Библиографическое описание:

Тулемедов Ш. Д. Разработка и исследование автономных cистем тепло- и хладоснабжения с использованием вихревых установок // Молодой ученый. — 2011. — №4. Т.1. — С. 63-66.

В соответствии с тенденциями развития градостроительства в Туркменистане все большее внимание уделяется использованию автономных систем отопления, охлаждения и горячего водоснабжения зданий промышленного и гражданского назначения. В связи с этим переход от традиционных централизованных систем должен обеспечивать использование наиболее перспективных тепло- и холодопроизводящих устройств, которые могли бы осуществлять комбинированную выработку тепла и холода при соблюдении необходимых экологических требований.

Одним из возможных вариантов для производства тепла и холода является применение вихревых установок. К их достоинствам следует отнести возможность одновременной выработки тепла и холода, компактность, высокую надежность, длительный срок эксплуатации и полную экологическую безопасность. Использование вихревых установок значительно упрощает и удешевляет систему разводки тепло- и хладоносителя внутри помещений.

В настоящее время в этих целях нашли применение различные типы установок и устройств, работающих от разных источников энергии. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками и может быть применим в зависимости от условий эксплуатации. Как правило, они носят однофункциональный характер и применимы для отопления или охлаждения. Существует целый ряд электрических устройств, которые могут работать в режимах отопления и кондиционирования. Их применение связано с большими затратами, так как они являются предметом импорта и не производятся в Туркменистане.

Одним из возможных вариантов для производства тепла и холода является применение вихревых установок, которые до настоящего времени не нашли широкого применения в традиционных системах отопления и охлаждения зданий. К их достоинствам следует отнести возможность одновременной выработки тепла и холода, компактность, высокую надежность, длительный срок эксплуатации и полную экологическую безопасность. Использование вихревых установок значительно упрощает и удешевляет систему разводки тепло- и хладоносителя внутри помещений.

Вихревая установка работает по вихревому эффекту Ранка, основанному на температурном разделении воздушного потока на холодный и горячий потоки. Для обеспечения ее работы необходим источник сжатого воздуха. Конструктивно вихревая установка состоит из неподвижных деталей, что обеспечивает возможность безаварийной работы при длительной эксплуатации.

В данной работе проведены анализ, исследования и разработки по использованию вихревых установок в автономных комбинированных системах отопления и кондиционирования зданий. При оптимизации систем учитываются назначение зданий и сооружений, их схемные решения, условия совместной работы с генератором сжатого воздуха, утилизация сбросного тепла для горячего водоснабжения. Параллельно решены вопросы по использованию вихревой установки в целях создания отрицательных температур в холодильной камере для хранения пищевых продуктов.

В качестве нового подхода к решению разрабатываемой проблемы и основных результатов, выносимых на защиту, можно выделить следующие положения:

  • принципиальные схемы систем кондиционирования и отопления автономных потребителей с использованием вихревых установок;

  • методика теплотехнического расчета систем кондиционирования и отопления с использованием вихревых установок;

  • опытная вихревая установка для кондиционирования и отопления;

  • холодильная камера для хранения пищевых продуктов;

  • результаты экспериментальных исследований вихревой установки;

  • практические рекомендации по использованию на объектах нефтегазовой промышленности комбинированной системы для кондиционирования, отопления, устройства холодильной камеры и горячего водоснабжения на основе вихревой установки.

Рассмотрим принципиальную схему системы кондиционирования и отопления с использованием вихревых труб при отборе сжатого воздуха от компрессорной установки (рис.1). Сжатый воздух после компрессора 3, пройдя теплообменник 4 и охлаждаясь, по линии 5 подается в вихревые трубки 2, где осуществляется процесс его охлаждения до заданной температуры. Охлажденный воздух распределяется по всем помещениям, обеспечивая тем самым комфортные условия в летний период. В зимний период после соответствующей настройки вихревых труб осуществляется отопление помещений. Для регенерации тепла после сжатия воздуха через теплообменник 4 прокачивается вода, которая после нагрева может быть использована для горячего водоснабжения. Таким же образом осуществляется отбор тепла при охлаждении корпуса вихревых труб.
















