Основные типы источников теплоты

Источником теплоты называется комплекс оборудования и уст-ройств, с помощью которых осуществляется преобразование природных и искусственных видов энергии в тепловую энергию с требуемыми для потребителей параметрами.

Основными видами природной энергии являются:

· термоядерное топливо (дейтерий);

· лучистая энергия Солнца; ядерное топливо (уран и торий);

· органическое (ископаемое) топливо;

· геотермальная энергия; энергия ветра;

· гидроэнергия рек;

· энергия приливов и отливов.

Для целей теплоснабжения практическое значение имеют органиче-ское и ядерное топливо, геотермальная и солнечная энергия.

К искусственным видам энергии, которые используются для выработ-ки теплоты на теплоснабжение, относятся «вторичные энергоресурсы» промышленных предприятий и электрическая энергия.

В настоящее время наиболее широко применяются источники теплоты, использующие органические топлива — твердое, жидкое и газообразное.

Основными источниками теплоты являются теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), вырабатывающие комбинированным способом электрическую энергию и теплоту, и котельные, вырабатывающие теплоту.

Источниками теплоты на ядерном топливе являются атомные тепло-электроцентрали (АТЭЦ) и атомные котельные (атомные станции тепло-снабжения — АСТ). АТЭЦ с водоводяными реакторами и парогенератора-ми поверхностного типа не требуют устройства дополнительного контура для использования отработавшего пара в теплофикационных подогревате-лях. Принципиальные тепловые схемы таких АТЭЦ с теплофикационными турбинами практически не отличаются от тепловых схем ТЭЦ, работающих на органическом топливе. На атомных станциях теплоснабжения возможно повторное использование выгружаемых из водоводяных реакторов

отработавших тепловыделяющих элементов для дожигания ядерного го-рючего. Остаточная концентрация ядерного топлива в выгружаемых на АТЭЦ тепловыделяющих элементах становится недостаточной для выра-ботки пара высоких давлений, но этот остаточный энергетический потен-циал вполне пригоден для реализации в АСТ для нагрева сетевой воды.

Геотермальная энергия в виде горячей воды и пара применяется для теплоснабжения и выработки электроэнергии на Камчатке, Северном Кав-казе, в Казахстане, Средней Азии, в Венгрии, Новой Зеландии, Исландии, США. На опытно-промышленных геотермальных электрических станциях (ГеоТЭС) используется вода гейзеров с температурой от 40 до 200 °С и выше. По подсчетам специалистов выработка энергии на ГеоТЭС обходит-ся в 2-3 раза дешевле энергии, вырабатываемой на ТЭЦ, работающей на ископаемом топливе. Использование геотермальной энергии не влияет не-посредственно на окружающую среду. Трудности заключаются в ограни-ченности доступных для практического применения запасов и неоднород-ном (иногда агрессивном) составе различных геотермальных источников.

Другим естественным источником теплоты является лучистая энергия Солнца. Потенциальные мировые энергетические ресурсы солнечного из-лучения вследствие его постоянной возобновляемости безграничны. Одна-ко широкое ее применение встречает технические трудности вследствие малой плотности (удельной мощности) и неритмичности действия во вре-мени, поэтому использование солнечной энергии возможно только в опре-деленных районах страны: в Средней Азии, Казахстане, Закавказье, Ниж-нем Поволжье.

Вторичные энергоресурсы (ВЭР) образуются на промышленных предприятиях побочно — в процессе производства при выпуске основных видов продукции. Значительная часть теплоты ВЭР безвозвратно теряется и нередко вредно воздействует на окружающую среду. Между тем эта теп-лота может быть использована для отопления помещений, в технологиче-ских процессах, для выработки электроэнергии.

Электроэнергия широко применяется для теплоснабжения в ряде зару-бежных стран: США, Канаде, Швеции. Ее применение имеет определенные преимущества: возможность использования энергии непосредственно у по-требителей, относительная простота подачи и применения, легкость регули-рования и измерения величины нагрузки, а также то обстоятельство, что за-траты на производство электроэнергии оплачивают потребители теплоты.

Электроэнергия является наиболее совершенным видом энергии и вы-работка ее производится с большими затратами топлива по сравнению с затратами его при выработке теплоты. По данным Всероссийский тепло-технический институт, расход топлива при электрическом отоплении в 2,4 раза больше, чем при централизованном теплоснабжении от районных ко-тельных, и в 5 раз больше, чем при теплофикации.

Кроме отмеченных основных видов энергии, для теплоснабжения мо-жет использоваться и низкотемпературная теплота (природная и искусст-венная) любой среды (воздуха, воды, грунта) с помощью тепловых насо-сов, которые повышают низкотемпературный потенциал среды до уровня, необходимого для теплоснабжения, затрачивая при этом некоторое коли-чество электрической, тепловой или другой энергии.