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:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Комнатные растения и воздух в помещении 30.12.2024 Многие из нас считают, что комнатные растения способны очищать воздух в помещении, улучшая его состав и создавая более здоровую атмосферу. Этот миф поддерживается тем, что растения якобы поглощают вредные вещества и выделяют кислород. Однако недавнее исследование ученых из Дрексельского университета в США опровергло это утверждение, доказав, что комнатные растения не способны обеспечить значительное очищение воздуха, как часто считается. В ходе своего исследования ученые проанализировали более 30 лет научных работ, касающихся влияния растений на качество воздуха в помещении. Среди изучаемых экспериментов оказались и знаменитые исследования NASA 1980-х годов, в которых утверждалось, что комнатные растения могут эффективно очищать воздух от вредных веществ. Однако ученые из Дрексельского университета отметили, что данные эксперименты проводились в лабораторных условиях, которые значительно отличаются от обычных жилых помещений. Например, для того чтобы растения могли хоть как-то повлиять на качество воздуха, они должны находиться в совершенно стерильной, контролируемой среде, что невозможно в реальной жизни. После тщательного анализа экспериментов и множества исследований ученые пришли к выводу, что реальные условия в домах и офисах не позволяют растениям достигать таких результатов. Оказывается, что растения просто не могут справиться с загрязнением воздуха в помещениях, особенно если речь идет о летучих органических веществах и других загрязнителях. Их способность улучшать воздух сильно преувеличена. Одним из главных выводов исследования стало утверждение, что единственным эффективным методом очистки воздуха является регулярное проветривание. Даже если на каждом квадратном метре помещения разместить сотни или тысячи горшков с растениями, их усилия будут ничтожно малы по сравнению с воздействием свежего воздуха. Открытые окна обеспечат более быстрое и качественное обновление воздуха, чем любые растения. Несмотря на всю привлекательность идеи использования комнатных растений для улучшения качества воздуха, на практике они не могут заменить такие простые и эффективные способы, как проветривание. Это открытие позволяет более объективно подойти к выбору методов поддержания чистоты и здоровья воздуха в помещениях. Комнатные растения, конечно, приносят эстетическое удовольствие и помогают создать уют, но их роль в очистке воздуха оказывается гораздо меньше, чем мы привыкли думать.

Другие интересные новости:

▪ Транзистор, заменяющий целые логические схемы

▪ Микроволновый мемконденсатор как элемент квантовой памяти

▪ Слуховой аппарат для орнитолога

▪ Craob X - ноутбук без разъемов

▪ Квантовая флейта

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Афоризмы знаменитых людей. Подборка статей

▪ статья Театр одного актера. Крылатое выражение

▪ статья Какой заключенный организовал свое освобождение, выслав поддельное электронное письмо? Подробный ответ

▪ статья Стирка белья. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Отделка овчин после крашения. Простые рецепты и советы

▪ статья Неуязвимый платок. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026