Тепловые насосы для отопления и горячего водоснабжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

(нажмите для увеличения)

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.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Стерильного нейтрино не существует 15.01.2026

В физике элементарных частиц поиск новых, пока не обнаруженных объектов играет ключевую роль в понимании устройства Вселенной. Иногда такие поиски приводят к громким открытиям, а иногда - к не менее важным отрицательным результатам, которые позволяют отбросить неверные направления. Именно к таким случаям относится недавний вывод ученых о судьбе стерильного нейтрино - одной из самых интригующих гипотетических частиц последних десятилетий. Исследователи из американской лаборатории Fermilab официально сообщили, что им не удалось найти доказательства существования стерильного нейтрино. К такому выводу пришла команда эксперимента MicroBooNE после многолетнего анализа столкновений нейтрино, которые ранее рассматривались как возможный намек на существование четвертого типа этих частиц. Предполагалось, что стерильное нейтрино взаимодействует с материей исключительно через гравитацию, что делало его крайне трудным объектом для обнаружения. В рамках современной физики нейтрино известны в т ...>>

Беспроводные наушники и колонки Fender 15.01.2026

Музыкальная индустрия постепенно адаптируется к цифровым технологиям, и известный производитель музыкальных инструментов Fender расширяет свое присутствие за пределы гитар и усилителей, представляя современные решения для прослушивания музыки. Новые беспроводные наушники и Bluetooth-колонки Fender объединяют богатый звук, модульность и удобство использования как для дома, так и для профессиональной работы. Флагманской новинкой стали наушники Fender Mix, отличающиеся модульной конструкцией. Динамики подключаются к оголовью через порт USB Type-C и могут быть сняты вместе с амбушюрами, что облегчает уход и транспортировку. Один из динамиков оснащен встроенным адаптером USB Type-C для подключения к источнику звука без потерь, поддерживая кодеки LDHC и Fire, а также функцию Auracast. На другом динамике размещен съемный аккумулятор, который обеспечивает до 100 часов работы без активного шумоподавления; при включении ANC время работы сокращается до 52 часов. Наушники доступны по цене $299 ...>>

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Случайная новость из Архива Создан гибрид человека и овцы 18.02.2018 Биологи из Калифорнии впервые вырастили зародыши, включающие в себя клетки человека и овцы. Работы по созданию химер - организмов, состоящих из генетически разнородных клеток - ведутся на протяжении примерно полутора десятилетий. Ученые хотят добиться возможности выращивать полноценные органы, которые затем можно было бы пересаживать человеку, и которые бы не отторгались при пересадке. Помимо этого, такие эксперименты могли бы позволить проводить более безопасные испытания новых лекарственных препаратов. В то же время, такие действия ученых достаточно ограничены из-за дискуссий об их этичности. В новом эксперименте ученые смогли успешно имплантировать клетки человека в зародыши овцы в соотношении примерно 1 на 10 тысяч клеток. Зародыши успешно развивались в течение 28 дней (из которых 21 день они находились непосредственно внутри живой овцы) - как отмечают биологи, этого срока достаточно для понимания того, что они могли бы развиться в полноценный живой организм. После этого эксперимент был прекращен по этическим соображениям. Клетки человека были внедрены в зародыши овцы с помощью технологии CRISPR/Cas9 - она позволяет направленно менять отдельные гены в клетках организма. Авторы работы подчеркивают, что пока остается неясным, как именно человеческие клетки могут повлиять на внешний вид овец и на работу их нервной системы. Они выразили мнение, что для этого необходим более продолжительный эксперимент, который бы длился не менее 70 дней. При этом ученые подчеркивают, что в любом случае для выращивания полноценного органа необходимо значительно увеличить число человеческих клеток - соотношение с клетками животного должно составлять примерно один к ста. Аналогичный эксперимент проводился в начале 2017 года со свиньями. Зародыши также нормально развивались на протяжении 28 дней, соотношение человеческих и свиных клеток было около 1 на 100 тысяч. После этого их удалили из тела свиноматки. Овцы, по мнению ученых, являются более перспективными для выращивания человеческих органов, нежели свиньи, так как эксперименты показали, что для успешного создания химеры на основе овцы необходимо намного меньше эмбрионов.

Другие интересные новости:

▪ Ноутбук WeWi Sol с солнечной панелью

▪ Первый ВЧ-транзистор NXP

▪ Нейронный компас в мозге

▪ Экшн-камера DJI Osmo Action

▪ Новая серия PMEG диодов Шотки

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микрофоны, радиомикрофоны. Подборка статей

▪ статья Это было недавно, это было давно. Крылатое выражение

▪ статья Кожа каких животных может менять окраску автономно, без участия основного зрения? Подробный ответ

▪ статья Конский чеснок. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья УМЗЧ без общей обратной связи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой УKB ЧМ приемник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026