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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Quellen mit geringem Wärmepotenzial. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen Sekundäre Energieressourcen (SER) sind Wärmeabfälle aus der technologischen Produktion von Industrieunternehmen, Kommunal-, Haushalts-, Wohn- und anderen Einrichtungen. Selbstfließende geothermische Wässer können ebenfalls der Kategorie WER zugeordnet werden; heiße Mineralquellen, deren Wärme in der Balneologie nicht genutzt wird; abgefackeltes Begleitgas bei der Ölförderung; produziertes heißes Öl usw. Die Frage der Kraftstoffeinsparung durch den Einsatz von VER ist in den letzten Jahren zu einem dringenden Problem geworden und stellt eine nationale Aufgabe dar. Industrielle Verbraucher verbrauchen derzeit über 60 % des gesamten produzierten Kraftstoffs und etwa 70 % des gesamten erzeugten Stroms. Die Effizienz der Energienutzung in technologischen Prozessen ist noch gering und beträgt nur 35-40 %. Im Zeitraum bis 1991 hat sich die Situation bei der Nutzung von VER in der Industrie verbessert, jedoch beträgt die tatsächliche Kraftstoffeinsparung aufgrund der Wärme von VER im Vergleich zur möglichen Brennstoffeinsparung 30–32 %, auch in der Ölraffination und Petrochemie Industrie – 40 %, in der Eisenmetallurgie – 40 %, in der Chemie – 25 %. Eine der effektivsten Möglichkeiten, die Wärme des VER zu nutzen, war die Erzeugung von Kälte für Unternehmen, deren technologische Prozesse sie bei unterschiedlichen Kühltemperaturen erforderten. Es ist zu beachten, dass die meisten Unternehmen der chemischen, petrochemischen und anderen Industrien kälteintensive Industrien sind und gleichzeitig durch das Vorhandensein einer relativ großen Menge ungenutzter SER in Form von Dampf, heißem Wasser und Fackeln gekennzeichnet sind Entladungen, heiße Gase usw. Bei der Entscheidung über den rationellen und effizienten Einsatz von VER sollte man jedoch nicht vergessen, dass neben der Kältegewinnung auch Prozesse der Wärmeumwandlung von einem niedrigen auf ein höheres Temperaturniveau und umgekehrt durchgeführt werden können. Eine öffentliche Quelle für Wärme mit geringem Potenzial ist atmosphärische Luft, die häufig für kleine Wärmepumpenanlagen – HPI (Wohnung, Haus) – verwendet wird. Niedrige Lufttemperaturen, ihre geringe Wärmekapazität und ihr geringer Wärmeübergangskoeffizient erlauben es jedoch nicht, akzeptable Energieeffizienzindikatoren für große Anlagen, insbesondere HP-Stationen, zu erreichen, deren Verdampfer mit großen Wärmeströmen versorgt werden müssen. Große, nicht gefrierende Lagerstätten sind wertvolle Wärmequellen für Wasserkraftwerke. Dazu gehören beispielsweise das Schwarze Meer, das Kaspische Meer im mittleren und südlichen Teil sowie der Issyk-Kul-See. An der Schwarzmeerküste des Kaukasus und auf der Krim werden Wasserkraftwerke mit Meerwasser betrieben, dessen Temperatur in diesen Gebieten im Winter nicht unter 8 °C sinkt. Besonders effektiv ist die ganzjährige Nutzung der Wärme des Meerwassers (mit einer Temperatur von 20–25 °C im Sommer) für die HPI-Warmwasserversorgung, die in südlichen Städten und Ferienorten eine erhebliche Belastung darstellt. In der Übergangs- und Winterzeit des Jahres können im HPI Kaltwasser aus Stauseen, Außenluft mit einer Temperatur über 0°C sowie Gesteine (Erde) genutzt werden. Die Quelle der Wärme mit geringem Potenzial kann gering mineralisiertes geothermisches Wasser, mit Hilfe von Solaranlagen gespeicherte Sonnenenergie und Wärmespeicher sein. Die Hauptwärmequellen für große HPI sollten jedoch als künstliche Quellen betrachtet werden – Wärmeabfälle. Der rasante Anstieg des Energieverbrauchs führt sowohl zur Erschöpfung der natürlichen Ressourcen als auch zur thermischen Verschmutzung der Biosphäre. Beispielsweise leiten Wärmekraftwerke, darunter auch Kernkraftwerke, 50–55 % der Brennstoffenergie mit Kühlwasser ab. Ausschlaggebend für die Standortwahl für den Bau eines Wärmekraftwerks (KKW) ist manchmal das Vorhandensein natürlicher Speicher, die Abwärme ohne großen Schaden aufnehmen können. Industrieunternehmen verbrauchen große Mengen Wasser zur Kühlung von Maschinen und Arbeitsflüssigkeiten in verschiedenen technologischen Prozessen. Die Menge des in der Industrie recycelten und wiederverwendeten Wassers betrug 1966 in unserem Land km3/Jahr und 1980 waren es 132 km3/Jahr, also 61 % des von der gesamten Industrie verbrauchten Wassers. Diese „Thermalflüsse“ haben das ganze Jahr über eine Temperatur von 20-40°C, was eine direkte Wärmenutzung praktisch nicht zulässt, und werden in Kühltürmen oder anderen Verdunstungskühlern gekühlt, wodurch ein Teil des Wassers an die Atmosphäre abgegeben wird Hitze. Beim Austausch von Kühltürmen durch HPI-Verdampfer sollte der Grad der Wasserkühlung (Temperaturdifferenz) unter Beibehaltung der Durchflussrate im Durchschnitt etwa 10 °C betragen. Am Beispiel eines der größten Automobilwerke lässt sich die Konzentration von Wärmeströmen in Kreislaufwasserversorgungssystemen abschätzen. Das Gesamtvolumen des recycelten Wassers beträgt etwa 75 m3/h, organisiert in Wasserblöcken von (10-12) Tausend m3/h. Zur Kühlung wird ganzjährig Wasser mit einer Temperatur von 30-40°C bereitgestellt und auf 15-20°C heruntergekühlt. Insgesamt gibt die Anlage 1300 MW Wärme an die Atmosphäre ab. Ölraffinerien und Chemieanlagen sind ebenfalls leistungsstarke Quellen für Sekundärenergieressourcen (SER). Je nach Typ werden VERs in drei Hauptgruppen unterteilt:
VER-Wärmequellen können in Ammoniak-Wärmekonvertern (ATCs) und in Wärmepumpenanlagen eingesetzt werden. In Wärmepumpenanlagen kann Niedertemperaturwärme (20-60°C) genutzt werden, für AHT - Niedertemperatur- und Mittelpotentialwärme auf dem Niveau von 80-160°C, sowie Hochpotentialwärme (160-400°C). °C). Eine besonders dringende Aufgabe ist die Nutzung der im Prozesswasser enthaltenen Wärme. Wenn wir grob davon ausgehen, dass im gesamten (im Land) Volumen der zirkulierenden Wasserversorgung nur 75 % des Wassers einer Kühlung unterzogen werden, d.h. Wenn etwa 120 km3 pro Jahr (nach dem Stand von 1985) vorhanden sind und der Temperaturunterschied 10 °C beträgt, beträgt die organisierte Ableitung minderwertiger Wärme durch die Industrie mehr als 5 Milliarden GJ pro Jahr. Das einmal von Industrieunternehmen verbrauchte Wasser (etwa 40 % des Gesamtvolumens) wird schließlich in natürliche Reservoirs geleitet. Aufgrund moderner Anforderungen an den Umweltschutz müssen sowohl industrielle als auch häusliche Abwässer vor der Einleitung in Gewässer einem komplexen Behandlungssystem in Wasseraufbereitungsanlagen oder an Belebungsstationen (in Großstädten) unterzogen werden. In Moskau beispielsweise leiten mehrere Belebungsanlagen mehr als 5 Millionen m3/Tag in die Moskwa ein. gereinigtes Wasser mit einer Temperatur von 16-22 °; Neben Wasser tritt auch ein Wärmestrom von 3-4 Millionen kW ein. Belüftungsstationen gibt es in St. Petersburg, Samara und anderen Städten. Viele Millionen Kubikmeter Wasser werden zusammen mit Wärme in Flüsse, Buchten und Stauseen eingeleitet, die in Wasserkraftwerken genutzt werden können und minderwertige Wärme in Wärme höherer Temperatur umwandeln, die einen bestimmten Teil des Bedarfs decken und den Kraftstoffverbrauch senken kann Verbrauch.
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