Рис. 1. Принципиальная схема системы кондиционирования и отопления при отборе сжатого воздуха от компрессорной установки

  1. объект; 2- вихревые трубки; 3- компрессорная установка; 4- теплообменник; 5- линия подачи сжатого воздуха; 6- линия подачи нагретой воды.

На рис.2. приведена принципиальная схема системы кондиционирования и отопления при отборе сжатого воздуха от газотурбинной установки. Эта система предназначена для использования в местах, где снабжение электроэнергией затруднительно. Газотурбинная установка может функционировать на природном газе для обеспечения работы воздушного компрессора. Сжатый в компрессоре 4 воздух по линии 6 через вихревые трубки 2 поступает в объект 1, где используется для кондиционирования. После компрессора установлен теплообменник 5, в котором вода, отбирая тепло у сжатого воздуха, нагревается. Проходя через второй теплообменник 5 подаваемая вода за счет тепла выходящих газов в ГТУ повышает свою температуру и по линии 7 поступает в объект, где может быть использована для отопления или бытовых целей.


Врезка1



















Рис. 2. Принципиальная схема системы кондиционирования и отопления при отборе сжатого воздуха от газотурбинной установки.
  1. объект; 2- вихревые трубки; 3- газотурбинная установка; 4-компрессор; 5- теплообменник; 6- линия подачи сжатого воздуха; 7- линия подачи нагретой воды.

На рис.3 показана принципиальная схема системы тепло- и хладоснабжения с использованием вихревой установки применительно к объектам нефтегазового комплекса. Сжатый воздух поступает в воздушный фильтр 3, где очищается от механических примесей и влаги. Между источником сжатого воздуха 1 и воздушным фильтром 3 находится теплообменник 2, в которой вода отбирает тепло у сжатого воздуха и по линии 10 через аккумулятор горячей воды 7 поступает в помещение 5, где используется для бытовых целей. После воздушного фильтра 3 сжатый воздух поступает в вихревую установку 4, где происходит разделение воздуха на горячий и холодный потоки. По линии 8 горячий воздух поступает в аккумулятор. Холодный поток по линии 9 поступает в холодильную камеру 6.










Рис. 3. Принципиальная схема системы тепло- и хладоснабжения автономного объекта с
использованием вихревой установки.

1- источник сжатого воздуха; 2- теплообменник; 3- воздушный фильтр; 4- вихревая установка; 5- здание; 6- холодильная камера; 7- аккумулятор горячей воды; 8- линия подачи горячего воздуха; 9- линия подачи холодного воздуха; 10- линия подачи нагретой воды для бытовых целей.


Литература:

  1. Мартынов А.В., Бродянский В.М. Что такое вихревая труба? – М.: Энергия, 1976.

  2. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник Под общ. ред. В. А. Григорьева, В. М. Зорина – 2-е изд., перераб. – М.­­: Энергоатоатомиздат, 1991.

  3. Байрамов Р.Б., Ушакова А.Д. Системы солнечного теплохладоснабжения в энергетическом балансе южных районов страны. – А.: Ылым, 1987.

  4. А.П.Меркулов Вихревой эффект и его применение в технике. – М.: Изд. Машиностроение., 1969.

Основные термины (генерируются автоматически): сжатого воздуха, вихревых установок, линия подачи, использованием вихревых установок, применение вихревых установок, Использование вихревых установок, горячего водоснабжения, подачи сжатого воздуха, вихревые трубки, отборе сжатого воздуха, линия подачи сжатого, источник сжатого воздуха, вихревых труб, вихревая установка, одновременной выработки тепла, вихревой установки, возможность одновременной выработки, длительный срок эксплуатации, использованию вихревых установок, солнечных опреснительных установках.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос