УДК 621.577.44
Е. А. Ф е т и с о в а, А. А. Ж е р д е в,
А. И. С м о р о д и н
РАЗРАБОТКА ТЕПЛОВОГО НАСОСА
ДЛЯ НАГРЕВА РЕГЕНЕРИРУЮЩЕГО ГАЗА
В ВОЗДУХОРАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ
Разработан тепловой насос, использующий для получения высоко-
температурного потока азота теплоту охлаждающей воды воз-
душных компрессоров. Показано, что использование низкопотенци-
альной теплоты в промышленных установках оправдывает себя,
а дальнейший положительный эффект определяется применением
более совершенного компрессорного оборудования и затратами на
электроэнергию, стоимость которой непрерывно повышается.
E-mail:
zherdev@power.bmstu.ru
Ключевые слова
:
воздухоразделительная установка, блок комплексной очистки,
тепловой насос, электронагреватель, регенерация, схемы.
Одним из перспективных направлений энергосбережения являет-
ся освоение низкопотенциальной теплоты, получаемой за счет работы
промышленного оборудования (теплоэлектроцентралей, печей различ-
ного назначения, компрессоров и т.д.).
Наиболее предпочтительными областями промышленного внедре-
ния тепловых насосов являются те, где напрямую используется элек-
трическая энергия для нагрева теплоносителей, что позволяет полу-
чить значительную экономию электроэнергии.
Так, в воздухоразделительных установках используются три ва-
рианта нагрева регенерирующего газа: с помощью только электрона-
гревателя, электронагревателя и накопителя теплоты, а также теплооб-
менника с паровым обогревом. В последние годы наиболее предпочти-
тельным способом является нагрев регенерирующего газа с помощью
электронагревателя и накопителя теплоты. Этот способ нагрева позво-
ляет снизить установленную электрическую мощность почти в 3 раза
на крупных и средних воздухоразделительных установках. Дальней-
шее совершенствование узла нагрева регенерирующего газа возможно
за счет замены существующего электронагревателя тепловым насосом,
что позволит снизить потребляемую мощность.
Цель настоящей работы — разработка теплового насоса, использу-
ющего теплоту охлаждающей воды воздушных компрессоров для по-
лучения высокотемпературного потока азота
453
K (180
◦
С), идущего
на регенерацию адсорберов блока комплексной очистки в воздухораз-
делительных установках [1–4].
Тепловой насос разрабатывался применительно к установке раз-
деления воздуха КдАдАр-18/14 (производства ОАО “Криогенмаш”),
предназначенной для получения газообразного технического кислоро-
да и азота под давлением, а также жидких кислорода, азота и арго-
на. Установка перерабатывает 90000 м
3
/
ч воздуха, который сжимается
84
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012