תחנות כוח המשתמשות במקורות אנרגיה בטמפרטורה נמוכה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

 הערות למאמר

מחליפי חום קרקע בבארות אנכיות היו בשימוש נרחב ב-10-15 השנים האחרונות כמקור חום בטמפרטורה נמוכה למערכות חימום ואספקת מים חמים באמצעות משאבות חום. מקור חום ידידותי לסביבה זה משמש לעתים קרובות למדי, למשל, בשוויץ, שם פועלים כיום כארבעת אלפים מתקנים כאלה.

המרכז האזורי של אלטאי לחיסכון באנרגיה לא מסורתית ערך מחקר על ההשפעה ההדדית של מחליף חום קרקע אנכי ומשאבת חום. יחידת משאבת החום האוטומטית ATNU-10 (נוזל עבודה - R22) נלקחה כבסיס, שפותחה על ידי AK "INSOLAR" במסגרת התוכנית המדעית והטכנית הממלכתית של רוסיה "אנרגיה נקייה לסביבה" ומיוצרת על ידי "ECOMASH" מפעל (סראטוב). המערכת כוללת גם מחליף חום קרקע אנכי בבאר בעומק של לא יותר מ-100 מ' (כפי שהוכיחו מחקרים הידרוגיאולוגיים, 67% מאוכלוסיית טריטוריית אלטאי מתגוררת בשטח שבו עומק האקוויפר הראשון קטן יותר. מ-30 מ'). ההנחה היא שטמפרטורת הקרקע הבסיסית היא 280 K, התואמת להערכת הטמפרטורה הממוצעת בעומק של יותר מ-5 מ' עבור התנאים של טריטוריית אלטאי.

מערכת הבקרה האוטומטית של משאבת החום מסוג ATNU מתוכננת בצורה כזו שהיא פועלת בתנאים אופטימליים עם ערך קבוע של שטף החום שנקבע על ידי שטף החום ממקור החום הראשוני, טמפרטורת הכניסה של מעגל הטמפרטורה הגבוהה ומהירות המסה של נושא החום של מעגל הטמפרטורה הגבוהה. אם עומס החום הנדרש יורד, יש לכבות את משאבת החום עד להחזרת הטמפרטורה שנקבעה. אם הספק של מחליף החום הקרקעי אינו מספיק כדי לכסות את הפסדי החום במעגל הטמפרטורה הגבוהה, יש להפעיל מקרוב שיא.

התוצאות הראו שהאנרגיה התרמית המופקת מהאדמה תלויה באופן ליניארי בלוגריתם של אורך העבודה של מחליף החום. בתנאים אלה (קצב סינון 10 מ' ליום), כדי לקבל 5-6 קילוואט של כוח תרמי מהאדמה, העומק הנדרש של מחליף החום יהיה 50-60 מ'. קצב הזרימה המינימלי במעגל החימום חייב להיות 0,3 ק"ג לשנייה (1 m3/h). בנפחים קטנים יותר תתחיל הצטברות חום במערכת וכפי שהוכיחו בדיקות בהתקנה בקנה מידה מלא הדבר יוביל לעלייה בטמפרטורה ובלחץ של פריאון, להידרדרות בפעולת המאייד ולירידה ב. הסרת חום במחליף החום הקרקע. ולמרות שבאותו הזמן הטמפרטורה של נוזל הקירור של מעגל הטמפרטורה הגבוהה עולה, היעילות של המעגל כולו, שנקבעת על ידי מקדם החימום, פוחתת.

באירופה מתגלה עניין רב בשימוש באדמה כמקור חום. העיצוב של המאייד מוצע בצורה של נחש צינורות בקוטר של כ-25 מ"מ, המונח בעומק קבוע על פני שטח של כמה מאות מטרים רבועים. על מנת להפחית את עלויות ההון, הצינורות ממוקמים קרוב לפני השטח ככל האפשר.

מחקר הקרקע כמקור חום שנערך באירופה הראה שזרימת החום למאייד מהאדמה היא 20-25 W/m, הערך המינימלי לאירופה הוא 10 W/m, המקסימום הוא 50-60 W/m .

העומק והמרווח האופטימלי של הצינורות הם 1,5 ו 2 מ', בהתאמה. במקרים מסוימים, עקב השפעה הדדית, הגבול של 2 מ' מורחב. ניתן למקם את הצינורות בעומק רדוד יותר, אך ניתן להפחית את ביצועי משאבת החום ב-5% עבור כל דרגת ירידה בטמפרטורת המאייד.

בנוסף לאפשרות אידוי ישיר של הקירור, ניתן להשתמש במוביל חום ביניים - תמלחת המסתובבת בצנרת באדמה ומפיצה חום לקירור במחליף חום מיוחד. טמפרטורת המלח הממוצעת בחורף היא -3 מעלות צלזיוס.

