Транспортировка газа 6 страница

Для горячего водоснабжения крупных объектов. В них КСЭ представляет собой большой массив модулей КСЭ. Установки имеют большую производительность и определенную сложность. Подача воду осуществляется с помощью насоса в бак-аккумулятор и регулированием температуры горячей воды, подаваемой потребителю путем подмешивания холодной воды в смесительном клапане.

4 гв

1 2 газовый котлоагрегат

3 хв

1 – солнечный коллектор

2 – бак-аккумулятор

3 – насос

4 – смесительный клапан

Все оборудование данной системы кроме КСЭ устанавливается внутри здания. Поэтому могут эксплуатироваться в холодный период года. При отсутствии солнечной радиации или ее недостатке, в работу включается газовый водонагревательный котел.

Солнечные водонагреватели могут использоваться в качестве предварительной ступени в обычных топливных системах горячего водоснабжения жилых зданий и других объектов. Возможны и другие схемы с принудительной циркуляцией:

6 хв 1 7 гв 2 газ 3 5 5

1 – солнечный коллектор

2 – теплообменник

3 – аккумулятор горячей воды

4 – газовый котел

5 - насосы

6 – расширительный бак

7 – автоматический расширительный клапан

Расширительный бак необходим для удаления (расширения) жидкости, используемой в качестве теплоносителя при высоких температурах.

В бак-аккумулятор холодная вода подводится в нижнюю часть, а по вертикали в баке несколько перегородок (дырчатые листы). Они необходимы для того, чтобы избежать перемешивания холодных и горячих слоев жидкости.

По экономическим соображениям за счет солнечной энергии целесообразно покрывать до 80% нагрузки горячего водоснабжения, а оставшееся – с помощью котлов и электронагревателей.

гв

а) БА ДИЭ

б) гв ДИЭ хв

в) гв ДИЭ БА хв

Схемы подвода теплоты от дополнительного источника энергии.

При подводе дополнительной энергии непосредственно в бак-аккумулятор повышается средняя температура теплоносителя в КСЭ. А, следовательно, понижается КПД и тепло производительность.

Наилучшим образом солнечная энергия используется при последовательном подключении дополнительного источника энергии б). В этом случае вода предварительно нагревается за счет солнечной энергии до сравнительно невысокой температуры. КПД и тепло производительность максимальны.

Схема подвода дополнительной энергии в байбасной линии (обходной), в), схема наиболее удачна, т. к. при этом недостаточно полно используется солнечная энергия из-за того, что часть воды вообще не нагревается.

Способы использования солнечной энергии.

Существует множество способов преобразования солнечной энергии в электрическую. Наиболее эффективный для энергетики считается способ с использованием паротурбинной установки по циклу Ренкина, т. е. цикл, который обычно применяется в ТЭС. В настоящее время наибольшее распространение получили 2 типа электрических станций:

1. Башенные

2. С использованием солнечных прудов

При этом необходимо учитывать характерные особенности солнечного излучения. К ним относятся:

1. Периодичность поступления СЭ (день, ночь)

2. Изменчивость интенсивности солнечного излучения (зима, лето)

3. Наличие перерывов поступления СЭ, связанных с состоянием атмосферы (кратковременная или длительная облачность)

На башенных СЭС приемник СЭ размещается на башни.

2 3 4 1 5

6

1 – гелиостаты (зеркала)

2 – паровой котел (концентратор СЭ)

3 – турбина

4 - электрогенератор

5 - конденсатор

6 – насос

Котел располагается на несколько десятков метров над землей и СЭ с помощью автоматически управляемых зеркальных отражателей (гелиостатов) фокусируются на поглощающуюся поверхность котла (КСЭ). При этом теплоноситель – вода, нагреваясь до несколько сот градусов (500-600°С), превращается в пар, который под давлением подается в паровую турбину, заставляя вращаться ротор турбогенератора, при этом выделяется электрическая энергия.

В основе принципа действия СЭС с солнечными прудами лежит своеобразный природный эффект. Его суть:

нагрев теплоносителя для работы турбогенератора осуществляется в солнечном пруду. Обнаружено это в нескольких соленых озерах, температура у дна может достигать 70°С – это обусловлено высокой концентрацией соли. В обычном водоеме солнечная энергия нагревает верхний слой воды и с глубиной температура резко понижается. Солнечная энергия, проникая через всю массу жидкости, в солнечном пруду поглощается окрашенным в темный цвет дном и нагревает прилегающие нижние слои воды до температуры 90-100°С, в то время, как температура на поверхности остается в пределах 20°С. Благодаря высокой теплоемкости воды за летний период в таком пруду накапливается большое количество теплоты, так, что солнечный пруд является сезонным аккумулятором теплоты. Теплота к потребителю отводится от нижней части пруда.

Схема солнечного пруда:

Н (м) 20 90 t, °С 4 3 2 1