В современном мире вопросы энергообеспечения и экологичности выходят на первый план. Исчерпание традиционных источников энергии наряду с ростом цен на логистику и ростом объёмов выработки энергии, подталкивает к поиску альтернативных решений, как на бытовом, так и на производственном уровне. Одной из вариаций таких решений является разработка комбинированных систем отопления, сочетающих в себе электрокотельную и теплонасосную установку (ТНУ).
Тепловой насос использует тепловую энергию окружающей среды для отопления, охлаждения и горячего водоснабжения помещений, что позволяет существенно снизить потребление энергии при теплоснабжении. Комбинирование теплонасосных установок с электрокотлами позволит снизить себестоимость тепловой энергии, за счет снижения объемов закупаемой электроэнергии.
Целью данной работы является разработка оптимальных режимов работы комбинированной системы электрокотельной и теплонасосной установки для обеспечения максимальной энергоэффективности.
Задачи исследования:
• Анализ принципов работы и видов ТНУ.
• Изучение климатических факторов города Дивногорска и характеристик электрокотельной «Центральная».
• Расчет чикла ТНУ и подбор необходимого оборудования.
• Сравнительный анализ экономической эффективности разных режимов работы.
В ходе работы были изучены принципы работы теплонасосных установок. Проанализированы климатологические данные г. Дивногорска и характеристики котельной «Центральная». Был выполнен расчет цикла теплонаносной установки и теплообменников. Разработаны режимы работы котельной согласно климатических данных г. Дивногорска. Рассчитана и проанализирована работа котельной по одноставочному и зонному тарифу поставки электроэнергии.
По результатам исследования подобран фреон Я-152а, найдены необходимые объемы фреона, низкопотенциального и высокопотенциального источника энергии. Степень сжатия компрессора, диаметр дросселя.
Произведен расчет и подбор испарительного и конденсирующего кожухотрубного теплообменника. Найдено необходимое количество секций.
Результаты оценочного расчета затрат на электроэнергию и анализа разработанных режимов работы показал снижение затрат на закупку электроэнергии при выборе зонного тарифа поставки электроэнергии с повышением отпуска полезной тепловой энергии в ночное время.
