Схемы утилизации теплоты продуктов сгорания ГТУ с применением тепловых насосов

Выхлопные газы ГТУ имеют высокую температуру, порядка 300…500 °С. Их теплота утилизируется в котле-утилизаторе, где температура уходящих газов снижается до 120…130°С. И хотя это тепло является бросовым, его также можно использовать, например, по схеме, приведенной на рис. 10.9.

Источником тепла для ТН в данном случае является теплота уже частично остывших выхлопных газов. Здесь также используется принцип каскадирования теплоты, т. е. ее ступенчатое использование. В ходовой части котла – утилизатора тепло последовательно снимается в экономайзере, подогревателе и испарителе. Кроме этого, технология позволяет снимать тепло с дымовых газов еще дважды:

- водой в утилизационном теплообменнике УТ;

- рабочим телом – хладагентом - в испарителе И теплового насоса.

Обратная вода по данной схеме также нагревается дважды: в утилизационном теплообменнике и в конденсаторе теплового насоса.

Срок окупаемости подобной и хорошо показавшей себя установки со схемой утилизации теплоты дымовых газов парового котла с помощью теплового насоса оказался равным 2,3 года. При этом вода из системы горячего водоснабжения нагревалась в теплообменнике за счет охлаждения дымовых газов и догревалась до необходимой температуры в конденсаторе теплового насоса. На испаритель поступала вода, предварительно нагретая в теплообменнике за счет охлаждения дымовых газов.

Рисунок 10.9 – Схема утилизации теплоты уходящих газов с применением теплового насоса

В этих технологиях применяется ступенчатый съем или отдача тепла, с последующим его использованием в технологических процессах, который называется каскадированием теплоты. Так как тепловые насосы повышают температуру, передавая тепло с низкого на более высокий уровень, то, в отличие от утилизационных теплообменников, они позволяют организовывать каскад с повышением температуры.

Несомненно, что это качество тепловых насосов расширяет возможности использования теплоутилизационного оборудования и будет все больше и больше использоваться в утилизационных схемах, т. к. подъем температуры рабочего тела позволяет получить не только более высокие значения коэффициентов КОП и КПЭ, но и качественно другой вид энергии: механическую или электрическую.