Детандерный тепловой насос

Устройство теплового насоса

Приповерхностную технологию использования низкопотенциальной тепловой энергии с помощью теплового насоса можно рассматривать как некоторый технико-экономический феномен или реальную революцию в системе теплообеспечения.

Устройство теплового насоса. Основными элементами теплового насоса являются соединенные трубопроводом испаритель, компрессор, конденсатор и регулятор потока – дроссель, детандер или вихревая труба (Рис.16). Схематично тепловой насос можно представить в виде системы из трех замкнутых контуров: в первом, внешнем, циркулирует теплоотдатчик (теплоноситель, собирающий теплоту окружающей среды), во втором — хладагент (вещество, которое испаряется, отбирая теплоту теплоотдатчика, и конденсируется, отдавая теплоту теплоприемнику), в третьем — теплоприемник (вода в системах отопления и горячего водоснабжения здания).

Рис. 16. Устройство теплового насоса

Внешний контур (коллектор) представляет собой уложенный в землю или в воду трубопровод, в котором циркулирует незамерзающая жидкость — антифриз. Следует отметить, что в качестве источника низкопотенциальной энергии может выступать как тепло естественного (наружный воздух; тепло грунтовых, артезианских и термальных вод; воды рек, озер, морей и других незамерзающих природных водоемов), так и техногенного происхождения (промышленные сбросы, очистные сооружения, тепло силовых трансформаторов и любое другое бросовое тепло). Температура, необходимая для работы насоса обычно составляет 5-15 .

Во второй контур, где циркулирует хладагент, встроены теплообменники — испаритель и конденсатор, а также устройства, которые меняют давление хладагента — распыляющий его в жидкой фазе дроссель (узкое калиброванное отверстие) и сжимающий его уже в газообразном состоянии компрессор.

Рабочий цикл. Жидкий хладагент продавливается через дроссель, его давление падает, и он поступает в испаритель, где вскипает, отбирая теплоту, поставляемую коллектором из окружающей среды. Далее газ, в который превратился хладагент, всасывается в компрессор, сжимается и, нагретый, выталкивается в конденсатор. Конденсатор является теплоотдающим узлом теплонасоса: здесь теплота принимается водой в системе отопительного контура. При этом газ охлаждается и конденсируется, чтобы вновь подвергнуться разряжению в расширительном вентиле и вернуться в испаритель. После этого рабочий цикл повторяется.

Чтобы компрессор работал (поддерживал высокое давление и циркуляцию), его надо подключить к электричеству. Но на каждый затраченный киловатт-час электроэнергии тепловой насос вырабатывает 2,5-5 киловатт-часов тепловой энергии. Это соотношение называется коэффициентом трансформации (или коэффициентом преобразования теплоты) и служит показателем эффективности теплового насоса. Значение данной величины зависит от разности уровня температур в испарителе и конденсаторе: чем больше разность, тем она меньше. По этой причине тепловой насос должен использовать по возможности большее количество источника низкопотенциального тепла, не стремясь добиться его сильного охлаждения.

Виды тепловых насосов. Тепловые насосы бывают двух основных типов – с закрытым и открытым контуром.

Насосы с открытым контуром используют в качестве источника тепла воду поземных источников – она закачивается по пробуренной скважине в тепловой насос, где происходит теплообмен, и охлажденная выводится обратно в подводный горизонт через другую скважину. Такой тип насосов выгоден тем, что подземная вода сохраняет стабильную и достаточно высокую температуру круглый год.

Насосы с закрытым циклом бывают нескольких типов: вертикальные и горизонтальные (Рис.17).

Насосы с горизонтальным теплообменником имеют замкнутый внешний контур, основная часть которого вкопана горизонтально в землю, или прокладывается по дну близлежащего озера или пруда. Глубина пролегания труб под землей в таких установках – до метра. Этот способ получения геотермальной энергии самый дешевый, но для его использования необходим ряд технических условий, которые не всегда есть на обустраиваемой территории. Главное из них – трубы должны пролегать так, чтобы не мешать росту деревьев, земледельческим работам, чтобы была низкая вероятность повреждения подводных труб при сельскохозяйственной или другой деятельности.


Рис. 17. Приповерхностная геотермальная система с теплообменом

Насосы с вертикальным теплообменником включают в себя внешний контур, вкопанный глубоко в землю – на 50-200 м. Это самый эффективный тип насоса, который производит самое дешевое тепло, но его установка намного дороже предыдущих типов. Выгода в этом случае связана с тем, что на глубине больше 20 метров, температура земли стабильна круглый год и составляет 15-20 градусов, а с увеличением глубины только растет.

