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:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Робот-аптекарь 06.07.2007 В одной из аптек французского городка Фаш-Тюмениль с прошлого года служит робот. Когда приходит покупатель с рецептом, фармацевт вводит рецепт в компьютер, робот подбирает нужные лекарства, прочитывая их штрих-коды на коробочках и баночках и кладет медикаменты на ленту конвейера, которая уносит покупку к окошку выдачи.

Другие интересные новости:

▪ Пролетая над Венерой

▪ Фонарик Darkfad

▪ Меркурий на фоне Солнца

▪ IT-писсуар

▪ Самая большая и самая маленькая змея

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Конспекты лекций, шпаргалки. Подборка статей

▪ статья Любовь и голод правят миром. Крылатое выражение

▪ статья Какой канадский город во время Второй Мировой войны был атакован войсками в немецкой форме? Подробный ответ

▪ статья Щавель низкий. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Принцип работы гидроэлектростанции. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Карточная рамка на волшебной палочке. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026