אם תכולת המים באדמה גבוהה, הביצועים עולים עקב העלייה במוליכות התרמית ומגע טוב עם הצינורות. ריכוז גדול של חצץ באדמה גורם להידרדרות בביצועים.

בדנמרק נשקלה האפשרות להשתמש בצינורות לא אופקיים אלא אנכיים, שיכולים לשמש לא רק בחימום, אלא גם בקירור המבנה בקיץ, כאשר משתמשים במשאבת חום הפיכה.

נתגלה גם פרט מעניין. טמפרטורת הקרקע המינימלית תמיד גבוהה מטמפרטורת האוויר ומגיעה כעבור חודשיים כאשר תפוקת החימום הנדרשת יורדת.

צינורות אנכיים תופסים פחות מקום ומאפשרים שימוש מסוים בחום האגור בחודשי הקיץ, מה שמקנה להם יתרון כלכלי. מחקרים של צינורות U אנכיים הראו אפשרות של התאוששות חום משמעותית. מאייד אופקי משטח של 150-200 מ' מאפשר לך לקבל חום של 12 קילוואט. צינורות U שהוצבו בבארות בקוטר 127 מ"מ ובעומק 8 מ' אפשרו להשיג 12 קילוואט משתי בארות בלבד. ניתן לראות מכך שצינורות בצורת U מקטינים את פני הקרקע הנדרשים פי 10-20 בהשוואה לאופקיים.

למרות הזולות היחסית של משאבות חום ביתיות בהשוואה לאלו זרות, בהתחשב במצב הפיננסי החלש הנוכחי של ארגונים, הכנסת משאבות חום נתקלת בקשיים מסוימים. לא התפקיד האחרון הוא החידוש הגדול והחריג של טכניקה זו עבור הצרכנים שלנו. בעיות אלו התגברו בחו"ל על ידי הענקת הרשאות למספר שנים לארגונים המיישמים התקנות משאבות חום. ברוב מדינות מערב אירופה, ההכנסה שהופקה משימוש במשאבות חום חויבה פחות במס, ובחלק מהמדינות בוצעו סובסידיות כספיות ישירות. כך, באוסטריה, חברות המשתמשות במשאבות חום קיבלו סובסידיה כספית של עד 100 אלף שילינג, וב-FRG בתחילת שנות ה-90 חברות כאלה היו זכאיות להנחה מס של עד 7,5% מעלות ההון (בכפוף להיוון שלהן). ), השווה לסבסוד כספי של עד 20% מעלות התקנות משאבות חום. כתוצאה מכך פועלות כיום באוסטריה 105 HPPs, וחוסכים 116 טון מזוט מדי שנה.

בנוסף לשימוש בחום הקרקע, האטרקטיבי ביותר לשימוש ביישומי משאבות חום ביתיים הוא מקור החום ה"חינמי" ליצירת תנאים נוחים בתוך הבית – אוויר. זה זמין לציבור ומשך את מרבית תשומת הלב בייצור המוני. כאשר מים זמינים, יש להם מספר יתרונות על פני אוויר. השימוש בפסולת חום או קולטי שמש נחקר באופן פעיל, שבו יש עניין באירופה ובאמריקה.

משאבות החום הנפוצות ביותר עם אוויר כמקור חום כבר מתחילת השימוש בבית. בעצם, אוויר הוא גם גוף קירור. כמקור חום, לאוויר יש מספר חסרונות, ולכן נדרש אופטימיזציה קפדנית של העיצוב בהתאם למיקום ההתקנה, שבו טמפרטורת האוויר יכולה להשתנות באופן משמעותי.

ביצועי משאבת החום, ובמיוחד ה-COP, יורדים ככל שהפרש הטמפרטורה בין המאייד למעבה גדל. יש לכך השפעה שלילית במיוחד על משאבות חום מקור אוויר. ככל שטמפרטורת הסביבה יורדת, כמות החום הנדרשת לחימום עולה, אך היכולת של משאבת החום לשמור אפילו על תפוקת חום קבועה פוחתת משמעותית. כדי להתגבר על חסרון זה, חימום נוסף מוחל לעתים קרובות.

עבור התנאים של אנגליה ורוב מדינות אירופה, העלות של משאבת חום עם כל מקור חום גבוהה באופן ניכר מזו של דוד מרכזי רגיל. ככל שחלקה של משאבת החום בעומס החום הביתי גדול יותר, כך ההפרש בהשקעה גבוה יותר, ולכן משאבות חום מחושבות לרוב רק עבור חלק מעומס החום השנתי, והשאר מסופק על ידי דוד נוסף, לרוב חשמלי (בארה"ב) ודלק מאובנים (באירופה). הבחירה ביניהם נקבעת על פי היחס בין עלויות ההון לתפעול. אם משאבת חום מספקת מיזוג אוויר גם בקיץ, גודלה ועוצמתה עשויים להיות מוכתבים על ידי יישום מסוים זה.

