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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Влияние кофеина на устойчивость к лекарственным препаратам 17.09.2020 Исследователи Эдинбургского университета провели масштабный эксперимент, посвященный изучению влияния кофеина на устойчивость к лекарственным препаратам. В течение длительного периода времени ученые считали, что устойчивость к лекарствам может развиваться только после каких-либо изменений в ДНК. Однако недавно проведенное научное исследование дало понять, что на самом деле это не так. Оказалось, что под воздействием кофеина у грибков появляются эпигенетические изменения. Отличие эпигенетических изменений от генетических в том, что они меняют не сам генетический код, а так называемую упаковку спирали ДНК. Исследование проводилось на дрожжах, обработанных кофеином. По словам специалистов, некоторые гены были упакованы в гетерохроматин, подавляющий активность других генетических последовательностей. В результате формировалась устойчивость организма к лекарствам.

Другие интересные новости:

▪ Проблему аккумуляторов выявил рентген

▪ Революция в геологоразведке

▪ Микроб-реставратор

▪ Астероид, собранный по кускам

▪ Массовое производство биопроцессоров

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудиотехника. Подборка статей

▪ статья Пусть ненавидят - лишь бы боялись. Крылатое выражение

▪ статья Какие цветные шумы, помимо белого шума, существуют? Подробный ответ

▪ статья Клопогон даурский. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Модернизация электродрели. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зарядное устройство на ток 300 миллиампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026