Использование альтернативной энергии (тепловой насос)

Пленочный испаритель BUCO используется в качестве испарителя центральной системы теплового насоса в рамках проекта по утилизации тепла из технологического процесса

Невозможно представить себе современную инфраструктуру без сетей централизованного теплоснабжения. В настоящее время около 90 % сетей централизованного теплоснабжения работают на отборе тепла от угольных или газовых электростанций, где источником тепла является сжигание ископаемого топлива.

В отличие от этого, использование морской, озерной или речной воды в качестве источника тепла в процессе работы теплового насоса является более ресурсосберегающим и устойчивым. При работе теплового насоса на рекуперативной электроэнергии можно получать значительное устойчивое количество тепла. Теплообменники с падающей пленкой, изготовленные из теплообменных панелей, с успехом используются во всем мире для работы тепловых насосов. Падающий пленочный теплообменник служит очень энергоэффективным испарителем, в котором хладагент испаряется в различных режимах работы (затопленное испарение и сухое расширение).

Наши пленочные испарители BUCO помогут вам сэкономить энергию, например, при базовом снабжении населенных пунктов. Растущие цены на энергию вынуждают муниципалитеты использовать альтернативные виды энергии. В этом случае наши Пленочные испарители BUCO в качестве теплообменника предлагают непревзойденную альтернативу. Вода берется из близлежащих океанов, рек или озер в качестве резервуара для тепла с помощью погружных насосов и проходит через наш Пленочный испаритель BUCO. Здесь пленочный испаритель BUCO выступает в качестве теплообменника для центральной системы тепловых насосов. Клиенты и консультанты по технологическим процессам высоко оценивают использование Пленочного испарителя BUCO благодаря гибкости теплообмена при различных объемных потоках и температурах, надежности (отсутствие разрушения при обледенении), простоте очистки открытой системы и низкому уровню контроля.

Применение в тепловых насосах

Падающий пленочный теплообменник в качестве испарителя поглощает тепловой поток Qu из окружающей среды, например, путем охлаждения больших объемных потоков морской или солоноватой воды, и таким образом испаряет рабочую жидкость (зеленый аммиак, CO2, R1234ze и т.д.) теплового насоса. Использование падающей пленки в качестве испарителя в контуре теплового насоса для тепловых сетей с природным ресурсом воды имеет следующие основные преимущества по сравнению с другими конструкциями теплообменников.

На этом изображении представлен график процесса работы теплового насоса, иллюстрирующий передачу энергии.
Процесс работы теплового насоса

Какой вид возобновляемой энергии мне подходит? Тепловые насосы как пример использования

Основное снабжение жилых комплексов осуществляется за счет тепловой и электрической энергии через солнечные системы. В холодное время года самообеспечение поселенцев теплом дополняется центральным предложением, а местное теплоснабжение - каскадом тепловых насосов. Вода берется из близлежащих рек или озер в качестве резервуара тепла с помощью погружных насосов и проходит через наши пленочные испарители, полностью изготовленные из нержавеющей стали.

Тепловая энергия в зданиях потребляется через центральные тепловые пункты, обычно расположенные в подвале здания. Подстанция получает тепловую энергию и распределяет ее внутри здания в соответствии с температурой и управлением, установленными на подстанции. В центральном тепловом пункте владелец здания имеет возможность устанавливать внутреннюю температуру в помещениях и другие необходимые параметры. Установленный в здании теплосчетчик определяет количество потребленной тепловой энергии.
Большинство потребителей подключены к системе дистанционного считывания, что позволяет еще более точно измерять потребление тепловой энергии. Система с постоянной связью с данными позволяет оперативно выявлять сбои, потери, утечки и полностью контролировать работу тепловой сети. Большинство клиентов постоянно инвестируют как в технологии, так и в обмен топлива, чтобы снизить зависимость от импорта ископаемого топлива. В среднем более двух третей производства тепла использует биомассу и отработанное тепло. Для удовлетворения пикового спроса эти потребители также используют природный газ, но имеют комплексный инвестиционный план по достижению углеродной нейтральности и отказу от использования ископаемого топлива в кратчайшие сроки.

Тепловые насосы способны заменить теплогенераторы, работающие на ископаемом топливе, такие как традиционные котлы, до определенного температурного порога в зависимости от типа используемого хладагента. Тепловой насос работает по аналогичному циклу, что и холодильная система, но при более высокой температуре и давлении. Благодаря исключительной энергоэффективности и использованию отработанного тепла тепловой насос, как правило, как минимум в три раза более экологичен, чем обычный котел внутреннего сгорания, даже если он работает только на электричестве, вырабатываемом на угле. Следовательно, он потребляет только одну треть первичной энергии. Помимо обширного опыта в области холодильной техники и аммиака в качестве хладагента, компания Heat Transfer Technology AG уже несколько лет активно работает в области тепловых насосов, и наш портфель тепловых насосов является одним из самых эффективных на рынке. Мы постоянно стремимся к его совершенствованию.

Являются ли системы теплопередачи правильным выбором для вас?

Зимой температура воды в озере или реке может опускаться до 5°C. Пленочные испарители выполняют здесь функцию испарителей центральной системы теплового насоса. Пленочный испаритель сконструирован таким образом, что при испарении из воды озера или реки извлекается кВт тепла. Вода охлаждается до 1°C и возвращается в реку. Следующие аспекты являются решающими при выборе этих пленочных испарителей в качестве испарителей для системы центрального теплового насоса:

  • Высокий коэффициент теплопередачи (k-value) благодаря волнистой структуре панелей-подушек.
  • Температура испарения может быть выбрана близкой к температуре воды на выходе, чтобы минимизировать поток потерь энергии в испарителе. Таким образом, достигаются высокие коэффициенты полезного действия теплового насоса.
  • Возможна мощность в несколько МВт на падающий теплообменник.
  • Тепловая энергия морской воды может использоваться вплоть до точки замерзания без риска обледенения, что позволяет извлекать из воды максимальную тепловую мощность.
  • Колебания температуры между летним и зимним периодами эксплуатации не представляют проблемы.
  • Обычно зимний режим работы является расчетным.
  • Благодаря открытой конструкции возможна полная очистка без каких-либо проблем, что гарантирует безотказную и долговечную работу системы.
  • Гибкость в отношении мощности тепловой нагрузки теплообменника, как в отношении температур, так и объемных потоков воды.
  • Высокая прочность систем (при экстремальных климатических условиях или условиях, далеких от проектных, агрегаты не будут разрушены, поскольку они не разрушаются, так как являются открытыми системами)
  • Хорошая очищаемость открытых поверхностей и распределительного желоба, даже при работе с водой
  • Низкие усилия по управлению этим тепловым насосом
  • Тепловой насос с низкой стоимостью за кВт/ч и минимальным использованием хладагента идеально подходит для использования возобновляемых источников энергии
  • Высокая эффективность при оптимальной теплопередаче, низкий перепад давления этих тепловых насосов
  • Легкий доступ к открытым системам этих тепловых насосов
  • Легко очищаемые тепловые насосы идеальны для использования возобновляемых источников энергии
  • Возможность очистки во время работы этих тепловых насосов
  • Низкая склонность к образованию нагара для этих тепловых насосов, идеальных для использования возобновляемых источников энергии
  • Отсутствие уплотнений в этом тепловом насосе
  • Отсутствие разрушения оборудования в случае образования льда в этом тепловом насосе
  • Простота управления этими тепловыми насосами
  • Тепловые насосы полностью изготовлены из нержавеющей стали, в том числе для соленой воды
  • Возможна специальная конструкция системы теплообменника этих тепловых насосов

 

Заключение

Экологически устойчивое централизованное теплоснабжение доступно потребителям в необходимом количестве и в нужное время. В современной системе централизованного теплоснабжения потребители могут быть спокойны, так как дома надежно снабжаются теплом и не нуждаются в дополнительных решениях по отоплению. Централизованное теплоснабжение обеспечивает высокую надежность поставок и безопасность использования. Кроме того, централизованное теплоснабжение играет важную роль в снижении углеродного следа от использования энергии.

Тепловая энергия, рекуперируемая в центральной теплонасосной системе (рекуперация тепла), используется для нагрева первичного контура местного теплоснабжения до 12 - 15 °C в потоке. Затем этот первичный контур питает децентрализованные теплонасосные системы в отдельных жилых комплексах, которые используются для производства горячей воды (до 45 °C) путем нагрева и бытовой горячей воды (60 °C). Существующие возобновляемые источники энергии используются для экономии энергии и затрат, которые в противном случае пришлось бы потратить в полном объеме.

Многолетний опыт компании Heat Transfer Technology AG в области падающих пленочных теплообменников и реализация применения теплового насоса вблизи города Киль в Германии с источником тепла - водой Балтийского моря - делают нас отличным поставщиком для поставки испарителя.