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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fuentes de calor de bajo potencial. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía Los recursos de energía secundaria (SER) son residuos de calor de la producción tecnológica de empresas industriales, municipales, domésticas, residenciales y otras instalaciones. Las aguas geotérmicas de flujo propio también se pueden atribuir a la categoría de WER; manantiales de aguas termales, cuyo calor no se utiliza en balneología; gas asociado quemado durante la producción de petróleo; producido aceite caliente, etc. Los temas de economía de combustible mediante el uso de VER en los últimos años se han convertido en un problema urgente, y son una tarea nacional. Los consumidores industriales utilizan actualmente más del 60% de todo el combustible producido y alrededor del 70% de toda la electricidad generada. La eficiencia del uso de la energía en los procesos tecnológicos es todavía baja y asciende a sólo el 35-40%. En el período hasta 1991, la situación con la utilización de VER en la industria mejoró, sin embargo, el ahorro real de combustible logrado debido al calor de VER en relación con el posible es del 30-32%, incluso en la refinación de petróleo y la petroquímica. industria - 40%, en metalurgia ferrosa - 40%, en química - 25%. Una de las formas efectivas de utilizar el calor del VER fue la producción de frío para empresas cuyos procesos tecnológicos lo requerían a varias temperaturas de enfriamiento. Cabe señalar que la mayoría de las empresas de las industrias química, petroquímica y otras son industrias intensivas en frío y, al mismo tiempo, se caracterizan por la presencia de una cantidad bastante grande de SER no utilizado en forma de vapor, agua caliente, antorcha vertidos, gases calientes, etc. Pero a la hora de decidir el uso racional y eficiente de VER, no hay que olvidar que junto con la obtención de frío también se pueden llevar a cabo procesos de transformación de calor desde un nivel de baja temperatura a uno más alto y viceversa. Una fuente pública de calor de bajo potencial es el aire atmosférico, que se usa ampliamente para pequeñas instalaciones de bombas de calor: HPI (apartamento, casa). Sin embargo, las bajas temperaturas del aire, su baja capacidad calorífica y coeficiente de transferencia de calor no permiten alcanzar indicadores de eficiencia energética aceptables para grandes instalaciones, en particular estaciones de alta presión, a cuyos evaporadores es necesario suministrar grandes caudales de calor. Los depósitos grandes que no se congelan son valiosos como fuentes de calor para HPP. Estos incluyen, por ejemplo, el Mar Negro, el Mar Caspio en las partes media y sur, el lago Issyk-Kul. En la costa del Mar Negro del Cáucaso y Crimea, las centrales hidroeléctricas funcionan con agua de mar, cuya temperatura en invierno en estas áreas no desciende por debajo de los 8 °C. Particularmente efectivo es el uso durante todo el año del calor del agua de mar (con una temperatura de 20-25 ° C en verano) para el suministro de agua caliente HPI, que es una carga significativa en las ciudades y centros turísticos del sur. En los períodos de transición e invierno del año, el agua fría de los embalses, el aire exterior con una temperatura superior a 0°C, así como las rocas (tierra) se pueden utilizar en HPI. La fuente de calor de bajo potencial puede ser aguas geotérmicas de baja mineralización, energía solar almacenada con la ayuda de instalaciones solares y acumuladores de calor. Sin embargo, las principales fuentes de calor para grandes HPI deben considerarse fuentes artificiales: desperdicio de calor. El rápido crecimiento del consumo de energía conlleva tanto el agotamiento de los recursos naturales como la contaminación térmica de la biosfera. Por ejemplo, las centrales térmicas, incluidas las centrales nucleares, descargan entre el 50 y el 55 % de la energía del combustible con agua de refrigeración. En ocasiones, el factor decisivo a la hora de elegir un lugar para la construcción de una central térmica (CN) es la presencia de depósitos naturales que puedan absorber el calor residual sin dañarlo mucho. Las empresas industriales consumen grandes cantidades de agua para enfriar máquinas y fluidos de trabajo en varios procesos tecnológicos. El volumen de agua reciclada y reutilizada en la industria en 1966 en nuestro país fue de km3/año, y en 1980 fue de 132 km3/año, o sea el 61% del agua utilizada por toda la industria. Estos "ríos termales" tienen una temperatura de 20-40°C todo el año, lo que prácticamente no permite el aprovechamiento directo del calor, y se enfrían en torres de refrigeración u otros enfriadores evaporativos, cediendo parte del agua a la atmósfera junto con calor. Al reemplazar las torres de enfriamiento con evaporadores HPI, el grado de enfriamiento del agua (diferencia de temperatura) manteniendo su caudal debe permanecer en promedio alrededor de 10°C. La concentración de flujos de calor en los sistemas de suministro de agua circulante se puede estimar usando el ejemplo de una de las plantas de automóviles más grandes. El volumen total de agua reciclada es de unos 75 mil m3/h, organizados en bloques de agua de (10-12) mil m3/h. Se suministra agua para refrigeración con una temperatura de 30-40°C durante todo el año y se enfría a 15-20°C. En general, la planta libera 1300 MW de calor a la atmósfera. Las refinerías de petróleo y las plantas químicas también son fuentes poderosas de recursos energéticos secundarios (SER). Por tipo, los VER se dividen en tres grupos principales:
Las fuentes de calor VER se pueden utilizar en convertidores de calor de amoníaco (ATC) y en instalaciones de bombas de calor. En las instalaciones de bomba de calor se puede utilizar calor de baja temperatura (20-60°C), para AHT - bajo y medio potencial al nivel de 80-160°C, así como calor de alto potencial (160-400 ºC). Una tarea particularmente urgente es la utilización del calor contenido en el agua de proceso. Si asumimos aproximadamente que en el volumen total (en el país) del suministro de agua circulante, solo el 75% del agua está sujeta a enfriamiento, es decir aproximadamente 120 km3 por año (según el nivel de 1985), y la diferencia de temperatura es de 10°C, entonces la descarga organizada de calor de bajo grado por parte de la industria es de más de 5 mil millones de GJ por año. El agua que alguna vez consumieron las empresas industriales (alrededor del 40% del volumen total) finalmente se canaliza hacia depósitos naturales. Con los requisitos modernos para la protección del medio ambiente, las aguas residuales tanto industriales como domésticas, antes de ser vertidas a los cuerpos de agua, deben someterse a un complejo sistema de tratamiento en plantas de tratamiento de agua o en estaciones de aireación (en las grandes ciudades). En Moscú, por ejemplo, varias estaciones de aireación vierten más de 5 millones de m3/día al río Moscú. agua purificada con una temperatura de 16-22 °; junto con el agua, también ingresa un flujo de calor de 3-4 millones de kW. Las estaciones de aireación operan en San Petersburgo, Samara y otras ciudades. Muchos millones de metros cúbicos de agua se vierten en ríos, bahías, embalses, junto con calor que se puede utilizar en HPP y convertir el calor de baja calidad en calor de una temperatura más alta, lo que puede satisfacer una cierta parte de las necesidades y reducir el consumo de combustible. consumo.
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