini ialah penggunaan berfaedah haba semula jadi suhu rendah (5-30°C) terbuang atau haba buangan industri untuk bekalan haba menggunakan pam haba.

Pam haba, disebabkan oleh fakta bahawa mereka terhindar daripada kebanyakan kelemahan yang disenaraikan dalam pemanasan daerah, telah menemui aplikasi yang meluas di luar negara, jika pada tahun 1980 terdapat kira-kira 3 juta pemasangan pam haba di Amerika Syarikat, 0,5 juta di Jepun, 0,15 di Barat Eropah, 1993 juta, kemudian pada tahun 12 jumlah operasi pemasangan pam haba (HPU) di negara maju melebihi 1 juta, dan pengeluaran tahunan adalah lebih daripada 2020 juta. Pengeluaran besar-besaran pam haba telah ditubuhkan di hampir semua negara maju. Menurut ramalan Jawatankuasa Tenaga Dunia, menjelang 75 di negara maju bahagian pemanasan dan bekalan air panas dengan bantuan pam haba akan menjadi XNUMX%.

Penamaan asas, indeks dan singkatan

Notasi kuantiti

• c - kapasiti haba, kJ / (kg? K);
• d ialah kandungan lembapan wap air di udara, kg/kg;
• G - aliran jisim, kg/s;
• H - penurunan haba, J/kg, kJ/kg;
• h - entalpi, J/kg, kJ/kg;
• p - tekanan, Pa, kPa;
• n - kelajuan, 1/c;
• N - kuasa, W, kW, MW;
• q - penggunaan haba tentu, J/J, kJ/kJ;
• Q - jumlah haba, W, kW, MW;
• s - entropi, J/(kg K), J/(kg K);
• t - suhu, °C;
• T - suhu, K;
• v - isipadu tertentu, m3/kg;
• x ialah tahap kekeringan wap;
• h - kecekapan;
• h m - kecekapan mekanikal;
• p ialah tahap peningkatan (penurunan) dalam tekanan;
• s ialah faktor pemuliharaan tekanan.

Indeks

• ke udara;
• vd - air;
• vl - basah;
• vn - dalaman;
• hingga - akhir;
• cond - pemeluwapan;
• p - stim;
• cm - campuran;
• cf - sederhana;
• kering - kering;
• p - dikira;
• s - ketepuan;
• i - dalaman;
• 0 - permulaan; penyelesaian; nominal;
• g - cecair.

Singkatan

• Kecekapan - faktor kecekapan;
• HPP - unit pam haba.

Prinsip pengendalian pam haba

Prinsip operasi pam haba berikutan daripada karya Carnot dan penerangan tentang kitaran Carnot, yang diterbitkan dalam disertasinya pada tahun 1824. Sistem pam haba praktikal telah dicadangkan oleh William Thomson (Lord Kelvin) pada tahun 1852. tujuan pemanasan. Dalam mewajarkan cadangannya, walaupun begitu, Thomson menegaskan bahawa sumber tenaga yang terhad tidak akan membenarkan pembakaran berterusan bahan api dalam relau untuk pemanasan dan bahawa pengganda habanya akan menggunakan lebih sedikit bahan api daripada relau konvensional. Pam haba (HP) yang dicadangkan Thomson menggunakan udara sebagai bendalir kerja. Udara ambien disedut ke dalam silinder, mengembang apabila ia disejukkan, dan kemudian melalui penukar haba, di mana ia dipanaskan oleh udara luar. Selepas dimampatkan kepada tekanan atmosfera, udara dari silinder memasuki bilik yang dipanaskan, dipanaskan ke suhu melebihi ambien. Malah, mesin serupa telah dilaksanakan di Switzerland. Thomson menyatakan bahawa HPnya mampu menghasilkan haba yang diperlukan menggunakan hanya 3% daripada tenaga yang digunakan untuk pemanasan.

Pemasangan pam haba terus dibangunkan hanya pada 20-an dan 30-an abad ke-20, apabila pemasangan pertama yang direka untuk pemanasan dan bekalan air panas menggunakan haba udara sekeliling dicipta di England. Selepas itu, kerja bermula di Amerika Syarikat, yang membawa kepada penciptaan beberapa kilang demonstrasi.

