Вода рек, морей, водоемов

Солнце нагревает воду в морях, озерах и других водных источниках. Солнечная энергия накапливается в воде и донных слоях. Температура редко снижается ниже +4 °С. Чем ближе к поверхности, тем больше годовые колебания температуры, но на глубине температура более стабильна.

Речная и озерная вода с теоретической точки зрения представляется весьма привлекательным источником тепла, по имеет один существенный недостаток - чрезвычайно низкая температура в зимний период (она может приближаться к О °С). Если используется вода рек, озер, то в зимний период она может замерзать на стенках испарителя. По этой причине требуется особое внимание при проектировании системы в целях предотвращения замораживания испарителя.

Комплексная схема системы утилизации низкопотенциальной теплоты с использованием теплового насоса

Рис. 2.3. Комплексная схема системы утилизации низкопотенциальной теплоты с использованием теплового насоса

Температура воды в водоемах и водных потоках на поверхности земли подвержена сезонным изменениям в соответствии со средней температурой окружающего воздуха, причем наиболее низкая температура приходится на конец периода максимальной тепловой нагрузки. Утилизация низкопотенциальной теплоты производится теплообменниками, погруженными в воду. Использование этих естественных источников в качестве аккумуляторов теплоты невозможно. Однако специально созданные искусственные водоемы (например, противопожарные резервуары) можно использовать как тепловые аккумуляторы, предусмотрев при этом мероприятия от размножения водной флоры и фауны, чему могут способствовать периоды повышенной температуры воды.

Морская вода представляется отличным источником тепла и используется в основном в средних и крупных системах. На глубине от 25 до 50 м морская вода имеет постоянную температуру в диапазоне от 5 до 8 °С. И, как правило, проблем с образованием льда не возникает, поскольку точка замерзания здесь от -2 до -10 °С. Необходимо использовать теплообменники и насосные агрегаты, стойкие к воздействию коррозии, и предотвращать накопление отложений органического характера в водозаборном трубопроводе, теплообменниках, испарителях и пр.

Вода в водоемах является оптимальным источником тепловой энергии, так как обеспечивает максимальный теплообмен между системами теплового насоса. Существует две системы отбора тепла: открытая и закрытая. Открытая - с подачей воды из водоема непосредственно к тепловому насосу. Стоимость такой системы невелика, однако обслуживание достаточно трудоемко, так как включает затраты на насосы и фильтры в водоеме, теплообменники низкопотенциалыюго контура теплонасосной установки. Дополнительным риском является возможность замерзания воды во время транспортирования к тепловому насосу. Для регионов центральной и северной части России такая система неприемлема. Закрытая система состоит из замкнутого контура, представляющего группу трубопроводов, опущенных па дно водоема. Теплообмен ведется через стенки трубопроводов, что позволяет использовать антифризы для предотвращения замерзания теплоносителя в зимнее время и снижения рисков. При расчете систем необходимо учитывать глубину водоема и возможность его полного промерзания.

Использование тепла воды для обогрева помещений является идеальным вариантом. Шланг для передачи тепла укладывается па дне или в донном грунте, где температура еще немного выше, чем температура воды. Важно, чтобы шланг снабжался отягощающим грузом для предотвращения всплытия на поверхность. Для этого на 1 погонный метр трубопровода укладывается около 5 кг груза. Вторым вариантом может быть укладка шланга в грунт на дне водоема.

Для получение 10 кВт па отопление придется уложить по дну 300 погонных метров трубопровода [2.27].

Крупные незамерзающие водоемы представляют ценность в качестве источников теплоты для ТНУ. К ним, например, относятся Черное море, Каспийское море в средней и южной частях, озеро Иссык-Куль. На Черноморском побережье Кавказа и Крыма действуют ТНУ на морской воде, температура которой зимой в этих районах не опускается ниже 8 °С. Особенно эффективно круглогодичное

использование теплоты морской воды (с температурой летом 20-25 °С) для ТНУ горячего водоснабжения, составляющего значительные нагрузки в южных городах и курортах. В переходный и зимний периоды года в ТНУ могут быть использованы холодная вода из водоёмов, наружный воздух с температурой свыше 0 °С, а так же горные породы (грунт).

Источником низкопотенциальпой теплоты могут служить слабоминерализованные геотермальные воды, солнечная энергия, запасаемая с помощью гелиоустановок и аккумуляторов теплоты. Ближайший водоем - идеальный источник тепла для теплового насоса. При использовании в качестве источника тепла воды озер или рек контур укладывается на дно.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >