автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Повышение эффективности тепловых двигателей утилизацией тепла отработавших газов с применением теплонасосной установки

На правахрукописи

ЛОБАН МАЛЬВИНА ВАСИЛЬЕВНА

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ УТИЛИЗАЦИЕЙ ТЕПЛА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕПЛОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

05.04.02. - тепловые двигатели

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -2004 г.

Работа выполнена на кафедре теплотехники и турбомашин инженерного факультета Российского университета дружбы народов

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент ШаталовИ.К.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор КустарёвЮ.С

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Соколов Ю. Н.

Ведущая организация:

Научно-производственное предприятие «АГРОДИЗЕЛЬ»

Защита диссертации состоится 25ноября 2004г. в 15 часов,

на заседании диссертационного совета К 212.203.12 в Российском университете

дружбы народов по адресу: 117302, Москва, ул. Орджоникидзе, 3

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6

Автореферат разослан

октября 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета К 212.203.12, кандидат технических наук, доцент

Л.В. Виноградов

ZOOS- 4 ^

1--ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

' ^ I Актуальность исследования. Наряду с такими способами повышения экономичности, как совершенствование рабочих процессов в дизелях, увеличение начальной температуры газа, степени повышения давления и улучшения рабочих характеристик тепловых двигателей весьма эффективным путем более рационального использования энергии сжигаемого топлива является утилизация тепла отработавших газов (ОГ).

Тепловые двигатели являются основными потребителями органического топлива, именно поэтому на них и приходится большая часть вредных выбросов. Данная работа посвящена проблеме снижения потребления топлива тепловыми двигателями путем использования вторичных энергоресурсов и тем самым направлена на решение проблемы снижения вредных выбросов с отработавшими газами и улучшения общей экологической обстановки.

В работе исследуются возможности утилизации отработавших газов тепловых двигателей, в частности дизельных и ГТУ, а так же возможности использования низкопотенциального тепла источников как естественного (естественные водоемы, воздух, добываемая горячая нефть, теплота сжигаемого попутного газа и т.д.), так и искусственного происхождения (тепловые отходы технологических производств промышленных предприятий, коммунальных, бытовых, жилых и других объектов).

Рассмотренная в работе схема утилизации тепла отработавших газов дизеля и ГТУ включает в себя теплонасосную установку (ТНУ), существенной особенностью которой является привод компрессора, осуществляемый непосредственно тепловым двигателем.

ТНУ, осуществляя обратный термодинамический цикл на низкокипящем рабочем веществе, используют возобновляемую низкопотенциальную тепловую энергию из окружающей среды, повышая ее потенциал до уровня, необходимого для теплоснабжения. Независимо от типа привода компрессора на единицу затраченного топлива с помощью ТНУ можно получить в 1,5-2 раза больше тепла, чем при прямом сжигании топлива. Поэтому естественно, что ТНУ интенсивно вытесняют традиционное теплоснабжение и согласно прогнозам Мирового энергетического комитета к 2020г. 75% теплоснабжения в развитых странах будет осуществляться с помощью ТНУ. И хотя в ТНУ с приводом от тепловых двигателей все же имеются вредные выбросы продуктов сгорания в атмосферу, количество потребляемого топлива и выбросов здесь до 2-3 раз меньше, чем в котельных, и до 4-6 раз меньше, чем на ТЭЦ. В силу вышеперечисленных причин в Минтопэнерго РФ существует программа "Развитие нетрадиционной энергетики России на 2001-2005 го<)ы", включающая в себя большой раздел по развитию и внедрению ТНУ в том числе с приводом от теплового двигателя.

Из всего сказанного выше можно сделать следующий вывод -комбинированная выработка энергии и углубленная утилизация тепла ОГ тепловых двигателей являются одним из основных направлений энергосбережения в России к мировой энергетике в целом в ближайший и отдаленный периоды её развития. Таким обпазом, решаемые к работе вопросы

направлены на повышение экономии топ

БИБЛИОТЕКА

БИБЛИОТЕКА J

веществ в атмосферу вместе с отработавшими газами тепловых двигателей, снижение тепловых выбросов, значительно влияющих на экологическое состояние, что и определяет актуальность данной диссертационной работы.

Цель работы: улучшение экономических и экологических показателей тепловых двигателей путем углубленной утилизации тепла вторичных энергоресурсов с использованием теплонасоснойустановки.

Задачи исследования:

1. провести расчетно-теоретический анализ эффективности ТНУ с учетом

потерь в её элементах и их влияния на коэффициент преобразования;

2. разработать математическую модель и программу расчета основных

показателей ТНУ на ПЭВМ при работе на различных рабочих агентах;

3. разработать аналитические зависимости для определения температуры и

теплоты отработавших газов дизеля на основе анализа экспериментальных данных;

4. провести расчетно-теоретический анализ утилизации теплоты отработавших

газов дизеля с включением в схему ТНУ;

5. провести расчетно-теоретический анализ использования теплоты топлива

ГТУ с утилизацией теплоты отработавших газов без ТНУ и с включением ТНУ в схему утилизации отработавших газов ГТУ;

6. оценить влияние рабочего агента на процесс сжатия в компрессорах разного

типа;

7. подтвердить расчетно-теоретическим анализом и экспериментально влияние

типа рабочего агента на эффективность работы ТНУ.

Объект исследования. Экспериментальная часть по влиянию различных рабочих агентов на работу теплонасосной установки выполнена на экспериментальном стенде, созданном в лаборатории кафедры теплотехники и турбомашин Российского университета дружбы народов.

Научная новизна работы, состоит:

• в получении конкретных количественных результатов по повышению

эффективности использования сжигаемого в дизеле и ГТУ топлива в схеме их работы с теплонасосной установкой;

• в разработке математической модели и программы расчета теплонасосной

установки на разных рабочих агентах;

• в получении впервые аналитических зависимостей для определения

температуры и количества теплоты отработавших газов дизеля, позволяющих вести расчеты на ПЭВМ;

• в проведении сравнительного анализа различных типов компрессоров на

разных рабочих агентах;

• в подтверждении теоретическим расчетом и экспериментальными данными

влияния типа рабочего агента на процесс сжатия в компрессоре теплонасосной установки и на эффективность её работы.

Практическая значимость работы заключается в том, что:

• при реализации предложенных схем утилизации отработавших газов дизеля и

газотурбинной установки достигается повышение их эффективности

за счет использования теплоты низкопотенциального *источника с помощью теплонасосной установки; •использование уточненной методики расчета теплонасосной установки с учетом потерь в отдельных элементах позволяет уже на предварительном этапе получить количественные результаты по её эффективности.

Реализация результатов работы. Результаты проведенного

исследования используются , при выполнении научных работ кафедры теплотехники и турбомашин Российского университета дружбы народов, а также при подготовке аспирантов кафедры.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-технических конференциях Российского университета дружбы народов на заседании секции «Теплотехники и турбомашин» (г. Москва, 2000-2004 г.). Диссертационная работа заслушана и одобрена на совместном заседании кафедр теплотехники и турбомашин и комбинированных двигателей внутреннего сгорания в 2004 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано шесть научных статей.

Структура и объем работы. Диссертация содержит:

• 130 страниц основного текста, состоящего из содержания, введения, пяти

глав, включающих в себя 66 рисунков и 15 таблиц, и выводов;

• список использованной литературы из 120 наименований на 11 страницах;

• приложение.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы повышения экономичности и экологической безопасности работы тепловых двигателей путем их включения в схему углубленной утилизации тепла отработавших газов с применением теплонасосной установки.

В первой главе диссертации проведен анализ существующих способов утилизации тепла отработавших газов тепловых двигателей, включая схемы с ТНУ. Рассмотрена классификация и принцип действия ТНУ, а также рабочие тела и источники вторичных энергоресурсов. Проанализированы основные причины, сдерживающие развитие теплонасосной техники в России и СНГ.

Наиболее типичными способами утилизации тепла отработавших газов тепловых двигателей являются: теплофикационные ГТУ, ПГУ с котлом утилизатором, а также дизельные утилизационные установки, которые в настоящее время по экономичности и ресурсам не имеют себе равных среди других аналогичных агрегатов (коэффициент использования топлива - до 85 — 90%). Учитывая также минимальные сроки монтажа и ввода в эксплуатацию, возможность работы на жидких и газообразных топливах, в том числе дешевых низкокалорийных гачах и мазутах, простоту обслуживания и большие сроки службы, электростанции мощностью до 10 МВт с поршневыми двигателями имеют высокую экономичность и быструю окупаемость. А в послелнее время, когда малая энергетика получает широкое развитие в Европейской части

России (Владимирская, Нижегородская, Калужская области, Подмосковье, Краснодарский край и т. д.), особенно востребованными становятся установки с поршневыми двигатель-генераторами, работающими на газообразном топливе. Крупные потребители проявляют большой интерес к децентрализованным источникам энерго- и теплообеспечения своих предприятий. За рубежом и в России все чаще для таких целей внедряются так называемые, когенерационные технологии, т.е. установки комбинированной выработки тепловой и электрической энергии, включающие в себя генераторы с приводом от четырехтактных газопоршневых двигателей, использующих в качестве топлива природный газ. Тепловая же энергия вырабатывается в результате утилизации отводимого от двигателей тепла.

Основной областью предпочтительного применения теплофикационных ГТУ является область невысоких степеней изменения давлений в компрессоре и турбине, когда внутренние потери из-за неизоэнтропности процессов сжатия и расширения рабочего тела невелики.

В таб. 1 приведены некоторые данные по успешно эксплуатируемым в России ГТУ с использованием тепла ОГ в теплофикационных целях.

Таблица 1.

Наименование величин Изготовитель, тип ГТУ

ХТЗ, ГТЭ-45 ЛМЗ, ГТЭ-150 «Рыбинские моторы», ПТ-110, 1996

1989 1995

Номинальная мощность, МВт 54 131 161 110

кпд, % 28 31 31.5 36

Начальная температура газов, °С 900 950 1100 1210

Утилизированное тепло ОГ, МВт 100 205 280 155

ПГУ с котлом-утилизатором позволяет получить более высокий КПД цикла. При работе на природном газе КПД ПГУ ведущих фирм мира, таких как «Вестингауз», «Дженерал электрик», «Сименс» и «АББ», достигает 55%, а эксплуатационные показатели даже превосходят показатели привычных для энергетики паровых энергоблоков.

Преимуществами ПГУ, кроме высокой экономичности, являются умеренная удельная стоимость, слабое воздействие на окружающую среду, возможность сооружения за короткое время и, если необходимо, поэтапно. Эти преимущества в полной мере проявляются при доступной и невысокой стоимости природного газа. Экономичность ГТУ и ПГУ с ними можно оценить следующими цифрами, приведенными в таблице 2.

Таблица 2.

| Начальная температура газов, °С |[_1200 II 1300 Л 1400 II 1500 |

[КПД ГТУ, % ¡133 1135 ¡37 1138.5 1

[КПД ПГУ,% 50 ¡52 II 55 1158 |

Одним из путей снижения затрат топлива в энергетике является использование энергии низкопотенциильных источников теплоты с помощью теплонасосных установок ТНУ, которые дают возможность утилишровать

низкопотенциальную энергию как источников естественного так и искусственного потенциала. В России накоплен, к сожалению, небольшой опыт по внедрению ТНУ в различных отраслях народного хозяйства, в том числе и в энергетике. В последние годы все более актуальной становится идея комплексного использования вторичных энергоресурсов, в частности, ОГ дизеля и ГТУ, включением в схему утилизации ТНУ.

В настоящее время созданы и эксплуатируется миллионы ТНУ, отличающихся по тепловым схемам, рабочим агентам, используемому оборудованию и т.д. Наибольшее распространение получили фреоновые ТНУ, выполненные по парокомпрессионному теплонасосному циклу, схема и процесс работы, которых представлены на рис. 1 и рис.2.

Рис. 1. Идеальный цикл ТНУ: 1 -2 - сжатие; 2-3 - конденсация; 3-4 -переохлаждение; 4-5 - дросселирование; 5-1 - передача теплоты в испарителе

При кипении в испарителе рабочий агент (фреон, аммиак или другое легкокипящее вещество) отнимает тепло низкого потенциала. Пар рабочего агента, сжатый в компрессоре, поступает в конденсатор, где конденсируясь отдает на более высоком температурном уровне тепло фазового перехода потребителю. Конденсат рабочего агента частично охлаждается в переохладителе, дросселируется и вновь поступает в испаритель.

Основным показателем эффективности ТНУ является

коэффициент преобразования - ц = >

представляющий собой отношение отданной в конденсаторе потребителю теплоты Q к затраченной в компрессоре работе Ц.

Кроме того, коэффициент преобразования идеального цикла может быть выражен с помощью граничных температур (температура на выходе из конденсатора и на входе в испаритель

Действительный коэффициент преобразования будет отличаться or идеального на величину, учитывающую все потери в ТНУ, которые подробно рассмотрены во второй главе диссертации

где - коэффициент, учитывающий все потери; \i - коэффициент

5

преобразования идеального цикла ТНУ (обратного цикла Карно).

На рис. 3 показана зависимость идеального и действительного коэффициента преобразования ц от разности граничных температур.

10 20 30 40 50 60 70 80 ДТ,К Рис. 3. Зависимость коэффициента преобразования от разности граничных температур:_- расчет;--опыт;-.-.-. - опыт

Как показывает анализ литературных источников, есть все основания полагать, что в России эффект от внедрения ТНУ будет не меньшим, а возможно и большим, чем в ряде других стран. Сложившееся в нашей стране положение с ТНУ можно объяснить следующими причинами: последовательной многолетней ориентацией на первоочередное развитие теплофикации; отнесением вопросов, связанных с децентрализованным теплоснабжением, к разряду второстепенных; отсутствием механизмов, стимулирующих внедрение ресурсосберегающих технологий и развитие новой техники; отсутствием крупных программ, и системных исследований, направленных на раскрытие потенциальных возможностей ТНУ.

Анализируя работы по данной тематике немецких ученых, таких как Хайнрих, английских - Рей и Макмайкл, отечественных ученых Мартыновского В.С., Розенфельда Л.М., монографии которых не утратили своей новизны и актуальности и по сей день, современных авторов, занимающихся вопросами ТНУ и утилизации с их помощью тепла вторичных энергоресурсов, - Калниня И.М., Быкова А.В., Проценко В.П., Соколова ЕА, Бродянского В.М. и некоторых других, следует отметить, что в них имеются существенные пробелы, которые необходимо исследовать в дальнейшей работе. В частности -отсутствует универсальная методика расчета ТНУ, не исследовано влияние тепловых и механических потерь в её элементах (компрессоре, дросселе, теплообменниках) на эффективность установки.

Для определения эффективности схемы утилизации вторичных энергоресурсов тепловых двигателей с одновременным использованием ТНУ, определяющим является не коэффициент преобразования, а коэффициент использования первичного топлива. Для схемы утилизации тепловой двигатель+ТНУ под коэффициентом использования топлива (КИТ) подразумевается отношение отданной потребителю энергии к химической теплоте израсходованного топлива.

• При определении коэффициента использования топлива и условий

б

совместной работы ТНУ с тепловым. двигателем большинство авторов за основу брали теоретический цикл Дизеля (для дизеля), Отто (для двигателя с воспламенением от искры) и Брайтона (для ГТУ). Использование таких простейших термодинамических зависимостей дает , существенные погрешности, особенно применительно к реальному циклу ГТУ, Так при тск =16 КПД цикла Брайтона составляет, более 0,5, в то время как в реальных ГТУ с температурой газа 550...1000°С эффективный КПД без регенерации тепла не превышает 0,3. , - ,

При расчете утилизации ОГ тепловых двигателей весьма важным является определение реальной температуры ОГ, в особенности для дизеля с турбонаддувом, существующие методики ее" определения громоздки и дают существенную погрешность.

Рассматривая сжатие в компрессоре, процессы теплообмена и дросселирования авторы не учитывали, что у большинства фреонов и других рабочих тел показатель адиабаты существенно ниже, чем у воздуха и двухатомных газов (1с=Ср/Су=1,4), а газовая постоянная намного выше. Это приводит к тому, что для сжатия этих рабочих агентов необходимо применять многоступенчатые лопаточные машины, причем потери в них существенно отличаются от воздушных машин.

Последние исследования показали, что рабочие агенты на основе фтора и хлора опасны для озонового слоя (по Монреальскому протоколу). Это привело к использованию малотоксичных фреонов, типа R-134a, R-22 и некоторых других, использование которых в ТНУ пока недостаточно исследовано.

Важный вопрос - как будет влиять температура окружающей среды на установку, состоящую из ТНУ и дизеля, ТНУ и ГТУ также не исследован, хотя известно, например, что мощность ГТУ уменьшается на 0,8... 1,4% при увеличении температуры воздуха на один градус.

Во второй главе диссертации проводится расчетно-теоретический анализ потерь в отдельных элементах ТНУ, а также исследуется их влияние на коэффициент преобразования ц. Все необходимые расчеты произведены по разработанной методике и созданной программы для определения основных параметров ТНУ на разных рабочих агентах на ПЭВМ.

Потери в ТНУ можно разделить на:

"внутренние потери, связанные с процессами внутри установки - потери в дросселе и компрессоре (при всасывании и при сжатии рабочего агента),

•внешние потери, замыкающиеся на процессы теплообмена рабочего агента с верхним и нижним источниками тепла - потери в конденсаторе, переохладителе и испарителе.

Величины внешних и внутренних потерь определяются типом оборудования, размерами его основных элементов, а так же условиями эксплуатации ТНУ. Внешние потери обусловлены внешней необратимостью в теплообменных аппаратах, входящих в состав ТНУ.

Потери в конденсаторе и испарителе происходят из-за наличия конечной разности температур между конденсирующимся (испаряющимся) агентом и вьвваны разностью между температурой теплопотребителя (источника низкопотенциального тепла) и температурой кипения (испарения) рабочего

агента в конденсаторе (испарителе). Увеличение температурных напоров в конденсаторе и испарителе на 1 К приводит к уменьшению коэффициента преобразования на 4-5% (рис. 4.). Для повышения коэффициента преобразования необходимо стремиться к снижению температурных напоров в теплообменниках ТНУ, но это приведет к увеличению габаритов и металлоемкости конструкции и к увеличению себестоимости ТНУ.

Потери в переохладителе из-за незначительной разности температур при переохлаждении рабочего агента мало сказываются на энергетических затратах, тем более, что тепло переохлаждения по расчетным данным составляет небольшую долю тепла отдаваемого теплонасосной установкой потребителю. Так, наибольшее количество теплоты отдается в конденсаторе, в том числе при охлаждении пара - 18% (для R-22) и при конденсации - 75%, на долю переохладителя в общем балансе тепла приходится только 7-8%.

Внутренние потери имеют место: при сжатии рабочего агента в компрессоре (этот источник необратимых потерь приводит к наиболее существенному отличию от идеального процесса и к значительной затрате дополнительной работы); при всасывании рабочего агента в компрессор (из-за теплообмена в трубопроводе и цилиндрах компрессора, смешивания с рабочим агентом, из-за дросселирования рабочего агента при проходе через клапаны); при дросселировании рабочего агента (для разных рабочих агентов этот источник потерь колеблется в довольно широких пределах, а наибольшее значение принимает для веществ с низкой положением критической точки)

Влияние граничных температур на коэффициент преобразования ТНУ удобнее исследовать, воспользовавшись методом малых отклонений.

Продифференцировав выражение для коэффициента преобразования ^ = у _-р >

были получены Т

к. ----—Ик, =

X -Т Т -Т

коэффициент преобразования р.

следующие зависимости

- коэффициенты влияния граничных температур на

123456789 10 И Температурный напор ДТк=ДТи, К

Рис.4. Влияние температурных напоров в испарителе и конденсаторе на коэффициент преобразования ТНУ

ео г

9 «

1

II '1 .......1 (Ти=270 К) _

|

1

1 ----2(Ти-290> 1 /-Г..-ИП1 У

1 0-

' 1 _

1 К:

1

1

«9211««

90 X 9) Г«ТцК

Рис. 5. Зависимость коэффициентов влияния от граничных температур и их разности

На рис.5, приведены зависимости К и кг от разности граничны температур. Так, например, при Ти=290 К и ДТ=ЗО К - К1=10. ЭТО значит, чт при этой же температуре Т„=290 К изменение АТ верхнего источника (тепле потребителя) на 1%, т.е. на 3 К, приведет к изменению коэффициент преобразования на 10%. Характер изменения коэффициента влияния К!=[к; остается практически одинаковым для широкого диапазона температур Ти.

Для того чтобы не допустить попадания жидкой фазы рабочего агента компрессор, перед сжатием осуществляется перегрев, также влияющий н работу установки. Для фреонов наиболее характерная степень перегрев рабочего агента перед компрессором 10-30°С. Для анализа влияния перегрев на параметры ТНУ был проведен расчет для нескольких значений степей перегрева - от 0 до 40°С. Установлено, что перегрев рабочего агента приводит увеличению работы компрессора, причем прирост работы неодинаков дл различных рабочих агентов. Наименьшее влияние перегрева сказывается пр работе на фреоне Я-142Ъ и более значительно для фреонов Я-134а и Я-2! Таким образом, чтобы обеспечить надёжную работу компрессора - перегре рабочего агента должен быть минимальным.

В третьей главе проанализирована работа дизельного двигателя и ГТУ совместно с ТНУ. Дана методика расчета основных параметров дизеля, определены его температурные характеристики, в частности температура и количество тепла отработавших газов на выходе из турбокомпрессора.

Предложены зависимости для определения основных параметров дизеля: • энтальпия отработавших газов:

ОнС-Л.-Ч'Е),

'-=СР-гТГ=С,.«Тк+~

аЛ

•суммарные потери тепла за цикл (полуэмпирические зависимости, в основу которых положена методика Портнова, позволяющие вести расчет данных параметров на ПЭВМ):

V.

>р у

п,

075

где =0,6+^ а

= 1 + 0,5(1 - я);

0,75..

= 1,25-1,+ =1;Ч',11 = 1,25-1,5/>(

■ степень повышения давления в компрессоре:

а

■ расход воздуха через двигатель:

О, =0

•температура отработавших газов на выходе из турбины турбокомпрессора:

■ количество тепла, уходящее из двигателя с отработавшими газами:

вг = СГсРтг Тт - 0,сГщ1 т„ = Ов (угсГщг Тг - Тн);

■ количество тепла, уходящего в воду:

На рис.6, приведен тепловой баланс и температура отработавших газов дизеля 12 ЧН 18\20 (М-756Б) в зависимости от мощности при работе по винтовой характеристике. Используя приведенные выше формулы, а также методику определения основных параметров ТНУ установлено, что при изменении температуры окружающей среды основные параметры дизеля изменяются незначительно (при изменении Ъ мощность и экономичность возрастают на 2-3%), тепло, отдаваемое в воду практически постоянно, а тепло отработавших газов возрастает.

г» 'с

■ еиг»

1.« N0

Рис. 6. Тепловой баланс и температура отработавших газов дизеля 12 ЧН 18\20 (М-756Б) при работе по винтовой характеристике

— члртамтклн

^ .лппиЬшшаЙ!

Рис.7. Схема ТНУ с дизельным двигателем: И-испаритель, КМ-компрессор, К-конденсатор, ПО-переохладитель, ИНТ - источник низкопотенциальной теплоты, ТНУ- теплонасосная установка

Произведен расчет утилизационной схемы дизель +ТНУ <рис. 7.). Схема включает в себя ТНУ с приводом от дизеля, где подогрев сетевой воды производится от трех источников: от ТНУ, от охлаждающей двигатель воды и от отработавших газов дизеля. Расчетно-теоретический анализ показал, что коэффициент использования топлива дизеля с утилизацией тепла отработавших газов составил 0,825. Включением же в схему утилизации ТНУ можно увеличить коэффициент использования топлива в 1,5... 1,6 раза.

Рассмотрены особенности расчета основных параметров одно- и двухвальных ГТУ и приближенные выражения для определения количества тепла и температуры отработавших газов ГТУ, представленные в табл. 3.

Схема включает в себя 111 У с котлом-утилизатором, ТНУ и газо-водяной теплообменник. Схема позволяет комплексно решить проблему энергообеспечения отдельного населенного пункта. Проанализирована утилизационная схема с приводом компрессора ТНУ от двухвальной ГТУ с теплообменником. Установлено, что включением ТНУ в схему утилизации отработавших газов ГТУ можно увеличить коэффициент использования топлива на 75-80%.

В четвертой главе диссертации проводится анализ влияния различных рабочих агентов на процесс сжатия в поршневом и центробежном компрессоре, сравниваются КПД различных типов компрессоров при работе на разных рабочих агентах.

Рабочие агенты ТНУ имеют различные газовые постоянные R =

8300 М '

показатели адиабаты и теплоемкости

с, =-Л. Поэтому

с„ ' к-1

адиабатическая работа сжатия в компрессоре к —1) = »2»,тем

выше, чем больше 1с и ^ Повышение к с значения 1,2 до 1,6 при л^б повышает адиабатическую работу компрессора на 13%.

Для оценки влияния к на адиабатическую работу компрессора удобно

воспользоваться методом малых отклонений. Обозначив = т, получим

, где кц =-—^—1 - коэффициент влияния т=(к-1)/к на работу

компрессора (рис. 9.)

0.JS

KJk

0,25

0.15

0.05

и ✓ г * *

.............

U

1.1

1.4

\5

1.6

kCp/Cv

Рис. 9. Зависимость коэффициента влияния кц, от лкик: 1 -Лк=2,2 -;ц.=4,3 -лк=6

При анализе получившейся зависимости коэффициента влияния от к=с,/су при Як =2; 4 и 6, видно, что при увеличении к и коэффициент влияния растет. Так при Л|,=4 и к=1,3 его величина равна 0,16, а п ^^иб и к=1,4 этот

коэффициент равен 0,28. Это означает, что при снижении т =-=-= 0,286

к 1,4

на 1% адиабатическая работа компрессора снижается на 0,28%. Таким образом, снижение т с 0,286 (воздух) до 0,25 (газ в Г ТУ) или на 12,6%, уменьшит адиабатическую работу на 3,5%. Одновременное изменение R и к приводит к более сильному влиянию на адиабатическую работу. Так при 71^=6 работа аммиачного компрессора в 1,55 раза больше, чем воздушного; работа фреонового компрессора в 3,2 раза меньше воздушного.

Основные потери в компрессоре это - потери от утечек, потери от подогрева рабочего тела газом, остающемся во вредном пространстве, потери давления в клапанах, механические потери.

Потери от утечек характеризуются величиной расходного коэффициента Шцр. Увеличение к с 1,2 до 1,6 приводит к росту Ш,,, на 13%. Особенно сильно увеличиваются утечки при возрастании И. У фреона Шкр в 1.88 раз больше, чем у воздуха. Примерно во столько же раз утечки фреона будут больше, чем утечки воздуха.

Потер и от подогрева не зависят от ки К

Потери в клапанах вычисляются по формуле = = •

Эти потери зависят от плотности рабочего тела и коэффициента (,. Коэффициент потерь £ уменьшается с ростом числа Рейнольдса, однако этим влиянием в большинстве случаев можно пренебречь.

Механические потери в поршневой машине мало зависят от нагрузки, но сильно зависят от частоты вращения компрессора. Если проводить сравнение компрессоров при одинаковой частоте вращения, то можно считать, что механические потери при работе на разных рабочих телах одинаковы. Однако механический КПД компрессора и в этом случае будет зависеть от рабочего тела, так как для сжатия разных тел затрачивается разная работа и мощность

ык=оц.

Как показывает теория и эксперимент, потери в лопаточных машинах, связанные с трением газа и его отрывом от лопаток, увеличиваются с уменьшением числа Рейнольдса определенного по относительной скорости w для рабочих и абсолютной скорости с для направляющих лопаток.

Потери и КПД компрессора связывает соотношение - Т)=1-^.

С уменьшением частоты вращения и сильнее всего падает суммарный КПД винтового компрессора. Это связано с тем, что такой

компрессор имеет внутреннюю степень сжатия на всех режимах, мало зависящую от давления на выходе, поэтому при малых происходит ненужное сжатие воздуха в роторах, что приводит к значительным потерям.

У поршневого компрессора суммарный КПД при снижении

уменьшается из-за падения механического КПД. Дело в том, что хотя механические потери уменьшаются со снижением однако мощность

компрессора падает очень сильно, что и приводит к уменьшению

Рост КПД у центробежного компрессора (на 1-2%) объясняется уменьшением потерь из-за снижения чисел Маха потока.

Рассмотренные выше потери, зависящие от Ие, являются для компрессора

внутренними. Потери от трения диска колеса о газ являются внешними. Поэтому эти потери, характеризуемые коэффициентом а необходимо связать с внутренними потерями. Искомую зависимость дает следующая формула

где -сумма потерь трения в компрессоре; х- коэффициент, зависящий от показателя политропы сжатия в компрессоре. Из этого уравнения видно, что с увеличением а КПД компрессора падает. Для сравнения КПД центробежного, поршневого и винтового компрессоров выбрана винтовая _зависимость между мощностью компрессора и его частотой вращения, т.е.

Пятая глава диссертации посвящена экспериментальному исследованию ТНУ, целью которого являлась проверка и уточнение теоретических зависимостей, учитывающих влияние различных рабочих агентов на работу сжатия компрессора. Был создан стенд для испытания ТНУ и разработана методика проведения испытаний.

Исследовалась работа установки на двух фреонах R-22 и R-142b. Оба они относятся к одной группе по озонобезопасности в соответствии с Монреальским протоколом и в настоящее время разрешены к применению.

При испытаниях изменялись два параметра - расход рабочего агента в системе с помощью дросселирующего устройства и расход воды через конденсатор ТНУ. Контрольным замерам предшествовала работа ТНУ на заданном режиме в течение 30 мин.

Коэффициенты преобразования определялись в зависимости от разности граничных температур. Экспериментальный коэффициент преобразования находился по выражению

^/N1, где (}=СВ СрДг-иаО.

Здесь - температура воздуха на входе в испаритель.

Расход фреона Оф в установке определялся из уравнения баланса тепловых потоков в конденсаторе по воде и фреону.

где - энтальпии рабочего агента на выходе из компрессора и

конденсатора соответственно; - температуры воды на входе и выходе из

кнденсатора.

Значения адиабатической работы находились также по измеренным давлениям и температурам на входе и выходе из компрессора ТНУ с использованием ^ диаграммы соответствующего рабочего агента.

На рис. 10 и рис. 11. приведены зависимости коэффициента преобразования и адиабатической работы компрессора при работе ТНУ на фреонах R-22 и R-142b. Коэффициент преобразования, рис. 10., с уменьшением разности граничных температур растет и эта закономерность наблюдалась на нсех режимах ТНУ, что подтверждает проведенные расчеты. Из рис.11. вил но, что расчетные значения адиабатических работ сжатия фреонов R-22 и R-I42b отличакися незначительно, что также подтверждается опытными данными.

14

Оба фреона R-22 и R-142b можно отнесга к разряду рабочих агентов со средними давлениями насыщения, однако, давление насыщения при одних и тех же температурах у фреона R-142b существенно (в три раза) меньше, чем у R-22. Последнее обстоятельство необходимо учитывать при проектировании ТНУ. Рабочий диапазон температур, что особенно важно для ТНУ (по сравнению с холодильным оборудованием) у R-142b гораздо шире, чем у R-22. Из практики эксплуатации известно, что R-22 может использоваться при температурах в конденсаторе не выше 50-55 °С, в то время как при работе на фреоне R-142b температуры конденсации могут достигать 90 °С.

1. Анализ литературных источников показал, что проблемы повышения экономичности и экологической безопасности тепловых двигателей являются весьма актуальными. Одним из путей их решения является утилизация отработавших газов тепловых двигателей. Выявлено, что включение теплонасосной установки в схему утилизации позволяет существенно повысить коэффициент использования, сжигаемого в тепловых двигателях, топлива Вместе с тем ряд нерешенных вопросов сдерживает широкое внедрение этих схем: отсутствие методик расчета ТНУ при работе на разных рабочих агентах с учетом реальных потерь в ТНУ; проблемы выбора оптимального типа рабочего агента и др.

2 Разработана математическая модель и программа расчета основных параметров ТНУ на ПЭВМ на разных рабочих агентах.

3. Проведен расчетно-теоретический анализ потерь в отдельных элементах ТНУ. Установлено, что наибольшее влияние на коэффициент преобразования оказывает разность температур на входе в ТНУ и на выходе. Изменение разности граничных температур на 30 К приводит к изменению коэффициента преобразования на 10%. Положительное влияние на процесс работы также оказывает наличие и глубина переохлаждения рабочего агента.

4. На основе анализа экспериментальных данных, полученных другими авторами и их аппроксимации, предложены аналитические зависимости для расчета температуры и тепла отработавших газов дизеля, позволяющих производить расчеты на ПЭВМ.

5. Расчетно-теоретический анализ схемы утилизации вторичных энергоресурсов дизеля, включающей в себя ТНУ, позволяет увеличить коэффициент использования топлива в 1,5... 1,6 раза.

6. Включением теплонасосной установки в схему утилизации отработавших газов ГТУ можно увеличить коэффициент использования топлива на 75-80%.

7. Работа сжатия компрессора теплонасосной установки зависит от свойств рабочего агента. Изменение газовой постоянной и показателя адиабаты существенно влияет на работу компрессора. Выявлено, что при использовании в качестве рабочего агента фреона адиабатическая работа компрессора в 4 раза меньше, чем при работе на воздухе и в 7 раз меньше, чем на аммиаке.

8. Расчетный и экспериментальный анализ показал, что фреоны Я-22 и Я-142Ъ имеют близкие коэффициенты преобразования. Однако учитывая меньшие давления в рабочей системе, а также более широкий температурный диапазон применения более предпочтительно использование в качестве рабочего агента в ТНУ с приводом от теплового двигателя фреона Я-142Ъ.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Барский ИА., Лобан М.В. Выбор типа центробежного нагнетателя компрессорной станции. //ИРЦ Газпром НТС «Транспорт и подземное хранение газа», №3,1999 г.-с. 6-11.

2. Барский И.А., Лобан М.В. Определение температуры газа перед турбиной ГТУ КС. //ИРЦ Газпром НТС «Транспорт и подземное хранение газа»,№3,1999г.- с. 12-14.

3. Шаталов И.К., Лобан М.В. Сравнительный анализ рабочих тел для теплового насоса. Сборник научных трудов «Актуальные проблемы теории и практики инженерных исследований».-М.: Машиностроение, 1999г.—С. 106-108.

4. Шаталов И.К., Лобан М.В. Повышение эффективности ГТУ для привода нагнетателей газа на компрессорных станциях. //Вестник РУДН. Серия «Инженерные исследования».-М.: РУДН, №3,2000 г. - с. 76-80.

5. Шаталов И.К., Лобан М.В. Влияние различных рабочих тел на основные характеристики тепловых насосов. //Проблемы теории и практики в инженерных исследованиях. Сборник научных трудов -М.: АСВ, 2000 г.

6. Барский ИА., Лобан М.В., Шаталов И.К. Температура отработавших газов дизелей. //Вестник РУДН. Серия «Инженерные исследования».-М.: РУДН,№1,2004г.-с.57-59.

ЛОБАН МАЛЬВИНА ВАСИЛЬЕВНА (РОССИЯ)

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ УТИЛИЗАЦИЕЙ ТЕПЛА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕПЛОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

В работе исследуются способы утилизации теплоты отработавших газов тепловых двигателей в схемах с теплонасосной установкой. Создана математическая модель и программа расчета основных параметров теплонасосной установки с учетом потерь в отдельных её" элементах и при работе на разных рабочих агентах. На основе экспериментальных данных предложены аппроксимированные формулы для определения температуры и количества теплоты отработавших газов дизеля. Проанализирована работа сжатия и потери различных типов компрессоров в зависимости от свойств применяемого рабочего агента. Экспериментально подтверждено влияние типа рабочего агента на эффективность работы теплонасосной установки.

MALVTNA V. LOBAN (RUSSIA)

IMPROVEMENT IN EFFICIENCY OF THERMAL ENGINES THROUGH EXHAUST HEAT UTILISATION BY MEANS OF HEAT PUMP

This work analyses methods of utilization exhaust heat of thermal engines by means of heat pumps. Mathematical model and program for the calculation of basic parameters of heat pumps considering looses in separate elements and also during its operation on different working bodies were worked out. On the basis of experimental data approximate formulas for the calculation of heat and temperature of diesel exhaust gases were proposed. Analysis of the working process of piston, centrifugal and axial compressors on different working fluids were given. The experiments on heat pumps which worked on three different gases confirm the influence of properties of the working fluid on the heat pumps.

Подписано в печать У^ .X. оу. Формат 60x84/16. Тираж 4б0 экз. Усл. печ. л. А . Заказ Э к 3

Типография Издательства РУДН 117923, ГСП-1, г. Москва, ул. Орджоникидзе, д. 3

№188 9 1

РНБ Русский фонд

2005-4 15464

Введение.

Глава I Обзор способов утилизации тепла тепловых двигателей.

1.1. Утилизация тепла отработавших газов ГТУ.

1.1.1. Теплофикационные ГТУ.

1.1.2. ПГУ.

1.1.3. ГТУ в схеме с ТНУ.

1.2. Утилизация тепла отработавших газов дизелей.

1.3. Теплонасосные установки.

1.3.1. Классификация ТНУ.

1.3.2. Компрессионные ТНУ.

1.3.3. Рабочие агенты для ТНУ.

1.3.4. Источники низкопотенциального тепла.

1.3.5. ТНУ с приводом от тепловых двигателей.

1.4. Факторы, сдерживающие развитие ТНУ.

1.5. Обоснование выбора задач исследования.

Задачи исследования.

Выводы по первой главе.

Глава II Эффективность ТНУ и анализ потерь в её элементах.

2.1. Реальный цикл ТНУ и общие характеристики потерь.

2.2. Методика теплового расчета компрессионной ТНУ.

2.3. Потери в элементах ТНУ.

2.3.1. Внешние потери.

2.3.2 Внутренние потери.

2.4. Влияние внешних условий на работу ТНУ.

2.5. Влияние перегрева рабочего агента перед компрессором.

Выводы по второй главе.

Глава III Работа ТНУ с приводом от тепловых двигателей.

3.1. ТНУ с приводом от дизеля.

3.1.1. Определение основных параметров дизеля.

3.1.2. Утилизация тепла в ТНУ с дизельным приводом.

3.1.3. Температурные характеристики дизеля.

3.2. ТНУ с приводом компрессора от ГТУ.

3.2.1. Одновальная газотурбинная установка.

3.2.2. Двухвальная газотурбинная установка.

3.2.3. Определение количества тепла и температуры 86 отработавших газов.

3.2.4. Утилизация тепла в ТНУ с приводом от ГТУ.

3.2.4.1. Схема с приводом ТНУ от ГТУ и утилизацией 89 отработавших газов.

3.2.4.2. Схема с углубленной утилизацией тепла ГТУ.

Выводы по третьей главе.

Глава IV Влияние различных рабочих тел на работу компрессора.

4.1. Зависимость процесса сжатия от к и R.

4.2. Сжатие в поршневом компрессоре.

4.3. Сжатие в центробежном компрессоре.

4.3.1. Работа и степень повышения давления в компрессоре.

4.3.2. Потери в компрессоре и его КПД.

4.4. Сравнение КПД компрессоров разного типа.

Выводы по четвертой главе.

Глава V Экспериментальное исследование теплонасосной установки.

5.1. Экспериментальная установка.

5.2. Измеряемые параметры, приборы для их измерения и оценка 119 погрешностей измерения.

5.3. Методика проведения испытаний и анализа экспериментальных данных.

Выводы по пятой главе.

Выводы.

В связи с создавшимся сложным экономическим положением, национальная экономика России и российская тепловая энергетика должны быть направлены на создание конкурентной среды, так как традиционная концепция теплоснабжения не отвечает современным социально-экономическим и экологическим требованиям [3, 66, 68, 70].

Основными условиями выживания отрасли должны стать эффективность преобразования энергии для получения тепла и электричества, принципиально новые для России энергосберегающие технологии, тепловая экономичность установок, их экологическая безопасность, экономическая выгода.

Федеральный Закон «Об энергосбережении» [113], принятый в 1996 году, стал первым документом в российском праве в области эффективного и рационального использования топливно-энергетических ресурсов. Этот закон утвердил основные принципы энергосберегающей политики государства, а также рыночно-ориентированные механизмы её осуществления.

Разработанные в последние годы основные положения новой стратегии I развития энергетики России обосновывают целесообразность широкого использования газа в качестве топлива для комбинированного производства электрической и тепловой энергии экономически эффективными и экологически чистыми ГТУ и ПГУ.

Наряду с такими способами повышения экономичности тепловых двигателей как повышение начальной температуры газа, степени повышения давления, улучшения рабочих характеристик и т.д., весьма эффективным путем более рационального использования энергии сжигаемого топлива является утилизация тепла вторичных энергоресурсов в том числе и отработавших газов [86].

Тепловые двигатели являются основными потребителями органического топлива, именно поэтому на них и приходится большая часть вредных выбросов. Данная работа посвящена проблеме снижения потребления топлива тепловыми двигателями путем использования вторичных энергоресурсов и тем самым направлена на решение проблемы снижения вредных выбросов с отработавшими газами и улучшения общей экологической обстановки.

В работе исследуются возможности утилизации отработавших газов тепловых двигателей, в частности дизельных и ГТУ, а также возможности использования низкопотенциального тепла источников как естественного (водоемы, воздух, добываемая горячая нефть, теплота сжигаемого попутного газа и т.д.), так и искусственного происхождения (тепловые отходы технологических производств промышленных предприятий, коммунальных, бытовых, жилых и других объектов).

Рассмотренная в работе схема утилизации тепла отработавших газов дизельного двигателя и ГТУ включает в себя теплонасосную установку (ТНУ), существенной особенностью которой является привод компрессора, осуществляемый тепловым двигателем (дизель, ГТУ). А использование в качестве привода ГТУ второго поколения, особенно ГТУ с впрыском пара, позволяет получить наиболее высокие показатели конкурентоспособности установок с тепловыми насосами [67, 69].

ТНУ, осуществляя обратный термодинамический цикл на низкокипящем рабочем веществе, используют возобновляемую низкопотенциальную тепловую энергию из окружающей среды, повышая ее потенциал до уровня, необходимого для теплоснабжения.

Независимо от типа привода компрессора на единицу затраченного топлива с помощью ТНУ можно получить в 1,1-2,3 раза больше тепла, чем при прямом сжигании топлива [59].

Применение ТНУ - это и сбережение невозобновляемых энергоресурсов, и защита окружающей среды, в том числе и путем сокращения выбросов СО2 (парникового газа) в атмосферу. Поэтому естественно, что ТНУ интенсивно вытесняют традиционное теплоснабжение и, согласно прогнозам Мирового энергетического комитета, к 2020г. 75% теплоснабжения в развитых странах будет осуществляться с помощью ТНУ [35, 36]. И хотя в ТНУ с приводом от тепловых двигателей все же имеются вредные выбросы продуктов сгорания в атмосферу, количество потребляемого топлива и выбросов здесь до 2-3 раз меньше, чем, например, в котельных, и до 4-6 раз меньше, чем на ТЭЦ [68].

В силу вышеперечисленных причин, в настоящее время в Минтопэнерго РФ существует программа "Развитие нетрадиционной энергетики России на 2001-2005 годы включающая в себя большой раздел по развитию и внедрению ТНУ. В программе оценивается развитие теплонасосной техники до 2010 и 2015гг. Прогноз развития основывается на оценках производителей ТНУ, а также их пользователей во многих регионах страны, потребности в ТНУ разной мощности и возможностей их производства [35, 36].

В основу программы положены реальные проекты, которые будут осуществлены в этот период. Большинство из, примерно, 30 крупных проектов предусматривают использование ТНУ для жилищно-коммунального сектора, в том числе в системе централизованного теплоснабжения. Ряд работ будет выполняться в рамках региональных программ энергосбережения и замены традиционных систем теплоснабжения ТНУ (Новосибирская обл., Нижегородская обл., Норильск, Нюренгри, Якутия, Дивногорск, Красноярский край).

Из всего сказанного выше можно сделать следующий вывод: комбинированная выработка энергии и углубленная утилизация тепла отработавших газов тепловых двигателей с применением ТНУ является одним из основных направлений энергосбережения в России и мировой энергетике в целом на ближайший и отдаленный периоды её дальнейшего развития.

выводы

1. Анализ литературных источников показал, что проблемы повышения экономичности и экологической безопасности тепловых двигателей являются весьма актуальными. Одним из путей их решения является утилизация отработавших газов тепловых двигателей. Выявлено, что включение теплонасосной установки в схему утилизации позволяет существенно повысить коэффициент использования, сжигаемого в тепловых двигателях, топлива. Вместе с тем ряд нерешенных вопросов сдерживает широкое внедрение этих схем: отсутствие методик расчета теплонасосной установки при работе на разных рабочих агентах с учетом реальных потерь; проблемы выбора оптимального типа рабочего агента и др.

2. Разработана математическая модель и программа расчета основных параметров ТНУ на ПЭВМ на разных рабочих агентах.

3. Проведен расчетно-теоретический анализ потерь в отдельных элементах теплонасосной установки. Установлено, что наибольшее влияние на коэффициент преобразования оказывает разность температур на входе в теплонасосную установку и на её выходе. Изменение разности граничных температур на 30 К приводит к изменению коэффициента преобразования на 10%. Положительное влияние на процесс работы также оказывает наличие и глубина переохлаждения рабочего агента.

4. На основе анализа экспериментальных данных, полученных другими авторами и их аппроксимации, предложены аналитические зависимости для расчета температуры и тепла отработавших газов дизеля, позволяющих производить расчеты на ПЭВМ.

5. Расчетно-теоретический анализ схемы утилизации вторичных энергоресурсов дизеля, включающей в себя ТНУ, позволяет увеличить коэффициент использования топлива в 1,5. .1,6 раза.

6. Включением теплонасосной установки в схему утилизации отработавших газов ГТУ можно увеличить коэффициент использования топлива на 75-80%.

7. Работа сжатия компрессора теплонасосной установки зависит от свойств рабочего агента. Изменение газовой постоянной и показателя адиабаты существенно влияет на работу компрессора. Выявлено, что при использовании в качестве рабочего агента фреона адиабатическая работа компрессора в 4 раза меньше, чем при работе на воздухе и в 7 раз меньше, чем на аммиаке.

8. Расчетный и экспериментальный анализ показал, что фреоны R-22 и R-142Ь имеют близкие коэффициенты преобразования. Однако учитывая меньшие давления в рабочей системе, а также более широкий температурный диапазон применения более предпочтительно использование в качестве рабочего агента в теплонасосной установке с приводом от теплового двигателя фреона R-142b.

1. Акимов В.М. Основы надежности газотурбинных двигателей. - М.:1. Машиностроение, 1981 г.

2. Алексеев А.П., Барский И.А., Орехов В.К., Шаталов И.К.

3. Температурные характеристики двухвальных и трехвальных ГТД компрессорных станций НТС. Транспорт и подземное хранение газа, № 6, 1988 г., с. 36-40.

4. Альтернативная концепция теплоснабжения городов. //Экономияэнергии (РЖ), № 2, 1998 г.

5. Андрющенко А.И. Возможная экономия топлива от использованияутилизационных ТНУ в системе энергоснабжения предприятий. //Промышленная энергетика, № 2,2003 г.

6. Арсеньев JI.B., Тарышкин В.Г. Перспективы применения газовыхтурбин в энергетике. // Теплоэнергетика, № 9, 1992 г.

7. Атаев М.М. Рекомендации по экспериментальному проектированиюсистем тепло-хладоснабжения с использованием серийно выпускаемых холодильных машин, работающих в режиме тепловых насосов. — М.: ЦНИИЭП, 1986 г.

8. Байрамов Р.Б. Теплонасосные установки для индивидуальныхпотребителей. // Госплан ТССР. Ашхабад: НИИ НТИ, 1984г.

9. Баранников Н.М. и др. Расчет установок и теплообменников дляутилизации вторичных энергетических ресурсов. — Красноярск, 1992 г.

10. Барский И.А. Определение основных параметров газотурбиннойустановки на расчетном режиме. М.: УДН, 1969 г.

11. Барский И.А., Лобан М.В. Выбор типа центробежного нагнетателякомпрессорной станции. //ИРЦ Газпром НТС «Транспорт и подземное хранение газа», № 3 , 1999 г. С. 6-11.

12. Барский И.А., Лобан М.В. Определение температуры газа передтурбиной ГТУ КС. //ИРЦ Газпром, НТС «Транспорт и подземное хранение газа», № 3, 1999 г., с. 6-12.

13. Барский И.А., Орехов В.К., Шаталов И.К. Расчет одно- и двухвальныхгазотурбинных двигателей. М.: РУДН, 1997 г.

14. Барский И.А., Шаталов И.К. Расчет характеристик ГТУ. М: РУДН,1971 г.

15. Бродянский В.М. Серова Е.Н. Термодинамические особенностициклов парокомпрессионных тепловых насосов. //Холодильная техника 1997 г. - № 7 - с. 28-29.

16. Быков А.В. Научно-технический прогресс в области холодильного икомпрессорного машиностроения. Тематический сборник трудов ВНИИХОЛОДМАШ. М.: ОНТИ, 1987 г. - 192 с.

17. Быков А.В., Калнинь И.М. Альтернативные озонобезопасныехладагенты. //Холодильная техника, № 3, 1989 г.

18. Быков А.В., Калнинь И.М., Крузе А.С. Холодильные машины итепловые насосы. -М.: Агропромиздат, 1988 г.

19. Быков А.В., Калнинь И.М., Цирлин Б.А. Основные условияэффективности тепловых насосов. М.: ВНИИ холодильного машиностроения. - 1984 г. - с. 3-17.

20. Варварский B.C. и др. О создании теплонасосной станции в Москве.

21. Теплоэнергетика. 1978 г. - №4 - с. 20-22.

22. Варварский B.C. и др. Энергетическая и экологическаяцелесообразность применения крупных тепловых насосов для централизованного теплоснабжения. //Повышение эффективности использования топлива в народном хозяйстве. т. 1. - Рига - 1990 г. - с. 232-239.

23. Варгафтик Н.Б Справочник по теплофизическим свойствам веществ.1. М.: Наука, 1972 г.

24. Везиришвили О.Ш. и др. Энергосберегающие теплонасосные системытеплоснабжения. -М.: МЭИ, 1994 г.

25. Везиришвили О.Ш. Эффективность внедрения теплонасосныхустановок. //Теплоэнергетика. — 1986 г. № 11 - с. 28-30.

26. Везиришвили О.Ш., Гоциридзе В.Д. Эффективность использования

27. ТНУ в системе теплоснабжения от ТЭЦ+ГТУ. //Повышение эффективности использования топлива в народном хозяйстве. -т.1. Рига - 1990 г. - с. 240-248.

28. Газовые турбины в электроэнергетике. // Теплоэнергетика, № 4,1996 г.

29. Гидаспов Б.В., Максимов Б.Н. Проблемы применения фреонов вхолодильной технике. // Холодильная техника, № 9,2000 г.

30. Деньгин В.Г., Резанов С. М., Афанасьев В.В. Энергосберегающие,экологически чистые ТНУ для отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования жилых помещений. — Вести Омского университета 1996 г. - Спец. выпуск № 1 — с. 80-82.

31. Дьяков А.Ф., Попырин JI.C., Фаворский О.Н. Перспективныенаправления применения газотурбинных и парогазовых установок в энергетике России. //Теплоэнергетика, № 2, 1997г.

32. Жидович И.С. Системный подход к оценке эффективности тепловыхнасосов. //Новости теплоснабжения, № 11,2001 г.

33. Жирицкий Г.С. и др. Газовые турбины авиационных двигателей. М.:1. Оборонгиз, 1992 г.

34. Зеленко О.Г. Новое в применении тепловых насосов в системахтеплоснабжения для условий БССР. — Минск: Бел НИИ НТИ, 1987г

35. Зубков В.А. Использование тепловых насосов в системахтеплоснабжения. //Теплоэнергетика, № 2,1996 г.

36. Ильюша А.В. Биотермодинамические системы для повышенияэффективности централизованного теплоснабжения в условиях Крайнего Севера. // Уголь. 1988 г. - № 2 - с. 50-53.

37. Использование сбросного тепла электротрансформаторов.

38. Техническая электродинамика. 1993 г. - № 5 - с. 47-49.

39. Калнинь И.М. Применение тепловых насосов для нуждтеплоснабжения. //Энергетическое строительство, № 8, 1994 г.

40. Калнинь И.М., Лазарев Л.Я., Савицкий А.И. Энергосберегающие,экологически чистые технологии теплоснабжения производственных и жилых помещений. //Химическое и нефтегазовое машиностроение, № 3, 1999 г.

41. Канаев А.А., Корнеев М.И. Парогазовые установки. Л.:1. Машиностроение, 1974 г.

42. Капралов А.И. Применение и перспективы использования тепловыхнасосов. Кишинев, 1983 г. - 8 с.

43. Ковалевский М.М. Стационарные ГТУ открытого типа. — М.:1. Машиностроение, 1981 г.

44. Кокорин О.Я. и др. Тепловые насосы для низкотемпературноготеплоснабжения и комплексного теплохладоснабжения. //Водоснабжение и сан. техника. 1990 г. - № 5 - с. 23-25.

45. Костюк А.Г., Фролова В.В. Паровые и газовые турбины. М.:

46. Энергоатомиздат, 1985 г. 350 с.

47. Лихтер Ю.М., Константинов В.А., Зимина С.Д. Типовые проектныерешения станций с тепловыми насосами 212 МКТ280-2-1-НТ. //Энергетик 1994 г. - № 8 - с. 22-24.

48. Малковский В.И. и др. Использование тепловых насосов в системахтеплоснабжения шахт. //Уголь Украины. 1990 г. - № 3 - с. 16-17.

49. Манушин В.Е. Теория и проектирование ГТУ. М.: Машиностроение,1977 г.

50. Манушин Э.А., Соснов Ю.В. Разработка высокоэффективныхполузамкнутых систем охлаждения газовых турбин ПГУ. //Теплоэнергетика, № 1,1997 г.

51. Мартыновский B.C. Тепловые насосы. М. - Л.: Госэнергоиздат,1955 г.

52. Михайловский Г.А. Термодинамические расчеты процессовпарогазовых смесей. М.: Машгаз. 1962 г.

53. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1978г., 310 с.

54. Морозюк Т.В. Модель выбора теплового насоса в составеэнергетической установки. // Хим. и нефтегазовое машиностроение. 1999 г. - № 3 - с. 30-32.

55. Новая энергетическая политика России. М.: Энергоатомиздат, 1995 г.

56. Новиков А.С., Мешков С.А., Фаворский О.Н. Разработки АО

57. Рыбинские моторы» для стационарной энергетики. //Теплоэнергетика, № 4, 1998 г.

58. Огуречников Л.А. Сравнительный анализ парокомпрессионных иабсорбционных тепловых насосов. // Холодильная техника -1996г. -№8-с. 8-9.

59. Огуречников Л.А., Попов А.В. Использование сбросногонизкопотенциального тепла вторичных энергоресурсов в парокомрессионных тепловых насосах систем теплоснабжения. //Промышленная энергетика, № 9,1994 г.

60. Опыт внедрения теплонасосных станций. // Промышленная энергетика.1987 г. № 7 - с. 5-8.

61. Опыт применения тепловых насосов в СССР и за рубежом. Минск,1973 г.-10 с.

62. Орлова Г.И. Опыт оценки особенностей и технико-экономическойэффективности использования тепловых насосов в бытовом секторе. //Методические особенности и опыт прогнозирования электрификации. — М. 1989 г. - с. 150-155.

63. Петин А.Ю. Тепловые насосы в теплоснабжении. //Новоститеплоснабжения, № 11,2001 г.

64. Петин Ю.М. Опыт десятилетнего производства тепловых насосов в

65. ЗАО «Энергия». //Энергетическая политика, вып. № 3,2001 г.

66. Повышение эффективности работы ТЭС и энергосистем. Под ред.

67. Мошкарина А.В., Шуина В.А. Иваново: ИГЭУ, 1997 г.

68. Погодин С.И. Приведение мощности дизеля к стандартным условиям. —

69. М.: Машиностроение, 1973, -140 с.

70. Полищук B.JL, Ефимов B.C. Пути создания перспективных мощныхэнергетических ГТУ нового поколения усложненной тепловой схемы и высокоэффективных ПГУ на их основе. //Теплоэнергетика, № 6,1996 г.

71. Пономарев В.Н., Шолохов А.В. Анализ характеристик компрессоратеплонасосной установки: работа на различных рабочих телах. //Монтаж и спец. работы в строительстве. 1993 г. - № 10 — с. 9-11.

72. Портнов Д.А. Быстроходные турбопоршневые двигатели своспламенением от сжатия. -М.: Машгаз, 1963 г., 630 с.

73. Проблемы использования невостребованных энергетических ресурсовв зоне МКАД. //Холодильная техника. 1999 г. - № 1 - с. 2829.

74. Проценко В.П. Проблемы использования теплонасосных установок всистемах централизованного теплоснабжения.

75. Энергетическое строительство, № 2 1994 г.

76. Проценко В.П. Тепловые насосы в капиталистических странах.

77. Современное состояние и направления развития. //Теплоэнергетика, №3 , 1988 г.

78. Проценко В.П. Эффективность теплоснабжения: приглашение кдискуссии к обоснованию новой концепции централизованного теплоснабжения. //Энергосбережение и водоподготовка. - 1999 г. - № 1 — с.4-20.

79. Проценко В.П., Петров С.И., Ларкин Д.К. Анализ энергетическойэффективности комбинированного источника теплоснабжения с ТНУ. // Известия ВУЗов. Энергетика. 1991 г., № 7, с. 81-87.

80. Проценко В.П., Сафонов В.К., Ларкин Д.К. Тепловые насосы. Учебноепособие. М., 1984 г. - 100 с.

81. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы. М.: Энергоиздат, 1982 г.

82. Сейиткурбанов С., Шеянов В.М. Тепло-хладоснабжениедецентрализованных потребителей с помощью тепловых насосов. //Изв. АН ТССР. Сер. физико-техн., хим. и геолог, науки. 1990 г. - № 5 - с. 64-70.

83. Скалкин Ф. В, Канаев А.А., Копп А.З. Энергетика и окружающая среда.- Л.: Энергоиздат, 1981 г.

84. Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели.

85. Конструкция и расчет деталей. М.: Машиностроение, 1981 г.

86. Смирнов И.А., Кореннов Б.Е. Иголка Л.П. Система теплоснабжения

87. Северных районов Москвы от Конаковской ГРЭС с применением тепловых насосов. //Теплоэнергетика. 1992 г. -№ 11-с. 33-37.

88. Смирнов И.А., Молодюк В.В., Хрилев Л.С. Определениеэкономической эффективности и областей применения газотурбинных теплофикационных установок средней и малой мощности. //Теплоэнергетика, № 12,1996 г.

89. Соколов Е.А., Бродянский В.М.Энергетические основы трансформациитепла и процессов охлаждения. М.: Энергия, 1968 г.

90. Соколов Е.А., Мартынов В.А. Энергетические характеристикигазотурбинных теплофикационных установок.

91. Теплоэнергетика, № 12, 1994 г.

92. Степанов Г. Ю. Основы теории лопаточных машин комбинированныхи газотурбинных двигателей. М.: Машгаз, 1958 г., 350 с.

93. Стырикович М.А. Повышение эффективности 111У на природном газе.

94. Теплоэнергетика, № 4,1994 г.

95. Тавра В.М. Принципиальные схемы и циклы одноступенчатыхпарокомпрессионных холодильных машин. //Холодильная техника. 1991 г. - № 4 - с. 28-31.

96. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин. //Под ред.

97. Сакуна И.А. М.: машиностроение, 1987 г.

98. Термодинамические свойства важнейших рабочих веществхолодильных машин. Сборник трудов. Под ред. Перелыптейна И.Ш. -М.: ВНИИ ХОЛОДМАШ, 1976 г.

99. Технологии и системы использования низкотемпературных ивозобновляемых источников теплоты. //Новости теплоснабжения, № 11,2001 г.

100. Фаворский О.Н., Ольховский Г.Г., Механиков А.И., Корсов Ю.Г. Путиразвития газотурбинных установок для энергетики СССР. //Теплоэнергетика, №3,1990 г.

101. Фомин В.Н., Емельянов В.В., Абдель Гани Хайсам. Способ утилизациитеплоты отработавших газов дизелей. //Грузовик & строительные и дорожные машины, №11, 2002 г.

102. Хайнрик Г., Найрок X., Нестер В. Теплонасосные установки дляотопления и горячего водоснабжения: перевод с нем. //Под ред. Явнеля Б.К. М.: Стройиздат, 1985 г.

103. Холщевников К.В. Теория и расчет авиационных лопаточных машин.

104. М.: Машиностроение, 1970 г., 670 с.

105. Холщевников К.В., Емин О.Н. Выбор параметров и расчетавиационных газовых турбин. М.: МАИ, 1967 г.

106. Хрилев Л.С., Калнинь И.М., Козлов Б.М., Рябчиков И.В. Внедрениетеплонасосных установок важная народнохозяйственная задача (по итогам конкурса ГКНТ СССР). // Теплоэнергетика — 1992 г. - № 4 — с. 20-23.

107. Церерин Ю.А. Повышение эффективности и экологическойбезопасности систем теплоснабжения на базе ТНУ. //Изв. жилищно-коммун. акад. Городское хозяйство и экология. -1995 г. № 3 — с. 18-21.

108. Шанин Б.В., Новгородцев В.А. и др. Энергосбережение и охранавоздушного бассейна при использовании природного газа. Уч. п. Министерство высшего и с-го образования РФ. Нижний-Новгород: ННГАСУ, 1998 г.

109. Шаталов И.К. Определение основных параметров парогазовыхустановок. -М.: РУДН, 1985 г.

110. Шаталов И.К., Барский И.А. Регулировочные характеристикигазотурбинных установок, схемы и определение основных параметров ПГУ.- М.: РУДН, 2003 г.

111. Шейпак А.А., Балдин В.П. Утилизационные паровые турбиныавтотранспортных ДВС. //Автомобильная промышленность. -1985г.-№ 12- с.12-14.

112. Шелковский В.И. и др. Утилизация и использование вторичныхэнергоресурсов компрессорных станций. — М.: Недра, 1991 г.

113. Шкурдин В.Г. Использование ТНУ для теплоснабжения очистныхсооружений канализации. //Энергосберегающие технологии в области очистки природных и сточных вод — М.: 1989 г., с. 3549.

114. Щегляев А.В. Паровые турбины. М.: Энергоиздат, 1993 г., 417 с.

115. Яковлев В.М. Математическая обработка результатов исследований.

116. М.: Физматиздат, 1988 г. 480 с. 100 Литовский Е.И., Левин Л.А. Промышленные тепловые насосы. - М.: Энергоатомиздат, 1989 г.

117. Янтовский Е.И., Пустовалов Ю.В. Парокомпрессионныетеплонасосные установки. М.: Энергоиздат, 1980 г.

118. Шаталов И.К., Лобан М.В. Сравнительный анализ рабочих тел длятеплового насоса. Сборник научных трудов «Актуальные проблемы теории и практики инженерных исследований». — М.: Машиностроение, 1999 г., 106-108 с.

119. Барский И.А., Лобан М.В. Выбор типа центробежного нагнетателякомпрессорной станции. М.: ИРЦ Газпром, НТС «Транспорт и подземное хранение газа», № 3, 1999 г., 6-11 с.

120. Розенфельд Л.М., Ткачев А.Г. Холодильные машины и аппараты. //Гос.изд. торговой литературы. — М.: 1955г., 580 с.

121. Трухний А.Д., Петрунин С.В. Расчет тепловых схем парогазовыхустановок утилизационного типа. М.: МЭИ, 2001 г.

122. Беляев В., Маркелов А. ГТУ с энергетическим впрыском пара.

123. Газотурбинные технологии, № 5,2002 г.

124. Технологии и системы использования низкотемпературных ивозобновляемых источников теплоты. //Новости теплоснабжения, № 11,2001 г.

125. Suva in una grande pompa di calore //Cond. aria riscaldamento refr. 199522 № 9 — 962 p.

126. Опыт финских фирм использования тепла дизельных установок.

127. Информационный листок фирмы «Кон Кюр». п/я 7879, штат Джорджия, США.

128. Кузнецов С.В. Опыт применения поршневых двигателей длякомбинированной выработки электрической и тепловой энергии. //«НЦ», 2004 г.

129. Энергетическое оборудование для «малой энергетики».

130. Информационно-аналитический журнал, №4 (40), 2003 г.

131. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническаятермодинамика. М.: Наука, - 1979 г., -512 с.

132. Закон №28 -ФЗ от 03.04.96 «Об энергосбережении»

133. Томановская В.Ф., Колотова Б. Е. Фреоны. Свойства и применение.

134. Гос. институт прикладной химии. — Л.: Химия, 1970 г., -182 с.

135. Соколов Ю.Н., Девянин Д.Н., Пищиков С.И. Разработка и испытаниена ТЭЦ-28 ОАО «Мосэнерго» лабораторного стенда по апробации схем использования ТНУ в энергетике. //Новости теплоснабжения, №9,2000 г.

136. Кустарёв Ю.С., Николаев Ю.А. Оптимизация параметров охладителейсжатого воздуха автотракторных и комбайновых дизелей. //Тракторы и сельхозмашины, №9, 1980 г., с.22-25.

137. Мартыновский B.C. Термодинамические характеристики цикловтепловых и холодильных машин. М.: 1952 г.

138. Мартыновский B.C. Циклы, схемы и характеристикитермотрансформаторов. -М.: Энергия, 1979 г.

139. Kruse Н., Jakobs R. Die Bedeutung der nichtazeotropen Zweistoffkaltemittelbeim Einsatz in Warmepumpen und Kaltemittel. //Klima- Kalte-Ingenieur. -№ 7 (1977) Н/ 718, S/ 253 260.

140. Lotz H. Rationnelle Energiennutzung in der kaltetechnik. //Kalte- und

141. Klimatechnik, №12,1976, S.539 545; №13, 1977.

142. Heat pump fundamentals: Proc. of the NATO advanced study inst. on heatpump fundamentals, Espinho, Sept. 1-12, 1980/Ed:Berghmans J. — Hague ets: Nishoff, 1983 XII, 558 p.

143. Heat pumps and energy recovery. Pros, of the meet. Aug. 29-31, 1990,

144. Stockholm / Inst, intern, du froid. Paris, 1990.

145. Esperiense aapplicative sui sostituti dell' R502 e R22 con miscele a base di

146. R32/ R125/ R134a. / Ferrari D., Corr S., Low R., Lindley A. //Freddo 1994-48, №5,438-446 h.

147. Das schwedische Modell: Sichere Alternativen fur FCKW//Energie 1995-47, №10-50-52 p.125 50 MW heat-pump converted II Energy Refr. 1995 - 22, №4-11 p.