Кондиционирование с помощью тепловых насосов. Одним из важных качеств тепловых насосов является возможность переключения из режима отопления зимой в режим кондиционирования летом: только вместо радиаторов используются фанкойлы.

Фанкойл — это внутренний блок, в который подаются тепло- или хладоноситель и прогоняемый с помощью вентилятора воздух, который в зависимости от температуры воды либо нагревается, либо охлаждается. Включает в себя: теплообменник, вентилятор, фильтр для очистки воздуха и пульт управления.

Так как фанкойлы могут работать и на нагрев и на охлаждение, возможны несколько вариантов обвязки:
— S2 – трубная – когда роль тепло- и хладоносителя выполняет вода и допускается их смешение (и, как вариант, устройство с электронагревателем и теплообменником, работающим только на охлаждение);
— S4 – трубная – когда хладоноситель (например, этиленгликоль) не может смешиваться с теплоносителем (водой).

Мощность фанкойлов по холоду колеблется от 0,5 до 8,5 кВт, а по теплу – от 1,0 до 20,5 кВт. В них устанавливаются малошумные (от 12 до 45 дБ) вентиляторы, имеющие до 7 скоростей вращения.

Перспективы. Широкому распространению тепловых насосов мешает недостаточная информированность населения. Потенциальных покупателей пугают довольно высокие первоначальные затраты: стоимость насоса и монтажа системы составляет 300-1200$ на 1 кВт необходимой мощности отопления. Но грамотный расчет убедительно доказывает экономическую целесообразность применения этих установок: капиталовложения окупаются, по ориентировочным подсчетам, за 4-9 лет, а служат тепловые насосы по 15-20 лет до капитального ремонта.

VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2014

ДЕТАНДЕР-ГЕНЕРАТОРНЫЙ АГРЕГАТ КАК ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ГАЗОСНАБЖАЮЩИХ СИСТЕМ

  • Авторы
  • Файлы работы
  • Сертификаты

При функционировании магистральных газоснабжающих систем на газораспределительных станциях (ГРС) производится снижение давления транспортируемого природного газа от 7,5 до 1,2 МПа, а на газораспределительных пунктах (ГРП) — от 1,2 до 0,2 МПа. Процесс понижения давления можно осуществить с помощью детандер-генераторного агрегата (ДГА), а не привычным уже дроссельным устройством. За счет перепада давления можно получить работу и выработку электроэнергии [1]. Начальная температура у магистрального газа от -5 до 10°С, после конечного расширения может достигнуть от -80 до -100°С, что недопустимо. Такая температура может нарушить работу оборудования. Для предотвращения этого следует подогревать газ перед входом в ДГА. Подогрев приводит также и к увеличению получаемой в ДГА работы.

Для подогрева магистрального газа могу быть использованы любые тепловые источники, перспективным является подогрев с помощью теплового насоса. В установке, включающей ДГА и тепловой насос, выработка электроэнергии производится без сжигания топлива. Схема такой установки показана на рис 1.

Рис. 1. Схема установки: 1 — теплообменник; 2 — испаритель; 3 -компрессор; 4 — детандер-генераторный агрегат

Одним из лучших рабочих веществ для теплового насоса является диоксид углерода СO2, обладающий такими качествами, как пожаробезопасность и низкий потенциал озоноразрушения; степень повышения давления в компрессоре для него намного ниже, чем для фреонов. Отличие же его применения связано с тем, что при осуществлении цикла в тепловом насосе он находится в сверхкритическом состоянии.

Читайте также  Тепловые системы без обогрева на входную дверь

При работе ДГА совместно с тепловым насосом часть выработанной электроэнергии тратится на привод компрессора, причем эта часть существенно возрастает при возрастании температуры, до которой необходимо сжимать СO2, чтобы обеспечить заданный подогрев природного газа.

Для определения оптимальных условий работы такой установки необходимо определить термодинамические свойства СO2 по уравнению состояния [2], а свойства природного газа (метана) по расчету, описанному в работе [3].

При расширении метана в детандере от оптимальной температуры температура на выходе из ДГА достигает очень низких значений. Использование такого процесса возможно только в случае принятия каких-либо специальных мер, например, при применении подогрева газа после расширения в детандере. При отсутствии таких мер газ перед детандером следует нагревать до более высоких температур. При желании иметь на выходе из детандера температуру около 0°С магистральный газ необходимо подогревать до температуры 100-110°С.

Получить приемлемую температуру газа на выходе из детандера можно и применив двухступенчатое расширение газа с дополнительным подогревом его между ступенями детандера. Схема такой установки представлена на рис. 2. При такой схеме и использовании для подогрева любых тепловых источников мощность двухступенчатого детандера больше, чем одноступенчатого, и увеличивается при увеличении температуры подогрева.

Рис. 2. Схема установки с двухступенчатым детандером: 1 -теплообменник; 2 — испаритель; 4 -детандер высокого давления; 5 — детандер низкого давления

Иначе обстоит дело при подогреве газа с использованием теплового насоса. В этом случае для дополнительного подогрева газа между ступенями детандера затрачивается дополнительная мощность компрессора. При различных параметрах эта мощность может быть меньше или больше прироста мощности детандера за счет двухступенчатого расширения, что и определяет характер соотношения мощностей установок с одноступенчатым или двухступенчатым детандером.

На рис. 3 показана зависимость от температуры газа мощности установки с двухступенчатым детандером в сопоставлении с мощностью при одноступенчатом детандере. Из данных этого рисунка следует, что при высоких температурах мощность установки с двухступенчатым детандером меньше, чем установки с одноступенчатым, при одинаковой температуре подогрева газа. Однако такое сравнение не показательно, так как на выходе из детандера газ в этом случае будет иметь очень разную (при одноступенчатом детандере — зачастую недопустимую) температуру. Более наглядным является сравнение мощностей установок при одинаковой температуре газа на выходе из детандера, как это показано на рис. 3 для температуры t = 0°С. В этом случае следует сопоставлять мощности установок в точках А и В.

Рис. 3. Зависимость мощности установки от температуры подогрева газа при одноступенчатом и двухступенчатом детандерах. Пунктирные линии — одноступенчатый детандер, сплошные — двухступенчатый детандер

Использование двухступенчатого ДГА не приводит к существенному повышению мощности установки, но позволяет осуществить безопасный режим работы при более низкой температуре подогрева газа.

Применение ДГА на ГРП и ГРС систем газоснабжения совместно с тепловым насосом позволяет осуществить выработку электроэнергии без сжигания топлива. Этот способ получения электроэнергии является экологически безопасным, а использование в качестве рабочего вещества теплового насоса негорючего и дешевого диоксида углерода создает хорошую перспективу его применения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Аксенов, Д. Т. Выработка электроэнергии и «холода» без сжигания топлива [Электронный ресурс] / Д. Т. Аксенов. – Режим доступа : www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=2088.

2. Wagner W.» Spane R. Equation of State for Technical Applications. 111. Results for polar fluids // Int. J. Thermophysics. — 2003. — V. 24. — No. 1. — P. 111-162.

3. Джураева Е.В., Александров А.А. Эксергетический анализ процессов, происходящих в детандер-генераторном агрегате // Теплоэнергетика. — 2005. — № 2. — С. 73-77.

Принцип работы теплового насоса

Постоянный рост цен на энергетические ресурсы заставляет владельцев загородных домов задумываться об использовании альтернативных систем. Сегодня уже очевидно каждому, что таким традиционным видам топлива для отопления, как природный газ, солярка, мазут, уголь, дрова, торфобрикеты или пеллеты нужно искать замену среди альтернативных источников. Одним из таких достаточно эффективных способов получения тепла является тепловой насос, принцип работы которого основан на отборе тепла от естественных низкопотенциальных источников возобновляемой энергии окружающей среды: грунт, термальные и артезианские грунтовые воды, водоёмы, наружный воздух.

Принцип работы теплового насоса» style=»margin: 10px; max-width: 500px;» />
Принцип работы теплового насоса

5 минут общения даст больше эффекта чем изучение всего сайта
Бесплатная консультация: +7 (495) 229-85-86

Схема тепловых насосов

В общем, система отопления с использованием такого альтернативного агрегата в своём составе имеет:

  • зонд, представляющий собой, по сути, систему трубопроводов, которая находится в грунте или другой среде и служит для сбора и передачи тепла;
  • собственно сам насос, состоящий из четырёх основных конструктивных элементов: испаритель, компрессор, конденсатор и дроссельный вентиль, объединённых трубопроводами в замкнутую систему;
  • контур отопления.

На первый взгляд может показаться, что схема тепловых насосов довольно сложная, а принцип работы теплового насоса доступен для понимания только специалисту. Однако на самом деле всё гораздо проще. Чтобы понять принцип теплового насоса достаточно посмотреть на обычный холодильник, который забирает тепло от продуктов, лежащих внутри, и отводит его через решётку на задней стенке. Только схема тепловых насосов работает с точностью до наоборот – получает тепло из внешнего источника и передаёт его внутрь.

Работа теплового насоса

Итак, замкнутая система с циркулирующим хладагентом, например, фреоном, температура кипения которого всего порядка 4°С. Как осуществляется работа теплового насоса?

1. Холодный фреон начинает нагреваться в результате получаемого тепла от первичного контура в виде зонда, который в зависимости от используемого источника низкопотенциального тепла помещён в грунт, воду или находится на улице. Если говорить о грунте, то, как правило, его температура в течение года колеблется в пределах 8°С. Естественно, что при растущей температуре фреон начинает закипать и переходит в газообразное состояние.

2. На втором этапе фреон всасывается компрессором, где происходит его резкое сжатие с выделением большого количества тепла – температура фреона может достигать 90°С.

3. Далее перегретый газ подаётся в конденсатор. Этой температуры вполне достаточно для организации отопления и горячего водоснабжения загородного дома тепловым насосом. В конденсаторе температура хладагента падает, при этом выделяемое тепло передаётся системе отопления. Фреон конденсируется, превращаясь газожидкостную смесь.

4. В этом состоянии смесь поступает на дроссельный вентиль – специальный клапан, где происходит резкое снижение давления и температуры фреона, которая достигает 0°С, после чего превращённый в жидкость хладагент снова поступает с испаритель для получения тепла от возобновляемого природного источника – цикл замыкается.

Управление работой теплового насоса осуществляется терморегулятором. При достижении в помещении заранее заданной температуры он прекращает подачу электроэнергии на компрессор, останавливая работу системы, а при понижении температуры, включает его.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили геотермальные агрегаты, принцип работы которых основан на получения тепла от грунта. Они наиболее эффективны, надёжны, долговечны и обеспечивают стабильные характеристики независимо от погодных условий и времени года.

Читайте также  Тепловой экран на батарею

Дополнительная информация, консультации, цены

Мы предложим эффективное и экономичное решение. Воспользуйтесь опытом наших технических специалистов — заполните форму справа, или позвоните.

  • (495) 956-7100
    234-0183
    (499) 265-2890
    265-3180 (доб. 508 )

  • Руководитель направления:
    Михайлов Вадим Вадимович
    моб. +7 (926) 228-69-76

    Ведущий специалист:
    Кузнецов Тимофей Константинович тел. +7 (499) 404-08-24 (добавочный 106)

    Ведущий специалист:
    Михайлов Александр Вадимович моб.+7(926)205-05-45
    +7 (495) 229-85-86 (доб. 244)

    Виды тепловых насосов

    В последние годы тепловые насосы пользуются повышенным спросом как источник альтернативной тепловой энергии, позволяющий получать действительно дешевое тепло, не загрязняя при этом окружающую среду. Тепловой насос способен обеспечить вашему дому, офису или производственному помещению отопление зимой, охлаждение летом и производство горячей воды круглый год.

    Принцип действия теплового насоса:

    Тепловой насос – это система, с помощью которой можно переносить тепло от менее нагретого тела к более нагретому, увеличивая температуру последнего. Принцип работы теплового насоса очень напоминает по своей сути работу холодильника. В то время как холодильник отводит тепловую энергию и направляет ее наружу, то есть из внутренней части холодильника ( внутри холодильника холодно, а снаружи конденсатор горячий ), тепловой насос делает наоборот: он забирает тепловую энергию от окружающей среды за пределами помещения и преобразует ее в полезную для отопления. Принцип действия теплового насоса основан на том факте, что любое тело с температурой выше абсолютного нуля ( — 273,15 °С ) обладает запасом тепловой энергии, а так как согласно закону термодинамике достичь температуры абсолютного нуля не может ни одно физическое тело, запасы тепла – бесконечны.

    Конструктивно любой тепловой насос состоит из двух частей: наружной, которая «забирает» тепло возобновляемых источников ( воздух, вода, земля ) , и внутренней, которая отдает это тепло в систему отопления или кондиционирования вашего дома. Современные тепловые насосы отличаются высокой энергоэффективностью, что в практическом плане означает следующее — потребитель, т.е. владелец дома, используя тепловой насос, тратит на обогрев или охлаждение своего жилища, в среднем, всего четверть тех денег, которые он потратил бы, если теплового насоса не было.

    Иначе говоря, в системе с тепловым насосом 75% полезного тепла (или холода) обеспечивается за счет бесплатных источников — тепла земли, грунтовых вод или нагретого в помещениях и выбрасываемого на улицу использованного воздуха.

    По виду передачи энергии тепловые насосы бывают двух типов:

    Компрессионные: Основные элементы установки – это компрессор, конденсатор, расширитель и испаритель. Используется цикл сжимания-расширения теплоносителя с выделением тепла. Этот тип тепловых насосов прост, высокоэффективен и наиболее популярен.

    Абсорбционные: Это теплонасосы нового поколения, использующие в качестве рабочего тела пару абсорбент-хладон. Применение абсорбента повышает эффективность работы теплового насоса.

    По источнику тепла выделяют тепловые насосы:

    Геотермальные: Тепловая энергия берется из грунта или воды.

    Воздушные: Тепло извлекается из атмосферы.

    Использующие вторичное тепло: В качестве источника тепла используются воздух, вода, канализационные стоки. Подобный вариант является наиболее целесообразным для промышленных объектов, где есть источники паразитной теплоты, которая требует утилизации.

    По виду теплоносителя входного/выходного контура:

    Тепловые насосы «воздух-воздух»: Этот вид тепловых насосов забирает тепло у более холодного воздуха, еще больше понижая его температуру, и отдает его в отапливаемое помещение.

    Тепловые насосы «вода-вода»: Используется тепло грунтовых вод, которое передается воде для отопления и горячего водоснабжения.

    Тепловые насосы «вода-воздух»: Используются зонды или скважины для воды и воздушная система отопления.

    Тепловые насосы «воздух-вода»: Атмосферное тепло используется для водяного отопления.

    Тепловые насосы «грунт-вода»: Трубы прокладываются под землей, и по ним циркулирует вода, забирающая тепло из грунта.

    Тепловые насосы «лед-вода»: Для нагревания воды в системе отопления и горячего водоснабжения используется тепловая энергия, которая высвобождается при получении льда. Замораживание 100-200 л воды способно обеспечить обогрев среднего дома в течение часа.

    Расчет эффективности тепловых насосов для отопления:

    Для того чтобы тепловой насос был эффективным, он должен давать тепловой энергии больше, чем потреблять электрической. Это соотношение называется коэффициентом преобразования. Коэффициент преобразования может меняться в зависимости от разницы температур входного и выходного контура. Чем холоднее снаружи, тем менее эффективна система. Для разных типов тепловых насосов коэффициент преобразования может варьироваться от 1 до 5. Для объективной оценки теплового насоса требуется дополнительный параметр годовой эффективности.

    Эффективность конкретного теплового насоса будет зависеть от множества факторов, и ее расчет достаточно сложен. Дать обобщенную формулу, которая бы работала всегда, практически невозможно. Поэтому каждый конкретный случай требует обращения к экспертам, которые в зависимости от поставленной задачи и ее условий подберут необходимый тип теплового насоса и объем хладагента. Сферы применения и степень распространения.

    Сферы применения и степень распространения:

    Тепловые насосы востребованы прежде всего в случаях, когда другие способы организации системы отопления обходятся значительно дороже. Растущая распространенность тепловых насосов на производстве и в быту связана со следующими их преимуществами:

    • Экономичность. Для передачи в отопительную систему 1 кВт•ч тепловой энергии, установке требуется в среднем затратить всего 0,2-0,35 кВт•ч электроэнергии.
    • Простота эксплуатации.
    • Упрощение требований к системам вентиляции помещений, повышение уровня пожарной безопасности.
    • Возможность переключения с зимнего режима отопления на летний режим кондиционирования.
    • Компактность и бесшумность , что делает тепловой насос привлекательным для отопления частного дома.

    По оценке Мирового энергетического комитета, уже в ближайшие пять лет доля отопления и горячего водоснабжения от тепловых насосов будет составлять в развитых странах не менее 75%.

    Общий недостаток тепловых насосов – не очень высокая температура нагреваемой воды. Как правило, она составляет 50-60 o С.

    Из всего вышесказанного можно сделать однозначный вывод: использование тепловых насосов – это эффективное, простое в монтаже, экологичное и экономичное решение для организации отопления и горячего водоснабжения в частном доме, офисе или на промышленном объекте.

    Поэтому если вы решили качественно модернизировать или построить с нуля энегроэффективную систему отопления, горячего водоснабжения или кондиционирования, тогда тепловой насос это именно то что вам нужно. Других достойных альтернатив просто не существует.

    Помните! Первое что вам необходимо сделать при выборе теплового насоса, это решить какой тип насоса лучше всего подойдет для ваших целей. Точнее, какой источник тепла наиболее рационально и экономически выгодно применить для вашего проекта: Воздух, Вода или Грунт.

    12. Назначение и основные элементы детандер генераторного агрегата.

    ДГА – устройство, в котором энергия транспортируемого прир газа преобразуется сначала в механическую энергию в детандере, а затем в электрическую в генераторе.

    Давление газа в магистрали: 5,5 ÷ 7,5 МПа

    Давление газа после ДГА на станцию: 0,15 МПа

    Детандер-генераторный агрегат представляет собой устройство, в ко­тором энергия потока транспортируемого природного газа преобразуется сначала в механическую энергию в детандере, а затем в электрическую энергию в генераторе. Существует также принципиальная возможность одновременного с выработкой электроэнергии полезного использования теплоты различных температурных уровней (высокотемпературной для теплоснабжения и/или низкотемпературной для создания холодильных ус­тановок и систем кондиционирования).

    Читайте также  Как устроено и работает тепловое реле?

    детандер включается параллельно дросселирую­щему устройству, заменяя его. Снижение давления газа при использовании ДГА происходит не за счет дросселирования, а за счет его расширения в детандере.

    В связи с тем что детандер-генераторная технология предлагается как альтернатива дросселированию, все изменения технико-экономических показателей, вносимые применением ДГА, необходимо рассматривать в сравнении с дросселированием.

    13. Схемы включения и различные способы подогрева газа в дга на кэс.

    ДГА – устройство, в котором энергия потока транспортируемого газа преобразуется сначала в механическую энергию в детандере, а затем в эл. энергию в генераторе.

    ДГА включается || дросселирующему устройству (1); 2 – теплообменник; 3 – детандер; 4 – генератор:

    При расширении газа в детандере с подогревом возможны несколько вариантов организации процесса, но при любом из них в механическую энергию в детандере преобразуется внутренняя энергия газа, уровень ко­торой определяется подведенной к газу до процесса его расширения в де­тандере энергией высокого потенциала.

    газ подогревается перед детандером за счет энергии высокого потенциала таким образом (линия 0

    3), что энтальпия газа после детандера оказывается равной энтальпии газа после дроссели­рования. При этом вся подведенная к газу энергия, пропорциональная раз­ности энтальпий

    hз — ho (см. рис. 3), преобразуется в детандере в механиче­скую энергию.

    Газ перед детандером может быть подогрет и таким образом (линия0-4), что его энтальпия на выходе из детандера (точка 5) будет выше, чем при дросселировании. В этом случае лишь часть подведенной к газу энер­гии, пропорциональная h4-h5 будет израсходована на выработку механи­ческой энергии в детандере. Другая часть подведенной к газу энергии, за­висящая от протяженности и усдовий теплообмена в трубопроводе, по ко­торому газ после детандера транспортируется в топку, и пропорциональная разности энтальпий h5 h0, не будет полностью потеряна (за счет теплооб­мена с окружающей средой), а также будет полезно использована — затра­чена на увеличение физической теплоты топлива, поступающего в топку. При постоянной тепловой нагрузке топки увеличение физической теплоты топлива приведет к снижению необходимой энергии, получаемой при cжигании топлива, на величину, пропорциональную h5-h0

    Процесс расширения без подогрева газа перед детандером изобража­ется линией 0-2. После такого расширения энтальпия и температура газа после детандера будут значительно ниже, чем при дросселирова­нии. В этом случае в механическую энергию преобразуется часть внутренней энергии, уже имею­щейся у газа в трубопроводе при транспортировании. Однако после расширения энтальпия газа за счет подведенной извне энергии обяза­тельно должна будет восстано­виться до того уровня, который она имела бы после дросселирования.

    Это происходит либо в трубопроводе, по которому газ транспортируется к газоиспользующему оборудованию, либо в топке за счет энергии, выделившейся при сжигании топлива (процесс 2 -1).

    газ может быть частично подогрет перед детандером (процесс0 — 6 на рис. 3), частично—после него (процесс 7 —1). Существуют также схемы с подогре­вом газа перед детандером с последующим промежуточным подогревом после прохождения газом части ступеней детандера.