Loji pam haba besar pertama di Eropah telah mula beroperasi di Zurich pada 1938-1939. Ia menggunakan haba air sungai, pemampat berputar dan penyejuk. Ia menyediakan pemanasan dewan bandar dengan air pada suhu 60 C pada kuasa 175 kW. Terdapat sistem penyimpanan haba dengan pemanas elektrik untuk menampung beban puncak. Semasa bulan-bulan musim panas, unit ini berfungsi untuk penyejukan. Dalam tempoh 1939 hingga 1945, 9 lagi pemasangan sedemikian telah diwujudkan untuk mengurangkan penggunaan arang batu di negara ini. Sebahagian daripada mereka telah berjaya beroperasi selama lebih daripada 30 tahun.

Jadi, pada tahun 1824, Carnot mula-mula menggunakan kitaran termodinamik untuk menerangkan proses, dan kitaran ini kekal sebagai asas asas untuk membandingkan dengannya dan menilai kecekapan HP. Pam haba boleh dianggap sebagai enjin haba terbalik. Enjin haba menerima haba (Rajah 1.1.1) daripada sumber suhu tinggi dan membuangnya pada suhu rendah, memberikan kerja yang berguna. Pam haba memerlukan kerja untuk menjana haba pada suhu rendah dan menghantarnya pada suhu yang lebih tinggi.

Rajah.1.1.1. Gambarajah termodinamik pam haba dan enjin haba. 1 - pam haba; 2 - enjin haba.

Ia boleh ditunjukkan bahawa jika kedua-dua mesin ini boleh diterbalikkan (iaitu, proses termodinamik tidak mengandungi haba atau kehilangan kerja), maka terdapat had terhingga untuk kecekapan setiap daripada mereka, dan dalam kedua-dua kes ini ialah nisbah Qн/ W. Jika ini tidak begitu, maka adalah mungkin untuk membina mesin gerakan kekal hanya dengan menyambungkan satu mesin ke mesin yang lain. Hanya dalam kes enjin haba, nisbah ini ditulis dalam bentuk W/Qn dan dipanggil kecekapan terma, manakala bagi pam haba ia kekal dalam bentuk Qn/W dan dipanggil pekali penukaran haba (Kt).

Jika kita mengandaikan bahawa haba dibekalkan secara isoterma pada suhu TL dan dikeluarkan secara isoterma pada suhu TH, dan mampatan dan pengembangan dilakukan pada entropi malar (Rajah 1.1.2), kerja dibekalkan daripada enjin luaran, maka pekali penukaran untuk kitaran Carnot akan kelihatan seperti: Кт = TL /( TN - TL ) + 1 = TN / ( TN - TL )

Rajah 1.1.2

Oleh itu, tiada pam haba boleh mempunyai prestasi yang lebih baik, dan semua kitaran praktikal hanya menyedari keinginan untuk mendekati had ini sedekat mungkin.

Klasifikasi pam haba

Pada masa ini, sebilangan besar pemasangan pam haba telah dibuat dan sedang dikendalikan, berbeza dalam skema terma, cecair kerja dan peralatan yang digunakan. Mengikut penetapan pelbagai kelas pemasangan, dalam sumber sastera yang diketahui oleh kami, tidak ada pendapat yang mapan, terdapat pelbagai sebutan dan istilah.

Dalam hal ini, klasifikasi pemasangan adalah sangat penting, yang memungkinkan untuk mempertimbangkan sifat mereka sesuai dengan satu atau kumpulan lain. Semua jenis pemasangan pam haba boleh dikelaskan mengikut beberapa ciri yang serupa. Setiap daripada mereka mencerminkan hanya satu ciri ciri pemasangan, oleh itu, dalam definisi pemasangan pam haba, mungkin terdapat dua atau lebih ciri.

Klasifikasi pemasangan pam haba hendaklah dijalankan terutamanya mengikut kitaran operasinya. Terdapat beberapa jenis utama pam haba:

• pam haba pemampat udara;
• pam haba dengan mampatan wap mekanikal (kitaran mampatan wap);
• pam haba penyerapan;
• pam haba berdasarkan penggunaan kesan Peringkat;
• pam haba berdasarkan penggunaan kitaran Rankine berganda;
• pam haba yang beroperasi pada kitaran Stirling;
• pam haba yang beroperasi pada kitaran Brayton;
• pam haba termoelektrik.
• - sel bahan api terbalik;
• pam haba menggunakan haba gabungan;
• pam haba menggunakan kesan mekanokimia;
• pam haba menggunakan kesan magnetocaloric.

