Здравствуйте уважаемая комиссия и выпускники! Я хочу представить вашему вниманию свой дипломный проект на тему «Замена электрической системы отопления на систему отопления с использованием ТНУ от возобновляемых источников энергии».
Одними из приоритетных направлений программы президента об энергосбережении являются экономия топлива и использование альтернативных источников энергии, таких как ветер, солнце, грунтовые воды, энергия почв.
Сложности с поставками топлива в Восточно-Казахстанскую область, сильное загрязнение окружающей среды, недостаточная экономическая эффективность существующих источников теплоты ведут к активному внедрению энергосберегающих технологий, развитию альтернативных источников снабжения теплом. Одним из таких альтернативных источников энергии, нашедшим широкое применение в промышленно развитых странах мира на рубеже XX-XXI веков, являются тепловые насосы.
В данном проекте я предлагаю применять в качестве низкопотенциального источника теплоты – геотермальную минеральную воду с температурой 430С.
Санаторий "Рахмановские ключи" расположен в Казахстане, в восточной части Больше-Нарымского района в 155 километрах к северо-востоку от поселка Катон-Карагай. Отопление всех помещений в настоящее время производится от котлов, работающих на электричестве и мазуте. В работе рассмотрена экономическая целесообразность применения тепловой насосной установки (ТНУ). Для этого в техническом помещении лечебного корпуса предусматриваются 2 тепловых насоса. В то же время, геотермальная вода, выходящая из земли с температурой 43 0С круглосуточно сбрасывается в озеро.
Термоминеральные воды поступают в ванны непосредственно из недр земли, не подогреваются и тем самым сохраняют свои природные качества. В этом заключается их исключительная ценность и высокая эффективность при лечении ряда заболеваний (болезней суставов, нервной системы, органов кровообращения, последствий воспалительных процессов в брюшной полости, кожных, гинекологических, урологических и профессиональных).
Рахмановские ключи являются и историческим объектом в качестве памятника буддизма.
В данный момент геотермальную воду в санатории используют только для лечения, но большая часть воды сбрасывается в озеро и не применяется. Глупо не обращать внимания на то, что ежедневно теряется теплота, природная теплота, которую с большим успехом можно было бы использовать, не причиняя вреда экологии, экономя невозобновляемые источники энергии. Стоимость путевки на Рахмановские ключи можно было бы существенно снизить (в два-три раза), используя для отопления лечебных корпусов ТНУ.
ТНУ работает по прямому циклу Карно, состоящему из двух изотермических и двух адиабатных процессов. На чертеже 3 принцип работы ТНУ показано: ТНУ состоит из трех контуров – первый контур: вода источника низкопотенциальной теплоты; второй контур: замкнутый, по которому циркулирует рабочее тело (фреон); третий контур: система отопления лечебного корпуса. В испарителе происходит ТО между геотермальной водой и жидким фреоном, который закипает при низких температурах; т.о. фреон становится газообразным и поступает в компрессор, где сжимается до более высокого давления. Далее фреон движется в конденсатор, где происходит ТО между фреоном и водой системы отопления. После конденсатора фреон попадает в расширительный клапан (детандер), затем жидкий фреон снова попадает в испаритель. ТНУ является экологически чистой установкой, т.к. отсутствуют источники загрязнения. ТНУ – экономически выгодная установка, потребляя 1 кВт электричества тепловой насос вырабатывает 3 кВт тепла.
В разделе Экологичность и безопасность проекта рассмотрена техника безопасности при работе с ТНУ как с электроустановками, т.к. при эксплуатации ТНУ кроме нормальных рабочих токов в электросети могут возникать и крайне нежелательные токи, такие как ток короткого замыкания, ток перегрузки и ток утечки. Результатом этих нежелательных токов являются выход из строя оборудования, поражение людей электрическим током и пожары. Именно на прерывание этих нежелательных токов и направлено действие различных защитных приборов, обеспечивающих электробезопасность объекта. Защитными приборами являются: автоматические выключатели, устройства защитного отключения. Также посчитано защитное заземление. Рассмотрено воздействие хладагентов на организм человека.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТНУ В МИРЕ
Так, в Швеции 50 % отапливаемых площадей обеспечивают ТНУ, а в ее столице, Стокгольме, 12 % всего отопления города обеспечивается тепловыми насосами общей мощностью 320 МВт, использующими как источник теплоты Балтийское море с температурой воды +8 С. В Японии ежегодно производится около 3 млн. тепловых насосов различной мощности, в США эта цифра составляет около 2 млн. тепловых насосов, a по прогнозам Мирового Энергетического Комитета к 2020 году доля THУ теплоснабжении составит 75%. В Германии предусмотрена дотация государства на установку тепловых насосов в размере 400 марок на каждый кВт установленной мощности. В странах СНГ внедрение ТНУ находится на начальной стадии, так, например, в России работает всего свыше 100 ТНУ.
По прогнозам Мирового Энергетического Комитета в 2020 году в мире доля HP в теплоснабжении составит 75%.
В Казахстане ТНУ установлены в г. Павлодаре, в г. Усть-Каменогорске – в здании ВКГТУ технопарк «Алтай», на предприятии «Казцинк», в жилом доме в поселке Мирный; также проектируется ТНУ в г. Астана.