חימום נוסף נדרש כאשר טמפרטורת הסביבה יורדת מתחת לאפס, ואיבוד החום של הבניין עולה על תפוקת החום של המשאבה. על מנת להגביר את היעילות הכלכלית של המערכת, הכללת דוד נוסף, במקרה זה חשמלי, מומלצת רק כאשר משאבת החום אינה יכולה לכסות את מלוא העומס.

כל מקורות החום למשאבות חום מושפעים פחות או יותר מאנרגיה סולארית, אך ניתן להשתמש בו גם ישירות בעזרת קולטי שמש עם מחזור נושאי חום, חימום האוויר הנכנס למאייד בעזרת רכזי שמש. למרות שנראה כי רכזי שמש מתאימים יותר למשאבות חום ספיגה. הם עדיין בשימוש מועט בבית, אבל הם נושא למחקר לא מבוטל. כדי לחמם גנרטור במחזור ספיגה, נדרשות טמפרטורות גבוהות יותר ממה שניתן להשיג עם קולטי פלטות שטוחות קונבנציונליות. עם זאת, השימוש במחזור ספיגה למיזוג אוויר מאפשר חימום מקולטים שטוחים, שכן הטמפרטורה כאן חייבת להיות נמוכה יותר ולכן קירור האוויר מתבצע בקיץ, בדיוק כאשר קרינת השמש חזקה וטמפרטורת הקולט היא מוּגדָל.

יחד עם מקורות חום אחרים עבור משאבות חום, נעשה שימוש נרחב בקולטי פלטות שטוחים המוצבים על גגות. באופן כללי, קולטי שמש נחקרים באופן אינטנסיבי לשימוש לא רק עם משאבות חום, אלא גם באופן עצמאי, כמו גם במעגלים עם מצברי חום. אלה האחרונים מעניינים גם משאבות חום כמקור חום בימים מעוננים או בלילה.

על ידי אספקת חום למאייד בטמפרטורה גבוהה מהאוויר, הקרקע או המים הסביבה, קולטי שמש מגבירים את ה-COP של משאבת החום.

בדרך כלל נוזל קירור הביניים - מים מעבירים חום מהקולט למאייד. אבל יכול להיות שיש שילוב שלם של הקולט עם המאייד, כאשר נוזל הקירור מתאדה ישירות בתוך הצינורות של קולט השמש.

לעתים קרובות החום מקולט השמש מוזרם למחסן חום נוזלי שבו טבולים צינורות המאייד. אגירת החום משחקת תפקיד חיוני בכל מערכת משאבת חום סולארית. בבית פיליפס, למשל, קולט שמש (20 מ"ר) אוסף 2-36 GJ של חום בשנה (עם יעילות ממוצעת של 44%) המאוחסן במיכל של 50 מ"ר בטמפרטורות של עד 40 מעלות צלזיוס.

תוכנית בית אנרגיה מינימלית הוצעה באמצעות שלוש משאבות חום: אחת להעברת חום בטמפרטורה עולה מקולט השמש לסוללה, השנייה מהסוללה למערכת החימום, והשלישית מהסוללה למערכת המים החמים.

קולטי שמש נחשבים גם בשילוב עם קולטי קרקע. נקבע כי מידות קולט השמש צריכות להיות יותר מ-3 מ"ר לכל 2 קילוואט של איבוד חום מהדירה. עם קולט שמש בשטח של 1 מ"ק עם מאייד קרקע התופס רק 30 מ', מושגת COP = 3. אם נעשה שימוש רק במאייד קרקעי, אזי נדרש משטח של 100 מ', והתוצאה היא COP = 3,4.

עם זאת, יכול להיות שלמרות העלייה ב-COP, החיסכון בדלק עשוי שלא להצדיק את עלות ההתקנה, במיוחד קולט השמש. עבודות אחרות בתחום זה מראות שעם הספק תרמי של HPI של 6 קילוואט, נדרש משטח של 20 מ"ר.

בנוסף, HPP יכול להשתמש בפליטות חום מהדיור עצמו, למשל, גזי פליטה מתנורים במטבח או מהמטבח בכלל, מי שפכים. בהולנד, TN הוחל על מייבש כלים ביתי. החום של האוויר הלח שנפלט משמש לחימום האוויר היבש המסופק למייבש. האוויר הלח והחם מהמייבש עובר למאייד HP ומתקרר. כאשר מתקרר, רטיבות נופלת ממנו, והאוויר הופך מתאים למחזור. המאייד משתמש הן בחום הגיוני והן בחום הסמוי של האוויר היוצא. האוויר החוזר עובר דרך המעבה ומחומם על ידי חום העיבוי. החיסכון באנרגיה מגיע לכ-48%. להלן כמה מאפיינים של HPPs שנמצאים בשימוש נרחב בחו"ל.

