Тепловые насосы для отопления и горячего водоснабжения
Энциклопедия
радиоэлектроники и электротехники /
Альтернативные источники энергии
Комментарии к статье
Тепловой насос - машина, позволяющая осуществить передачу от менее нагретого тела
(окружающей среды) к более нагретому, за счет затраты механической энергии.
Процессы, происходящие в тепловых насосах обратны процессам, осуществляемым
рабочим телом в холодильной машине. Предельный теоретический цикл теплового
насоса - обратный цикл Карно.
Тепловые насосы относятся к нетрадиционным возобновляемым, экологически чистым,
экономичным источникам энергии и предназначены для получения тепловой энергии,
используемой для обогрева и горячего водоснабжения объектов различного
назначения. При своей работе тепловые насосы используют солнечную энергию,
аккумулированную землей (грунтовые воды), а также геотермальную энергию. Кроме
этого тепловые насосы могут быть применены для утилизации тепловой энергии
сточных вод городов, промышленных объектов и очистных сооружений. Высокий
коэффициент преобразования энергии (η>3.0) открывает широкие перспективы для
применения этих установок.
По прогнозам Мирового Энергетического Совета (МИРЭС), из которого следует, что к
2020 году 75 процентов коммунального теплоснабжения развитых стран будет
осуществляться тепловыми насосами. Этот прогноз оправдывается практической
организацией теплоснабжения в ряде стран: так теплонасосное коммунальное
теплоснабжение в Швеции составляет около 50 процентов, а в США приближается к
37 процентам.
Россия значительно отстала по развитию теплонасосной техники, в настоящее время
необходимо приложить большие усилия в этой сфере. Производство тепла с помощью
ТН более выгодно в России по сравнению со всеми развитыми странами, прежде всего
из-за суровых климатических условий.
Технически тепловой насос ("Фреоновая котельная") - установка, передающая тепло
от низкотемпературного источника тепла высокотемпературному потребителю (системе
отопления) через посредника.
По этому же процессу работает любая холодильная установка. Источником тепла
будет представляться любое рассеянное в природе либо техногенное тепло.
В первом случае как правило, это грунтовые воды, термальные источники либо
незамерзающие водоемы, во втором - тепло градирни, вентвыбросов, промсбросов,
очистных сооружений и др. с температурой от +5 до +40°C, которая не может быть
напрямую использована для отопления и горячего водоснабжения.
Эффективность ТН определяется температурой источника и существенно выше любого
вида котельных и тем более электроотопительных приборов. В зависимости от
температуры источник с 1 кВт затраченной электроэнергии ТН позволяет выдать в
систему отопления от 3 до 7 кВт тепловой мощности, недостающие 2-6 кВт при этом
"отбираются" у источника. Срок окупаемости ТН в зависимости от температуры
источника и конфигурации установки может составлять от нескольких месяцев до
двух лет. ТН не производят выбросов в атмосферу, являясь, таким образом,
экологически чистыми установками по сравнению с котельными.
В настоящее время производство и внедрения ТН в России сосредоточено в основном
в двух акционерных компаниях, причем обе расположены в г. Новосибирске. Это ЗАО
"Энергия", выпускающее парокомпрессионные ТН мощностью от 10 кВт до 9 МВт как
электрические, так и с приводом от двигателей внутреннего сгорания и
утилизацией в ТН тепла выбросов, и ЗАО "Теплосиб", разрабатывающее абсорбционные
бромистолитиевые ТН единичной тепловой мощности от 25 кВт до 5-10 МВт.
Тепловые насосы, производимые ЗАО "Источник", компрессионного типа,
одноступенчатые, автоматизированные, с регулируемой теплопроизводительностью,
предназначены для выработки тепла и энергии (рис.8.1).
Рис.8.1. Схема теплового насоса
Принцип работы основан на трансформации (передаче) тепла от низкотемпературных источников
тепла окружающей среды к высокотемпературному теплопотребителю за счет фазовых
превращений рабочих веществ (озонобезопасных хладонов К 22, К 134, К 142.)
Назначение
Тепловые насосы используются:
- для автономного тепло- и горячего водоснабжения а также кондиционирования и
охлаждения производственных и гражданских объектов;
- для сушки древесины и зерновых;
- для подогрева воды в бассейнах и рыборазводных хозяйствах;
- для охлаждения и
поддержания постоянной температуры воды технологических циклов, что позволит
заменить, загрязняющие окружающую среду, градирни.
Характеристики
Основные технические характеристики:
- Выходная мощность по теплу: 3 - 10 000 кВт;
- Среднечасовое потребление электроэнергии: 0,86 - 2 500 кВтч.
ТН является исключительно энергоэффективной установкой, он позволяет экономить
268 кг угля, 84 кг мазута, 58 куб. м газа на каждую произведенную Гкал тепла.
Тепловые насосы работают полностью в автоматическом режиме. Срок окупаемости
капитальных затрат по сравнению с электрокотельными - 1 год, угольными - 1 год
мазутными котельными - 2-3 года. В таблице 8.1 даны характеристики тепловых насосов.
Таблица 8.1. Цена и характеристики тепловых насосов
Потребляемая мощность из электросети и теплопроизводительность даны при
температурах:
- теплоисточника - +8°C;
- теплоснабжения - (58-43)°C.
При увеличении температуры источника тепла выше 80С, цена кВт выходной мощность
снижается.
Система позволяет вырабатывать одновременно электроэнергию и тепло.
Срок службы ТН до капитального ремонта:
- 45000 часов для ТН с поршневым компрессором;
- 60000 часов для ТН с винтовым компрессором.
Автор: Магомедов А.М.
Смотрите другие статьи раздела
Альтернативные источники энергии.
Читайте и пишите полезные
комментарии к этой статье.
Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:
журналы A Radio. Prakticka Elektronika 2007 (архив за год)
журналы Юный техник 2013 (архив за год)
книга Защита трансформаторов 10 кВ. Шабад М.А., 1989
книга Кинескопы. Справочник. Тарасов Ф.И., 1964
статья Запуск ИС таймера 555 положительным импульсом
статья Черная протрава для железа и стали
справочник Сервисные меню зарубежных телевизоров. Книга №7
Оставьте свой комментарий к этой статье:
