Применение теплонасосов в теплогенераторах Потапова, ВЭС и ГЭС. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Глобальное потепление климата выявила бесперспективность дальнейшего сжигания ископаемых видов топлива: угля, нефти, урана. Сегодня как никогда актуально возвращение к традиционной энергетике. В данной статье речь пойдет не столько об установках по использованию энергии Солнца и геотермии, сколько о тепловых насосах, которые могут значительно увеличить эффективность использования экологически чистой энергии. Будущее за гибридной энергетикой, использующей все лучшее, что наработано человечеством за всю его историю. В составе каждой энергетической установки, а также во многих производственных процессах должен работать тепловой насос.

Прежде, чем говорить о применении тепловых насосов (ТН), следует четко отделить дроссельные тепловые насосы от теплонасосов детандерных. Дроссельные насосы сегодня самые продаваемые, так как в них энергия не используется, а затрачивается. Кроме бытовых холодильников и кондиционеров, есть и более мощные устройства на базе дроссельных ТН [2], но их КПД, который осмотрительно переименован в "коэффициент производительности" (СОР Coefficient of Performance), составляет всего 1,9-5,4. Такие же результаты дает установка более простых теплогенераторов (ТГ) Григгса-Потапова, или счетчиков тепла.

В детандерных ТН энергия не затрачивается, а используется, поэтому они сохранились только в ракетно-космическом комплексе и большой промышленности, контролируемых олигархами.

Отличаются детандерные ТН от дроссельных только тем, что в их конструкции вместо тормозящего газовый поток дросселя используются пневмодвигатели - поршневые, роторные и турбинные детандеры. Последние самые эффективные. Поскольку энергия в детандерном ТН не затрачивается, а используется, то такие ТН возвращают электрическую, механическую и любую другую энергию, использованную для их привода. Подобными свойствами обладают, например, электрохимические генераторы [3] и другие малоизвестные - забытые, засекреченные, запрещенные устройства.

Что я предлагаю? В [1, c.144] акад. Л.П. Фоминский пишет: "Теплогенератор Потапова - не тепловой насос, хотя было бы весьма рационально превратить его в таковой". Действительно, совместив ТГ Потапова и детандерный ТН, можно решить сразу 4 проблемы.

1. Осуществить предварительный подогрев воды, используемой в ТГ Потапова, для максимализации его эффективности и упрощения пуска (при t<63°C ТГ имеет низкую эффективность).

2. Использовать тепло, уносимое уходящим через вентиляцию воздухом для нагрева помещения и предотвращения утечки теплого воздуха через неплотности окон, дверей и т.д.

3. Снижение массы и габаритов ТГ Потапова за счет увеличения скорости вращения его ротора на 1-2 порядка.

4. Использование внешнего тепла (Солнце, воздух, вода, грунт) для восстановления внутренней энергии использованного воздуха. Работа совмещенного ТГ показана на рис.1, где Н - воздушный насос (компрессор), сжимающий воздух из обогреваемого и вентилируемого помещения; Д - турбодетандер (автор экспериментировал со стоматологической турбобормашиной чехословацкого производства), сжижающий воздух, который покидает помещение (выходит наружу), Г - горячий контур. Холодным контуром (Х) служит окружающая среда. Водяным насосом в данном устройстве работает ТГ Потапова, для чего в роторе проделана специальная канавка.

Хотя акад. Л.П. Фоминский не высоко ценит ветроэнергетику [1, c.281], но ветряки - очень дешевые, более того, самые дешевые ветроэнергетические установки, которые умельцам легче производить, чем какие-либо другие. Применение ТН в составе ВЭС позволяет решить опять-таки 4 проблемы.

1. Увеличить эффективность ВЭС при малых оборотах ветроколеса.

2. Увеличить эффективность в теплые времена года (сегодня производительность ВЭС в августе в 4 раза ниже, чем в феврале).

3. Появляется возможность применять высокоэффективные скоростные генераторы, так как скорость вращения ротора увеличивается на 3-4 порядка.

4. Дает возможность комплексно использовать энергию ветра, Солнца, геотермии, других низкопотенциальных источников энергии.

Для съема, снятия энергии внешней среды (тепла) можно использовать всю мачту ВЭС (рис.2), выкрасив ее в черный цвет. Увеличить использование солнечной энергии можно, осветив нижнюю теневую часть мачты ВЭС с помощью подвижных зеркальных панелей.

А вот гидроэнергетику на базе ТН [1, C.143] акад. Л.П. Фоминский считает очень даже перспективной: "...если... у реки Волги отбирают тепло с помощью тепловых насосов, то при среднегодовом стоке этой реки в 200 км3 охлаждение ее воды всего на 1°С давало бы 2·1014 ккал в год, или в пересчете на электрическую энергию более 200 МВт·ч в год. Это в 3 раза больше, чем вырабатывает весь каскад волжских электростанций!". Как осуществить подобное энергетическое чудо?

