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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Китайский аналог GPS 02.01.2013 Китайская народная республика официально открыла для публичного использования в азиатско-тихоокеанском регионе свою альтернативу системам глобального позиционирования GPS и ГЛОНАСС под названием Бейду (BeiDou Navigation Satellite System, сокращенно BDS). Название системы Бейду с китайского переводится как созвездие Большая Медведица. Ранее доступ к ней был ограничен только для военных и правительственных учреждений КНР. Представители официальных кругов страны заявили, что к 2020 году процент использования в Поднебесной национальной системы позиционирования составит 70-80%. Аналитики утверждают, что в 2011 году доля системы GPS на местном рынке составляла 95%. Бейду позволяет определять местонахождение пользователя с точностью до 10 метров, а скорость движения с точностью до 20 сантиметров в секунду. Время синхронизации сигнала составляет около 50 наносекунд. Впрочем, пока стоимость электронной начинки для системы Бейду в несколько раз превосходит аналогичные решения для GPS. Однако цены имеют тенденцию падать, и китайское правительство верит в то, что местные производители быстро освоят производство массовых потребительских систем для Бейду. В настоящее время на орбите находится шесть спутников системы Бейду. Власти КНР планируют довести группировку до 46 спутников в течение ближайшего десятилетия. Первый спутник системы BDS был запущен Китаем в 2000 году. Последний из текущей группировки был выведен на орбиту 25 октября 2012 года. Предварительная версия Бейду использовалась с 2003 года для контроля дорожного движения, синоптики и нужд национальных спасательных служб.

Другие интересные новости:

▪ Оптоволокно, работающее как человеческая нервная система

▪ Ослабление иммунитета космонавтов будет предсказано

▪ Матрица видеопереключателей FMS6501

▪ Бумажный самолетик с лазерным двигателем

▪ Высокоскоростная NFC-память ST25DV

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Альтернативные источники энергии. Подборка статей

▪ статья Франсуа Фенелон. Знаменитые афоризмы

▪ статья Как высоко могут летать насекомые? Подробный ответ

▪ статья Поленика. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Термостабилизатор для температуры 150...1000 градусов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Магнит в руках. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025