—оставл€ющие эффективности системы теплоснабжени€ на базе солнечного сол€ного пруда и котлована с водой в ќмской области

—оставл€ющие эффективности системы теплоснабжени€ на базе солнечного сол€ного пруда и котлована с водой в ќмской области

–абота любой системы централизованного теплоснабжени€ имеет свои особенности. “ак, например, дл€ того чтобы подн€ть температуру внутри помещений с централизованным теплоснабжением на 1 ⁰—, нужно прокачивать через систему на 15 Ц 17 % больше теплоносител€ (гор€чей воды). 

јналогично, при сильных морозах, из-за повышени€ потерь тепла в теплотрассах, дл€ их компенсации необходимо увеличивать прокачку теплоносител€ по их трубам. Ќо тут возникает серьезное ограничение, которое накладываетс€, во-первых, параметрами эксплуатации тепловых систем (давлением и расходом теплоносител€), а во-вторых, изношенностью. Ќевозможно бесконечно наращивать потребл€емую тепловую нагрузку, поскольку сети испытыва€ предельную нагрузку быстрее Ђстар€тс€ї.

ƒл€ повышени€ температуры помещений, локально отапливаемых “Ќ, не требуетс€, в отличие от централизованного теплоснабжени€, работа системы на пределе, потому что, если нет тепловой сети, то нет и дополнительных потерь тепла при морозах. “ак при исследовании работы традиционного “Ќ установлено. 

”дельна€ теплова€ мощность расположенного в подвале дома грунтового теплообменника, отнесенна€ к одному погонному метру трехметровой скважины с U-образными полиэтиленовыми трубками диаметром 16×2 мм, находитс€ в интервале 24 Ц 52 ¬т/м. ¬еличина удельного теплового потока из грунта, отнесенна€ к площади той части здани€, в которой пробурены скважины, находитс€ в диапазоне 39 Ц 86 ¬т/м2. »зменение температуры наружного воздуха в период проведени€ исследований в интервале значений от +28 до минус 15 ⁰—, не оказало заметного вли€ни€ на величину теплового потока от грунта, расположенного под зданием.

ѕоскольку точное определение закономерностей тепловых режимов сложных системных контуров “Ќ представл€ет собой практически неразрешимую математическую задачу, в то же врем€ и эмпирический поиск в силу огромного разнообрази€ конструктивных решений, становитс€ неоднозначным. »зыскание указанных закономерностей целесообразно производить на базе соответствующих разумных допущений, и дроблени€, позвол€ющих построить простые математические модели, которые, не позвол€ют количественно оценить всю систему, но без большого ущерба количественных показателей отдельных элементов контура дают возможность изучать и качественно оценивать происход€щие в системе процессы.

–ассматриваема€ система теплоснабжени€ дл€ ќмской области из монографии представлена на рисунке 2.

Ѕезым€нный.jpg

1 Ц солнечное излучение; 2, 7 Ц теплоизол€ционное покрытие; 3 Ц конденсатор теплового насоса; 4 Ц дроссель; 5, 10 Ц регул€тор потока хладагента; 6 Ц испаритель теплового насоса; 8 Ц воздуховод; 9 Ц котлован с талой водой; 11 Ц хладомЄт (двигатель —тирлинга с компрессором); 12 Ц теплова€ гравитационна€ труба (термосифон); 13 Цгрунт; 14 Ц солнечный сол€ной пруд

–исунок 2 Ц —хема системы теплоснабжени€ (“Ќ“ѕ)

ѕринцип работы системы теплоснабжени€ (рис. 2), обеспечивающей зимой поддержание соответствующей температуры в помещени€х отдельно сто€щего здани€, происходит следующим образом. ’ладомЄт 11 (двигатель —тирлинга с компрессором) обеспечивает обогрев помещений посредством циркул€ции хладагента по рабочему контуру теплоприводного теплового насоса (“Ќ“ѕ): конденсатор 3 Ц дроссель 4 Ц испаритель 6. ’ладомЄт 11 работает от энергии сгорани€ биометана, обогревающего укороченную тепловую трубу 12 (конструкци€ топок-форсунок условно не показана), или гор€чей воды системы отоплени€. ¬ качестве органического топлива дл€ обогрева тепловой трубы 12 может быть использован торф, высушенный с использованием солнечной энергии.

¬ испарителе 6 за счет тепловой энергии воды 9 происходит парообразование хладагента, пар далее подогреваетс€ от теплоты грунтов, расположенных под котлованом, зданием и под прудом (13) и рассола пруда 14. ѕодогретый пар сжимаетс€ в компрессоре с повышением температуры, затем гор€чий пар хладагента поступает в конденсатор 3, где он, вначале частично охлаждаетс€, затем конденсиру€сь, отдает теплоту фазового перехода на обогрев помещений.  онденсат хладагента поступает в дроссель 4, где его давление понижаетс€, а затем Ц в испаритель 6. ÷икл повтор€етс€ .

–асчетна€ схема внешних и внутренних энергетических св€зей системы теплоснабжени€ изображенной на рисунке 2, представлена на рисунке 3.

 Ѕезым€нный 2.jpg


Ёнергетическа€ эффективность предложенной системы теплоснабжени€ основываетс€ на том, что в еЄ составе уже есть источники низкопотенциальной теплоты (тала€ вода котлована, грунт, сол€ной рассол пруда). Ёто двухступенчата€ система (по времени) генерации теплоты.

ѕричем перва€ ступень генерации, запасание низкопотенциальной теплоты водой котлована, грунтом и рассолом пруда, была осуществлена в летний период с совершением полезной работы Ч выработкой холода.

”читыва€ это, остановимс€ на самых важных моментах.

ѕервый момент, Ч это то, что в приведенной выше системе теплоснабжени€ (рисунки 2, 3) испарение хладагента, достижение его паром 100 % сухости и последующий перегрев этого пара перед компрессором в “Ќ“ѕ (в отопительный период) осуществл€етс€ как минимум в 2 Ц 3 этапа. ¬начале хладагент испар€етс€ за счет теплоты талой воды котлована (или наружного воздуха), а также, за счет теплоты грунта, под котлованом. ќкончательное испарение во влажном паре жидкого хладагента, при его дальнейшем движении по испарительному контуру “Ќ“ѕ, осуществл€етс€ за счет теплоты грунта, наход€щегос€ под зданием. «имой это будет теплота, Ђпокидающа€ї здание через подвал (эти тепловые потери дл€ многоэтажного жилого дома обычно составл€ют около 10 %, от всех потерь). » наконец, пар хладагента дополнительно подогреваетс€: от теплоты грунта, наход€щегос€ под солнечным сол€ным прудом. ќт теплоты, придонного рассола пруда, Ђтер€емойї прудом вниз, за счет теплопроводности изол€ции дна пруда и грунта (рисунки 2 и 4).

Ѕезым€нный 3.jpg

 ћ Ц компрессор; ќѕ Ч охладитель пара хладагента;   Ц конденсатор; ќ  Ц охладитель конденсата хладагента; ƒ– Ц дроссель; » Ц испаритель; ѕѕ1 Ц перегреватель пара рабочего тела, расположенный под котлованом; ѕѕ2 Ц перегреватель пара хладагента, расположенный под зданием; ѕѕ3 Ц перегреватель пара хладагента, расположенный под солнечным сол€ным прудом; ѕѕ4 Ц перегреватель пара хладагента, расположенный в солнечном пруду (¬ схеме условно не показан испаритель, размещенный на воздухе).

–исунок 4 Ц ѕринципиальна€ схема системы теплоснабжени€ и круговой процесс в “, s-диаграмме.

 ак видно из схемы (рисунок 4) и конденсатор тоже по существу представлен 3х ступенчатым. “акое Ђдроблениеї конденсатора на 3 ступени возможно (выполнимо) только при размещении системы теплоснабжени€ на малых объектах. “олько в этом случае можно подобрать участки здани€ с разными требовани€ми по температуре обогрева, обеспечив соответствующую прокладку Ђтрассыї конденсации. “ак оборудование ќѕ можно разместить в детской или в комнатах проживани€ пожилых, оборудование ќ  можно использовать дл€ подогрева, поступающего в здание холодного воздуха или холодной воды. Ќа “Ќ— можно организовать только эффективный регенеративный теплообмен. Ќа “Ќ— дл€ размещени€ оборудовани€ ќѕ и ќ  необходимы соответствующие по мощности источники потреблени€ теплоты.

 ак видно из рисунка 4, при движении хладагента по испарительному контуру предложенного “Ќ“ѕ, температура низкопотенциальных источников теплоты постепенно возрастает. ѕар хладагента будет поступать в компрессор с температурой придонного рассола пруда. ѕоздней осенью, в начале зимы температура придонного рассола пруда будет оставатьс€ пор€дка 20 Ц 40 ⁰—, и даже выше. —ледовательно, в этот период времени дл€ подн€ти€ температуры пара хладагента сжатием до 75 Ц 85 ⁰— будет требоватьс€ минимальное удельное количество механической энергии.

ƒополнительно тепловую энергию дл€ зимнего периода можно аккумулировать тепловыми аккумул€торами с использованием теплоты фазового перехода. “ак, одним из наиболее простых и доступных рабочих веществ, дл€ аккумулировани€ солнечной энергии прудом, может быть аккумул€тор теплоты, заполненный парафином. ≈го температура плавлени€ 40 Ц 56 ⁰—, теплоемкости: жидкой фазы 2,68 кƒж/(кг∙⁰—), твердой фазы Ч 2,35 кƒж/(кг∙⁰—), теплота плавлени€ 156 кƒж/кг. Ёти физические характеристики парафина позвол€ют накапливать (в интервале температур плавлени€) примерно в 3,5 раза больше теплоты, чем вода. ‘актический коэффициент трансформации теплоты в этот период может быть и не столь высоким. ќднако перегретый пар обеспечивает при сжатии повышение его температуры на входе в ќѕ.

ѕо мере прохождени€ отопительного сезона тала€ вода котлована будет охлаждатьс€ интенсивнее рассола пруда, т.к. будет отдавать наибольшее количество теплоты Ч в котловане осуществл€етс€ самый энергоемкий процесс холодильного цикла Ч испарение хладагента. ¬начале в большие морозы, возможно, будет происходить образование льда на испарителе (при малых площад€х теплопровод€щих стержней), и основной забор низкопотенциальной теплоты тогда будет, перемещатьс€ в ѕѕ1, затем по мере его захолаживани€ (обрастани€ его испарител€ лед€ными наростами) интенсивный забор теплоты будет в ѕѕ2, и так далее. ¬о врем€ см€гчени€ морозов, когда потребление низкопотенциальной теплоты уменьшаетс€ они (котлован, ѕѕ1, ѕѕ2 и т.д.) частично восстанавливают свой потенциал, за счет выравнивани€ температуры в массивах. ¬осстановление может быть обеспечено за счет работы испарител€, размещенного на воздухе, за счет теплоты воздуха в оттепели.

¬ грунтовых аккумул€торах теплоты труднее организовать отбор тепла из массива, т.к. проблематично без вскрыти€ грунта рационально расположить Ђвееромї теплопровод€щие стержни. ≈сли же стержни монтировать со вскрытием грунта, то после засыпки стержней теплопроводность массива (засыпки) будет примерно в 2 раза, ниже, по сравнению с грунтом естественной плотности, до вскрыти€.

«ахолаживание источников низкопотенциальной теплоты, тех, где происходит испарение хладагента, обуславливаетс€ следующим. “ак, дл€ испарени€, например, 1 кг фреона ‘-12 в котловане при температуре минус 5 ⁰— и давлении 2,6 кгс/см2 требуетс€ 154 кƒж теплоты, а дл€ перегрева 1 кг его пара с Ц 5 до + 30 ⁰— при том же давлении, всего 15,9 кƒж теплоты (в 9,7 раза меньше). ≈сли при этом с Ц 5 до + 5 ⁰— пар ‘-12 при давлении 2,6 кгс/см2 будет, подогреватьс€ за счет теплоты грунта, наход€щегос€ под котлованом, затем за счет теплоты грунта, наход€щегос€ под зданием и от теплоты грунта, наход€щегос€ под солнечным сол€ным прудом, и на это будет, тратитс€ 6,4 кƒж теплоты, то, при работе “Ќ“ѕ с рабочим телом ‘-12 из пруда будет забиратьс€, дл€ рассмотренного диапазона температур и давлени€, всего 9,5 кƒж теплоты, т.е. в 16,2 раз меньше теплоты, чем из котлована.

ѕримерно така€ же пропорци€ (различие) наблюдаетс€ в объемах теплоты выдел€ющейс€ при превращении 1 м3 воды в лед и при остывании 1 м3 рассола пруда. “ак 1 м3 воды котлована при замерзании выдел€ет 334 ћƒж теплоты, а 1 м3 17 % раствора поваренной соли (плотность Ч 1,12 т/м3, теплоемкость Ч 3,5 кƒж/(кг∙⁰—)) придонного сло€ пруда, при остывании на 10 ⁰—, выдел€ет всего 39,2 ћƒж теплоты, т.е. в 8,5 раз меньше. –асхождени€ в пропорциональности могут быть нивелированы за счет объема воды в котловане, превышающем объем рассола в пруду.

≈сли использовать в качестве хладагента фреон R134а (температура кипени€ при давлении 760 мм ртутного ст. минус 26,5 ⁰—), то следует отметить следующее; испарение 1 кг R134а при минус 5 ⁰— и давлении 2,43 кгс/см2 требует 200,9 кƒж теплоты, а дл€ перегрева 1 кг его пара, при давлении 2,43 кгс/см2, с Ц 5 до +30 ⁰— требуетс€ 22,6 кƒж теплоты (в 8,9 раза меньше).

—ледовательно, при интенсивном отборе теплоты из котлована, и грунтовых аккумул€торов придонный рассол пруда; будет остывать медленно (дольше оставатьс€ теплым), а значит, значительный перегрев пара хладагента перед компрессом в предложенной системе теплоснабжени€ может быть осуществлен до €нвар€-феврал€. —инхронизации этого будет способствовать тот факт, что тепловые потоки при испарении хладагента на пор€док выше, чем при перегреве пара хладагента, при прочих равных услови€х.

≈сли проанализировать эффективность отдельных процессов, происход€щих в “Ќ“ѕ (по схеме рисунка 4), то можно утверждать, что более глубокое охлаждение конденсата хладагента в ќ , св€занное с противоточным подогревом поступающего в здание даже подогретого зимнего воздуха или холодной воды однозначно увеличивает энергетическую эффективность “Ќ“ѕ в целом. ѕроцесс же перегрева 6-1 сопровождаетс€ увеличением работы сжати€ перегретого пара в компрессоре.

–ешим задачу по определению, в первом приближении, отношени€; разности энтальпий перегретого пара в точках 21 и 26, полученную в результате использовани€ дл€ сжати€ перегретого пара (точка 1) и пара насыщенного (точка 6), к величине увеличени€ работы сжати€ из-за переноса еЄ начала из точки 6 в точку 1.  ƒл€ этого воспользуемс€ методикой расчета (примером 2.5) из книги.

»сходные данные:

¬нутренний адиабатный  ѕƒ компрессора равен ni= 0,8;

ѕо “, s-диаграмме хладона ‘-12 находим параметры рабочего тела в точках:

“очка 6, насыщенный пар: температура 0 ⁰—; давление 3 кгс/см2; h6 = 574 кƒж/кг;

“очка 1, перегретый пар: температура + 20 ⁰—; давление 3 кгс/см2; h1 = 586 кƒж/кг;

“очка 26, сжатый до 10 кгс/см2 пар: температура 48 ⁰—; h'26 = 596 кƒж/кг;

“очка 21, сжатый до 10 кгс/см2 пар: температура 68 ⁰—; h'21 = 610,5 кƒж/кг;

Ѕезым€нный 4.jpg

—ледовательно, если дл€ повышени€ энтальпии хладона (‘-12) и его температуры на выходе из компрессора использовать перегрев пара перед компрессором, то дополнительна€ затрата работы будет в разы меньше приращени€ энтальпии после сжати€.

¬ данной системе теплоснабжени€ нар€ду с грунтовыми источниками низкопотенциальной теплоты, используемыми дл€ испарени€ хладагента и перегрева его пара используютс€ вода, лед и раствор соли, которые имеют более высокие теплофизические свойства, по сравнению с грунтами. ”дельна€ теплоЄмкость: воды составл€ет Ч 4,19 кƒж/(кг∙⁰—); льда Ч 2,26 кƒж/(кг∙⁰—); раствора поваренной соли около 3,5 кƒж/(кг∙⁰—). “еплопередача в воде и растворе соли осуществл€етс€ за счет конвекции.  оэффициент теплопроводности льда Ч 2,2 ¬т/(м∙⁰—), осадка поваренной соли Ч 3,6 ¬т/(м∙⁰—). ј дл€ сухих грунтов он составл€ет Ч 0,55; дл€ маловлажных грунтов Ч 1,1; грунтов средней влажности Ч 1,7; дл€ сильновлажных грунтов Ч 2,3 ¬т/(м∙⁰—).

 роме того, за счет повышени€ давлени€ перед компрессором, можно организовать испарение хладагента непосредственно в той части испарител€, котора€ расположена в солнечном сол€ном пруду.  огда температура в пруду составл€ет, например, + 20 Ц 40 ⁰—. 

 онечно, хладагент в этом случае должен быть направлен в обход котлована (на рисунке 4 показано пунктирной линией), что оправдано, когда вс€ вода в котловане замерзла. ќднако, использование источника теплоты; малой общей теплоемкостью и относительно высокой температуры, как остывающий рассол солнечного сол€ного пруда, не может в большинстве случаев стать энергетически равнозначным использованию даже только одного источника с большей общей теплоемкостью и с более низкой температурой. ѕоэтому преимущества совместного использовани€ зимой “Ќ“ѕ низкопотенциальных источников теплоты различных объемов: большого объема (котлована с замерзающей водой) с температурой ниже 0 ⁰— и малого (остывающего рассола солнечного сол€ного пруда) с температурой выше 0 ⁰— несомненно.

ѕосто€нное использование только теплоты пруда дл€ работы “Ќ“ѕ наиболее оправдано, когда в него есть поступление теплоты извне, будь то осенн€€ или весенн€€ солнечна€ энергии, или люба€ друга€.

ќсенью, недостаточно нагрета€ вода в котловане может быть заменена более теплой, если така€ имеетс€. »ли, она может быть нагрета до 15 Ц 25 ⁰— в период Ђбабьего летаї, за счет циркул€ции воды котлована через плоский солнечный коллектор. Ёто обеспечит на врем€ работу системы с более высоким коэффициентом трансформации теплоты, и в конечном итоге уменьшит расход топлива на привод компрессора в течение зимы. Ќагрев воды котлована, например, объемом в 100 м3 на 10 ⁰— позвол€ет аккумулировать более 3,9 √ƒж тепловой энергии дл€ зимнего периода.

¬торой важный момент, Ч это два контура испарени€ у “Ќ“ѕ. »збирательна€ работа контуров испарени€ Ч в зависимости от температуры уличного воздуха позвол€ет использовать теплый воздух, например, в оттепели, эконом€ теплоту котлована дл€ морозных периодов. Ёто в конечном итоге приводит к уменьшению объема котлована.

“ретий не менее важный момент, Ч это то, что дл€ привода компрессора не используетс€ электроэнерги€. »звестно, что 97 % стоимости жизненного цикла электродвигател€ расходуетс€, на электроэнергию и лишь 3 % составл€ет его покупна€ цена. ќколо ⅔ общего количества электрической энергии в мире расходуют электродвигатели.

¬ последнее врем€ (до экономического кризиса) особенно в энергодефицитных районах, был усилен контроль над исполнением »нструкции о пор€дке согласовани€ применени€ электрокотлов и других электронагревательных приборов (утв. ћинтопэнерго –‘ 24 но€бр€ 1992 г.).

¬ п. 5.1 данной »нструкции отмечено, что применение электроэнергии дл€ отоплени€ и гор€чего водоснабжени€ может рассматриватьс€ только при условии включени€ электронагревательных приборов в ночное врем€, оснащени€ их аккумул€торами тепла и автоматикой, исключающей работу в дневные часы. ¬ примечании к п. 5.2.1 также сказано, что технико-экономическое обоснование должно подтверждать экономию первичного топлива в случае применени€ электроотоплени€. Ќадо быть готовым к тому, что не будет исключением возврат к данной практике и после окончани€ кризиса.

 роме того дл€ привода компрессора используетс€ паропоршневой двигатель (водомЄт) у которого роль поршн€ выполн€ет рабоча€ жидкость. ј как известно, паровые машины малой мощности превосход€т по своим характеристикам паротурбинные.

„етвертый и п€тый, самые важные моменты.

ѕо данной технологии основной Ђпоставщикї низкопотепнциальной энергии на отопление Ц это замерзающа€ вода. “ак, при разовом промерзании котлована глубиной 2 м, количество выдел€емой энергии фазового перехода составл€ет 668 “ƒж⁄км². ≈сли эту энергию равномерно использовать “Ќ в течение 150 суток на отопление, то установленна€ мощность Ђвод€ной топкиї будет равна 51,5 ћ¬т⁄км².

Ёто сопоставимо с плотностью энергии залежей угл€ в районах его добычи Ч 30 ћ¬т⁄км², при этом коэффициент извлечени€ угл€ всего ≈ 25 %

 онечно, эти энергии различного потенциала и озвученные цифры должны быть приведены к одному знаменателю. ѕри этом надо учитывать, что к потребителю; в виде теплоты Ђдоходитї ⅟₇ Ц ⅟₁₀ часть энергии залежей угл€, а при использовании энергии воды, возобновл€емого источника, по предлагаемой технологии будет Ђдоходитьї ⁷⁄₁₀ Ц ⁹⁄₁₀ теплоты фазового перехода. —редн€€ плотность искусственной энергии, обусловленна€ хоз€йственной де€тельностью, равна всего 0,02 ћ¬т⁄км², т.е. в 10000 раз меньше плотности солнечной энергии (200 ћ¬т⁄км²). » только в отдельных местах земного шара этот показатель выше: в японии Ц 2 ћ¬т⁄км², в –урском районе ‘–√ Ц 20 ћ¬т⁄км².

ѕри удалении из помещени€ воздуха с температурой + 20 ⁰— и относительной влажностью 60 % конденсаци€ паров воды в воздуховоде котлована будет начинатьс€ уже при + 12 ⁰— (точка росы + 12 ⁰—). » при дальнейшем охлаждении, например, до 0 ⁰— будет конденсироватьс€ непрерывно. „ем глубже охлаждение, тем больше конденсируетс€ паров воды, тем глубже его осушение. —ледовательно, при охлаждении воздуха в воздуховоде, котлован будет аккумулировать теплоту, как за счет охлаждени€ воздуха, так и за счет конденсации паров воды.

Ўестое Ч источники теплоты (котлован с водой и солнечный сол€ной пруд) расположены р€дом. ѕри этом расположенный между ними грунт Ч это по существу аккумул€тор, который посто€нно пополн€етс€ энергией, тер€емой зданием через пол вниз.

ƒл€ данной системы теплоснабжени€ коэффициент использовани€ установленной мощности ( »”ћ) близок к 100 %, т.к. летом пруд и котлован используютс€ дл€ выработки холода.

“акой  »”ћ предложенной системы холодотеплоснабжени€ намного выше в сравнении с  »”ћ “Ё÷, особенно летом, когда потребность в теплоте минимальна, не говор€ уже об обычных котельных. «имой ночью  »”ћ “Ё÷ также не высокий, поскольку потребность в электроэнергии меньше, чем днем.

 онкурентоспособность энергогенерирующего предпри€ти€ (производства) в целом, как и машиностроительного предпри€ти€, представл€ет собой среднеарифметическое, или средневзвешенное, число конкурентоспособности отдельных видов энергии выпускаемых предпри€тием:

Ѕезым€нный 5.jpg

ќпира€сь на это общее положение, рассмотрим работу системы холодотеплоснабжени€, как обеспечивающей выработку холода и гор€чей воды в летний период и теплоты в зимний.

Ёкономическа€ эффективность предложенных систем напр€мую зависит от показател€ децентрализации потребител€ энергии Ч чем удаленнее потребитель от основных магистралей или чем он менее доступен, например, из-за болот, речек, оврагов и т.д., и чем меньше энергопотребление, тем более выгодно освоение системы холодотеплоснабжени€.

ќднако, сравнительную экономическую оценку теплоснабжени€ от сжигани€ дров и солнечной энергии, очень трудно привести к одному знаменателю. ¬едь экономические потери от вырубки леса выражаютс€ в уменьшении продуцировани€ кислорода, поглощени€ вредных газов, насыщени€ воздуха фитонцидами и т.д. Ћес дает 40 % кислорода земной атмосферы, а океан 60 %. ќхранно-защитные и рекреационные функции лесов, само собой, разумеетс€, €вл€ютс€ не перевозимыми.

ћожет быть использовано много методик и показателей оценки эффективности использовани€ ¬»Ё в сферах производства, быта, отдыха и т.д. Ёкономическа€ эффективность систем генерировани€ энергии обычно складываетс€ из социального, экономического и экологического эффектов, или из социально-эколого-экономической эффективности и она будет рассмотрена в других стать€х.

ѕри выборе архитектуры рассмотренной системы теплоснабжени€ (в частности, источников низкопотенциальной теплоты) и оценке еЄ энергетической эффективности учитывались климатические услови€ ќмской области, приведенные ниже (таблицы 10 Ц 17) из литературы .

“аблица 10 Ц —редн€€ суточна€ амплитуда температуры воздуха (ќмск, степна€) при €сном, полу€сном и пасмурном небе и вне зависимости от состо€ни€ неба (по характеристике нижней облачности)

—осто€ние неба

ћес€цы

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

ясно

8,0

10,2

12,5

12,9

16,1

16,6

15,8

15,8

16,5

14,0

9,1

7,8

ѕолу€сно

9,5

10,1

10,7

10,5

14,2

14,0

13,0

12,8

12,5

9,8

9,1

9,4

ѕасмурно

8,3

8,3

8,0

8,1

11,1

10,6

9,4

9,1

8,5

6,1

6,3

7,7

¬не зависимости от состо€ни€ неба

8,9

9,6

10,1

10,0

13,4

13,4

12,1

12,1

11,4

8,2

7,7

8,5

“аблица 11 Ц —уточный ход температуры воздуха в г. ќмске

„асы

ћес€цы

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Ц19,8

Ц19,8

Ц19,9

Ц19,9

Ц20,0

Ц20,0

Ц20,1

Ц20,2

Ц20,0

Ц19,4

Ц18,7

Ц18,0

Ц17,5

Ц17,4

Ц17,6

Ц18,3

Ц18,8

Ц19,1

Ц19,2

Ц19,4

Ц19,6

Ц19,7

Ц19,8

Ц19,8

Ц19,0

Ц19,3

Ц19,5

Ц19,6

Ц19,8

Ц19,9

Ц20,0

Ц19,9

Ц19,2

Ц18,2

Ц17,0

Ц16,1

Ц15,4

Ц15,0

Ц14,9

Ц15,2

Ц16,0

Ц16,7

Ц17,2

Ц17,6

Ц17,8

Ц18,0

Ц18,3

Ц18,6

Ц13,7

Ц14,0

Ц14,2

Ц14,6

Ц14,8

Ц14,9

Ц15,0

Ц14,1

Ц12,9

Ц11,6

Ц10,4

Ц9,4

Ц8,6

Ц8,2

Ц8,0

Ц8,2

Ц8,7

Ц9,7

Ц10,6

Ц11,2

Ц11,7

Ц12,2

Ц12,6

Ц13,1

Ц1,3

Ц1,6

Ц2,0

Ц2,3

Ц2,4

Ц2,2

Ц1,2

Ц0,1

1,3

2,4

3,3

4,1

4,7

5,0

5,2

5,1

4,7

4,0

2,8

1,7

1,2

0,5

Ц0,1

Ц0,7

6,6

6,1

5,8

5,4

5,7

7,0

8,7

10,1

11,6

12,7

13,5

14,3

14,9

15,1

15,3

15,2

14,8

14,2

13,2

11,5

10,0

9,0

8,2

7,3

12,2

11,6

11,1

10,9

11,9

13,5

15,1

16,5

17,8

18,8

19,7

20,3

20,9

21,0

21,1

20,9

20,7

20,2

19,3

17,4

15,8

14,5

13,6

12,8

14,2

13,7

13,3

13,1

13,8

15,4

16,9

18,2

19,5

20,6

21,4

22,0

22,4

22,6

22,6

22,5

22,2

21,5

20,5

18,9

17,3

16,2

15,4

14,7

12,2

11,7

11,4

11,1

11,0

12,1

13,7

15,3

16,9

18,2

19,1

19,8

20,3

20,5

20,6

20,5

20,0

19,2

17,6

15,7

14,5

13,7

13,0

12,5

7,7

7,3

7,0

6,7

6,4

6,3

7,3

8,7

10,4

12,0

13,3

14,2

14,8

15,1

15,2

14,9

14,3

12,8

11,3

10,3

9,5

8,9

8,4

8,0

0,1

Ц0,1

Ц0,4

Ц0,6

Ц0,8

Ц1,0

Ц0,9

Ц0,3

0,8

1,8

2,8

3,8

4,4

4,6

4,6

4,2

3,3

2,4

1,8

1,4

1,0

0,6

0,3

0,2

Ц9,4

Ц9,6

Ц9,7

Ц9,8

Ц9,9

Ц9,9

Ц9,9

Ц9,9

Ц9,5

Ц8,9

Ц8,2

Ц7,6

Ц7,2

Ц7,0

Ц7,2

Ц7,7

Ц8,2

Ц8,5

Ц8,7

Ц8,9

Ц9,0

Ц9,2

Ц9,3

Ц9,4

Ц16,8

Ц16,8

Ц16,8

Ц16,9

Ц16,9

Ц17,0

Ц17,0

Ц17,0

Ц16,9

Ц16,5

Ц16,1

Ц15,6

Ц15,3

Ц15,3

Ц15,6

Ц16,0

Ц16,3

Ц16,4

Ц16,5

Ц16,6

Ц16,6

Ц16,7

Ц16,8

Ц16,7

—редн€€ за 24 часа

 

Ц19,2

 

Ц17,8

 

Ц11,8

 

1,3

 

10,7

 

16,6

 

18,3

 

15,9

 

10,4

 

1,4

 

Ц8,9

 

Ц16,5

—уточна€ ампли-туда

 

2,8

 

5,1

 

7,0

 

7,6

 

9,9

 

10,2

 

9,5

 

9,6

 

8,9

 

5,6

 

2,9

 

1,7

“аблица 12 Ц —редн€€ мес€чна€ температура воздуха лесостепной зоны ќмской области (при среднегодовой в г. ќмске Ч +0,3 ⁰—, –усской ѕол€не (–. ѕ.) Ч +0,4 ⁰—)

—танци€

ћес€цы

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

ќмск

Ц19,4

Ц17,9

Ц11,0

1,0

11,3

16,8

19,4

16,5

11,0

1,9

Ц9,5

Ц16,5

–. ѕ.

Ц19,1

Ц18,5

Ц12,5

1,1

11,6

18,0

19,5

16,8

11,2

2,2

Ц8,9

Ц16,8

“аблица 13 Ц ƒата первого и последнего заморозка и продолжительность безморозного периода

 

—танци€

ƒата заморозка

ѕродолжительность безморозного периода (дни)

последнего

первого

сред-н€€

сама€ ранн€€

сама€ поздн€€

сред-н€€

сама€ ранн€€

сама€ поздн€€

сред-н€€

наимень-ша€

наиболь-ша€

ќмск

„ерлак

22 V

16 V

7 V

20 IV

12 VI

29 V

14 IX

21 IX

22 VIII

5 IX

6 X

5 X

114

127

87

103

145

145

“аблица 14 Ц —редние даты наступлени€, прекращени€ и продолжительность устойчивых морозов

—танци€

”стойчивый мороз

наступление

прекращение

ѕродолжительность (дни)

ќмск

„ерлак (54 ⁰ с. ш.)

10 XI

15 XI

31 III

31 III

142

137

“аблица 15 Ц —редн€€ мес€чна€, максимальна€ и минимальна€ температуры (⁰—) поверхности почвы –усской ѕол€ны (ѕочва Ч чернозем)

“емпература

ћес€цы

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

—редн€€

—ред. максим.

јбс. максимум

—редн. миним.

јбс. минимум

Ц19

Ц13

4

Ц25

Ц45

Ц18

Ц11

6

Ц25

Ц48

Ц12

Ц2

19

Ц19

Ц44

3

15

47

Ц6

Ц30

15

34

55

2

Ц16

23

42

64

10

Ц3

24

44

65

12

2

20

38

56

10

Ц4

13

29

50

4

Ц7

2

12

34

Ц4

Ц28

Ц8

Ц3

18

Ц13

Ц41

Ц16

Ц11

4

Ц21

Ц46

“аблица 16 Ц —редн€€ мес€чна€ и годова€ температуры почвы (⁰—) по выт€жным термометрам

√лубина, м

ћес€цы

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

ќмск, степна€ (почва Ч мелкий суглинок темно-серый)

0,4

0,8

1,6

3,2

Ц5,5

Ц1,8

0,9

4,0

Ц5,6

Ц2,5

0,3

3,0

Ц4,2

Ц2,2

Ц0,1

2,4

0,4

Ц0,4

Ц0,1

2,0

7,0

3,5

0,9

1,9

12,7

8,9

4,9

2,8

16,1

12,7

8,8

4,8

15,7

13,7

10,7

6,6

11,7

11,4

10,3

7,6

5,6

7,2

8,1

7,7

0,0

2,9

5,1

6,7

Ц4,1

Ц0,3

2,4

5,3

–усска€ ѕол€на (почва Ч чернозем, с 0,35 м глина с примесью солонца и песка)

0,4

0,8

1,6

3,2

Ц8,0

Ц4,9

Ц0,5

3,6

Ц7,9

Ц5,6

Ц2,1

2,4

Ц6,4

Ц4,9

Ц2,6

1,6

Ц0,7

Ц0,7

Ц1,3

1,0

8,4

5,1

0,9

1,0

14,2

10,5

5,0

2,0

17,5

14,5

9,6

4,5

17,0

15,2

11,7

6,5

13,4

12,9

11,5

7,9

6,5

7,8

9,0

8,0

0,3

2,6

5,5

7,0

Ц4,1

Ц1,7

Ц2,1

5,4

“аблица 17 Ц —редн€€, наибольша€ и наименьша€ глубина проникновени€ температуры 0 ⁰— в почву (см) (под естественным покровом)

√лубина проникновени€

X

XI

XII

I

II

III

IV

V

VI

ќмск, степна€

—редн€€

Ќаибольша€

Ќаименьша€

Х

26

0

67

105

0

107

144

76

138

160

105

158

190

120

171

212

133

172

212

130

121

220

0

Х

200

0

„ерлак

—редн€€

Х

78

121

145

152

154

148

0

ѕримечание. √лубины наблюдени€: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,2; 1,6 и 2,4 м.

Ќуль (0) обозначает, что температура 0 ⁰— в почве не достигает глубины самого близкого к поверхности термометра.

“очка (Х) обозначает, что в данном мес€це более чем в 50 % лет температура 0 ⁰— в почве не достигает глубины самого близкого к поверхности термометра

јвтор: ќсадчий √еннадий Ѕорисович, инженер, автор 140 изобретений ———– 

  • ƒата публикации: 20.07.2015
  • 1777
ќќќ Ђƒ≈Ћќ¬џ≈ —»—“≈ћџ —¬я«»ї
ќтраслевой информационно-аналитический портал, посв€щЄнный энергетике Ѕеларуси. јктуальные новости и событи€. ѕодробна€ информаци€ о компани€х, товары и услуги.
220013
–еспублика Ѕеларусь
ћинск
ул. ул. Ѕ. ’мельницкого, 7, офис 310
+375 (17) 336 15 55 , +375 (25) 694 54 56 , +375 (29) 302 40 02 , +375 (33) 387 08 05
+375 (17) 336 15 56
info@energobelarus.by
ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

191611654
5
5
1
150
150