כרטיסייה. 2.1.2. מאפיינים של התקנת HP "Carrier" (ארה"ב) - משאבת חום אוויר-אוויר הפיכה פשוטה.

המאפיינים של ה-Lennox HP משולבים עם מערכת חימום מופעלת, המבטלת את מערכת החימום הנוספת. כרטיסייה. 2.1.3.

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון ריח מסוכן של גשם 14.03.2017 כולם מכירים את הריח הטרי שממלא את האוויר אחרי הגשם. זה בדרך כלל מביא איתו תחושה של שלווה ושלווה, אבל מעטים יודעים שזה יכול להיות גם קטלני. מדענים מצאו שגשם מעלה תרחיף של חיידקים לאוויר, שחלקם למעשה מפיצים מחלות. מדענים אמריקאים מהמכון הטכנולוגי (מסצ'וסטס, ארה"ב) הסבירו כיצד ריח "אדמה לחה" מתגבר על המרחק מהאדמה לאף שלכם. מדובר בסך הכל בחומר כימי בשם גיאוסמין, שאחראי לארומה ספציפית: חוש הריח האנושי רגיש אליו עד כדי כך שאנו מסוגלים להריח את הריח הזה כשיש רק חמש (!) מולקולות גיאוסמין לטריליון מולקולות אחרות. מדענים יודעים על זה הרבה זמן, אבל הם לא ידעו בדיוק איך זה קשור לטיפות גשם. באמצעות מצלמות מהירות וצבע ניאון, החוקרים צילמו טיפות מים נופלות על סוגים שונים של אדמה המכילה מגוון של חיידקים. כתוצאה מכך, התברר כיצד הטיפות "מזניחות" בעדינות חיידקים לאוויר. כאשר טיפה נופלת לקרקע במהירות מסוימת, היא סוגרת בועות אוויר זעירות, שכל אחת לא רחבה יותר משערת אדם. כמו בועות האוויר העולות מתחתית הבריכה כשאדם טובל בה, גם אלו נוטות כלפי מעלה, ולכן חודרות את הטיפה ופורצות בהגיען לפני השטח שלה. כתוצאה מכך נוצרת מזרקה מאולתרת, שיחד עם זרמי מים דקים שולחת חיידקים לאוויר. הצוות מצא שכאשר הוא פוגע בקרקע, טיפת מים אחת מתפרקת למאות טיפות קטנות, שכל אחת מהן מכילה אלפי חיידקים חיים. בטיפות המיקרוסקופיות הללו, חיידקים יכולים לחיות עוד שעה, בעוד שהרוח נושאת אותם בכל האזור. קאלן בוי, אחד מחוקרי הפרויקט, אומר שהשלב הבא הוא להבין כמה רחוק יכולים החיידקים לעבור. חיידקים לא כל כך מפחידים עבור בני אדם, אבל יש סיבה לכך בוי ועמיתיו התחילו את המחקר. פנה אליהם מדען בריטי המודאג מהתפשטות המליואידוזיס במהלך העונה הגשומה בדרום מזרח אסיה ובצפון אוסטרליה. מחלה זיהומית זו ניתנת לטיפול, אך ללא אנטיביוטיקה מתאימה, שיעור התמותה יכול להגיע עד 90% (כלומר, מתוך 10 אנשים שחולים, 9 ימותו). מדענים מייחסים את התפשטות הזיהום למשקעים, וכעת, לאחר שנודע על מנגנון התפשטותו, הם מבטיחים לנקוט בכל האמצעים המתאימים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ טסטוסטרון מונע מגברים לחשוב

▪ טכנולוגיית NearLink אלחוטית

▪ ננו חומר לניקוי אוויר בצוללות

▪ תיבת הילוכים מגנטית ללא הילוכים

▪ חלב בפורמט A4

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר הערות הרצאה, דפי רמאות. מבחר מאמרים

▪ מאמר לגנוב את השלל. ביטוי עממי

▪ מאמר איזה אב ובנו קיבלו פרסי נובל על מחקרים שונים על אותם חלקיקים? תשובה מפורטת

▪ מאמר Gachny קשר עם צינור. עצות לטיול

▪ מאמר חידוד של ספק הכוח AT. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מטען סוללה עם כיבוי אוטומטי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

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

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר

www.diagram.com.ua
2000-2024