Semua pam haba, mengikut prinsip interaksi badan kerja, boleh digabungkan menjadi dua kumpulan utama: 1) kitaran terbuka, di mana badan kerja diambil dan dilepaskan ke persekitaran luaran; 2) kitaran tertutup, di mana bendalir kerja bergerak sepanjang litar tertutup, berinteraksi dengan sumber dan pengguna haba hanya melalui pertukaran haba dalam radas jenis permukaan.

Terdapat HPI satu dan dua peringkat dan lata, serta HPI dengan sambungan bersiri pembawa haba yang dipanaskan dan disejukkan dengan pergerakan arus balasnya.

Dengan pelantikan: pegun dan mudah alih, untuk pengumpulan tenaga haba dan pengangkutannya dan pelupusan sisa haba.

Mengikut prestasi: besar, sederhana, kecil.

Mengikut rejim suhu: suhu tinggi, suhu sederhana dan suhu rendah.

Mengikut mod operasi: pegun, tidak pegun, berterusan atau kitaran, tidak pegun dengan penumpuk tenaga haba.

Mengikut jenis penyejuk: udara, ammonia, freon, pada campuran penyejuk.

Mengikut jenis tenaga yang digunakan: didorong oleh motor elektrik atau turbin gas atau turbin gas, beroperasi pada sumber tenaga sekunder, dsb.

Lihat artikel lain bahagian Sumber tenaga alternatif.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib Ombak atmosfera yang besar harus dipersalahkan untuk bencana cuaca 12.03.2013 Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, planet ini telah mengalami peristiwa cuaca ekstrem yang berlaku di rantau tertentu. Peristiwa dahsyat seperti itu ialah banjir yang tidak pernah berlaku sebelum ini di Pakistan pada 2010, serta gelombang panas di Rusia pada 2011 dan Amerika Syarikat pada 2011. Menurut saintis dari Institut Penyelidikan Kesan Iklim (PIK) Potsdam, kejadian individu ini mempunyai punca fizikal yang sama - tingkah laku gelombang atmosfera gergasi. Ternyata, perubahan iklim berteknologi sentiasa mengganggu aliran aliran atmosfera di sekitar Hemisfera Utara. "Pergerakan udara global di latitud pertengahan Bumi biasanya berbentuk gelombang yang bergerak antara kawasan tropika dan kutub," jelas pengarang utama Vladimir Petukhov. "Oleh itu, ombak ini boleh mengepam udara panas keluar dari kawasan tropika di Eropah, Rusia, dan Amerika Syarikat, atau sebaliknya.” udara sejuk dari kutub. Para saintis telah mendapati bahawa semasa beberapa kejadian cuaca ekstrem baru-baru ini, gelombang atmosfera hampir membeku di tempatnya selama beberapa minggu. Oleh itu, bukannya kedatangan udara sejuk, haba dikekalkan untuk masa yang lama. Malah, terdapat peningkatan dalam fenomena iklim yang biasanya lemah dan berubah-ubah. Walau bagaimanapun, masa adalah penting: haba 30 darjah Celcius selama 30 hari tidak akan menyebabkan banyak kerosakan, tetapi musim kemarau yang panjang membawa kesan negatif kepada bandar dan pertanian. Kini jelas bahawa perubahan iklim yang disebabkan oleh pelepasan gas rumah hijau daripada pembakaran bahan api fosil tidak bermakna pemanasan global yang seragam. Penurunan perbezaan suhu antara Artik dan, sebagai contoh, Eropah membawa kepada perubahan dalam tingkah laku aliran atmosfera - mereka jatuh ke dalam sejenis perangkap.

Berita menarik lain:

▪ Telefon pintar modular Puzzlephone

▪ Robot itu memberi tenaga kepada kapal angkasa

▪ Penderia foto HSDL-9001

▪ Lampu graviti berfungsi tanpa sesalur kuasa

▪ Nota Tegra

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Bahan rujukan. Pemilihan artikel

▪ artikel Ekonomi firma. Nota kuliah

▪ artikel Ahli matematik manakah yang mempelajari asas sains daripada kertas dinding di dalam bilik? Jawapan terperinci

▪ artikel juruelektrik auto. Deskripsi kerja

▪ artikel Suis lampu automatik. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Bekalan kuasa pensuisan yang ekonomik, 220/2x25 volt 3,5 ampere. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web

www.diagram.com.ua
2000-2024