低ポテンシャル熱源。スキーム、説明

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低潜在的な熱源。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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二次エネルギー資源 (SER) は、産業企業、自治体、家庭、住宅、その他の施設の技術生産から生じる熱廃棄物です。自己流動性の地熱水も WER のカテゴリーに属すると考えられます。温泉鉱泉。その温かさは温泉学には使用されません。石油生産中のフレア関連ガス。熱油などを生産します。

近年、ＶＥＲの活用による燃費問題は喫緊の課題となっており、国家的課題となっている。産業用消費者は現在、生産された燃料の 60% 以上と、生成された電力の約 70% を使用しています。技術プロセスにおけるエネルギー使用効率は依然として低く、わずか 35 ～ 40% にすぎません。 1991 年までの期間、産業界における VER の利用状況は改善されましたが、石油精製および石油化学分野を含め、VER の熱によって達成された実際の燃料節約量は、可能な燃料節約量に対して 30 ～ 32% でした。工業 - 40%、鉄冶金 - 40%、化学 - 25%。

VER の熱を効果的に利用する方法の XNUMX つは、技術プロセスでさまざまな冷却温度での冷気を必要とする企業向けに冷気を生成することでした。化学、石油化学およびその他の産業の企業のほとんどは低温集約産業であると同時に、蒸気、熱水、フレアの形で未使用の SER がかなり大量に存在するという特徴があることに注意する必要があります。放電、高温ガスなど。

しかし、VERの合理的かつ効率的な使用を決定するときは、冷気を得ると同時に、低温レベルから高温レベルへの熱変換プロセス、およびその逆の熱変換プロセスも実行できることを忘れてはなりません。

低潜在熱の公共の供給源は大気であり、これは小型ヒートポンプ設備 - HPI (アパート、住宅) に広く使用されています。しかし、気温が低く、その熱容量と熱伝達係数が低いため、大規模な設備、特に蒸発器に大きな熱流を供給する必要がある HP ステーションでは、許容可能なエネルギー効率指標を達成することができません。

大きな不凍貯留層は HPP の熱源として貴重です。これらには、例えば、黒海、中南部のカスピ海、イシククル湖が含まれます。コーカサスとクリミアの黒海沿岸では、HPP は海水を利用して稼働しており、これらの地域では冬でも水温が 8°C を下回ることはありません。特に効果的なのは、南部の都市やリゾート地では大きな負荷となるHPI給湯に海水の熱（夏期温度20～25℃）を年間を通じて利用することです。一年の過渡期と冬期には、貯水池からの冷水、0℃以上の外気、岩石（土壌）を HPI に使用できます。

低位熱の発生源としては、低鉱化地熱水、太陽光発電設備や蓄熱器を利用して蓄えた太陽エネルギーなどが考えられます。

ただし、大型 HPI の主な熱源は、人工熱源、つまり熱廃棄物であると考えるべきです。エネルギー消費の急速な増加は、天然資源の枯渇と生物圏の熱汚染の両方を伴います。たとえば、原子力発電所を含む火力発電所は、燃料エネルギーの 50 ～ 55% を冷却水とともに排出します。火力発電所 (NPP) の建設用地を選択する際の決定的な要因は、大きな損傷を与えることなく廃熱を吸収できる自然の貯留層の存在である場合があります。産業企業は、さまざまな技術プロセスで機械や作動流体を冷却するために大量の水を消費します。 1966 年の我が国の産業でリサイクルおよび再利用された水の量は km3/年、1980 年には 132 km3/年で、産業全体で使用される水の 61% でした。これらの「熱川」の温度は年間を通じて 20 ～ 40 °C で、事実上熱を直接利用することができず、冷却塔またはその他の蒸発冷却器で冷却され、水の一部が水とともに大気中に放出されます。熱。

冷却塔をHPI蒸発器に置き換える場合、流量を維持したままの水の冷却度（温度差）は平均約10℃に保つ必要があります。

循環水供給システム内の熱流の集中は、最大規模の自動車工場の 75 つを例にして推定できます。リサイクルされた水の総量は約 3 m10/h で、(12-3) 千 m30/h の水ブロックにまとめられています。年間を通じて40～15℃の冷却用水が供給され、20～1300℃に冷却されます。一般に、プラントは XNUMX MW の熱を大気中に放出します。

石油精製所や化学工場も、二次エネルギー資源 (SER) の強力な供給源です。 VER はタイプ別に XNUMX つの主要なグループに分類されます。

炉の高温（燃料）排ガス。さらなる技術的処理には適さない廃棄物。
熱WER - 技術ユニットの排ガスの物理的熱。主な生産物の主製品、副産物、中間製品および廃棄物の物理的熱。技術的な発電所で使用される熱水と蒸気の熱。
VER 過圧、気体および液体の位置エネルギー。液体 (気体) の使用または大気中への放出の次の段階に進む前に、これを低減する必要があります。

VER 熱源は、アンモニア熱変換器 (ATC) およびヒートポンプ設備で使用できます。ヒートポンプ設置では、AHT に低温熱 (20 ～ 60°C)、つまり 80 ～ 160°C レベルの低電位および中電位、および高電位熱 (160 ～ 400℃) を使用できます。 ℃）。特に緊急の課題は、プロセス水に含まれる熱の利用です。

（国内の）循環水供給量の合計のうち、冷却されるのは水の 75% だけであると大まかに仮定すると、年間約 120 km3 (1985 年のレベルによる)、温度差が 10°C である場合、産業による低級熱の組織的な排出は年間 5 億 GJ 以上になります。産業企業によって消費された水 (総量の約 40%) は、最終的には自然の貯水池に運河されます。

環境保護に対する現代の要求により、産業廃水と家庭廃水の両方は、水域に排出される前に、水処理プラントまたは曝気ステーション（大都市）で複雑な処理システムを通過する必要があります。たとえば、モスクワでは、いくつかの曝気ステーションから 5 日あたり 3 万立方メートル以上の水をモスクワ川に排出しています。温度16〜22°の精製水; 水とともに、3～4万kWの熱流束も流入します。曝気ステーションはサンクトペテルブルク、サマラ、その他の都市で運営されています。何百万立方メートルの水が、HPP で使用できる熱とともに川、湾、貯水池に放出され、低品位熱をより高温の熱に変換することで、ニーズの一部を満たし、燃料を削減できます。消費。

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