На рис.3 показан проект ГЭС, совмещенной с ТН.

Вода вращает насос Н, который приводит в движение рабочее вещество (газ, легкокипящую жидкость) внутри горячего (Г) и холодного (Х) контуров. Рабочее вещество вращает детандер (Д), приводящий в движение электрогенератор. Так что ТН можно использовать и дома (воздушные ТН плюс ТГ Потапова), и в низинах (ГЭС, оффшорные ВЭС), и в горах, и степях (ВЭС). Но самый большой эффект можно получить в жарких регионах и в теплых морях. Для Украины это Юго-Восток и ее черноморское побережье.

И еще. Тепловые насосы не вырабатывают, а трансформируют энергию из одного вида в другой. Поскольку ТН только передают энергию в пространстве (пусть даже по проводам ЛЭП), они не способствуют увеличению количества тепла на Земле и могут полностью устранить опасность превышения среднегодовой температуры климата нашей Планеты.

Литература:

1. Фоминский Л.П. Сверхединичные теплогенераторы против Римского Клуба. - Черкассы: Око-Плюс, 2003.
2. Вуйцік С., Лічнерскій Е. Теплові помпи у запитаннях і відповідях//Зелена енергетика. - 2003. - №2. С.26-27.
3. КПД электрохимических генераторов. Большая Советская Энциклопедия. - Т.30. - С.123.

Автор: Ю. Бородатый

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Нейроны учат новое, не забывая старое 19.06.2016 Считается, что мозг постоянно меняется - так же, как меняется мир вокруг нас, и если мы сталкиваемся с чем-то новым, с чем-то незнакомым, то благодаря нейронной пластичности мы быстро поймем, как вести себя в этой ситуации. Под нейронной пластичностью понимают способность межнейронных соединений к перестройке, установление новых связей, появление новых нейронных контуров, предназначенных для решения новой задачи. С другой же стороны, какие-то вещи оказываются настолько нам привычны, что мы делаем их, не задумываясь, и всевозможные сигналы, приходящие в уже взрослый мозг, обрабатываются здесь по привычной, давно установленной схеме. Как происходит такое усвоение нового без уничтожения старого? Ответ может показаться довольно очевидным: поскольку нейроны могут формировать множество связей, то у каждой клетке есть некий постоянный их набор, своеобразный "костяк синапсов", которые отвечают за давно усвоенную рутину, а вот когда появляется что-то новое, то к старым постоянным связям добавляются свежие, "нестандартные". В теории эта гипотеза существует давно, но лишь сейчас ее удалось подтвердить экспериментально. Исследователи из Института нейробиологии Общества имени Макса Планка ставили опыты с мышами, которым завязывали один глаз, после чего наблюдали за активностью нервных клеток зрительной коры. Известно, что когда в мозг перестают поступать сигналы от одного глаза, то нейроны, которые к нему "приписаны", начинают реагировать на визуальные импульсы, идущие от другого глаза. С новыми генетическими методами стало возможно проследить за активностью отдельных клеток, и оказалось, что совмещение старого и нового, о котором мы только что говорили, происходит в мозге буквально на клеточном уровне. Нейроны закрытого глаза, как и ожидалось, переключались на данные от глаза открытого. Но потом, когда закрытый глаз снова открывался, активность нервных клеток возвращалась к прежнему режиму. Отдельные нейроны как бы запоминали прежние настройки, и, когда поток зрительных сигналов возвращался в норму, то есть когда работали снова оба глаза, клетки просто "вспоминали", по какой схеме в таком случае они должны работать. Нейробиологи подчеркивают тут несколько важных особенностей. Во-первых, перенастройки связей происходили не на уровне клеточных популяций, нейронных кластеров, как ожидалось, а на уровне отдельных клеток. Во-вторых, раз от разу, то есть при повторах эксперимента, изменения касались одних и тех же нейронов, которые составляли около 2/3 от всех клеток зрительной коры. Прочие же либо вообще не обращали никакого внимания на то, что один глаз то закрывается, то открывается, либо реагировали так, что их поведение в рамках рабочей гипотезы объяснить было крайне затруднительно.

Другие интересные новости:

▪ GPS-пуля

▪ Мозг слышит тишину

▪ VR-гарнитура от Korea Fuel-Tech Corporation

▪ Новая серия CKR реле Crydom

▪ Одинокие и несчастные люди стареют быстрее, чем курильщики

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Телефония. Подборка статей

▪ статья К шапочному разбору. Крылатое выражение

▪ статья Бесконечна ли Вселенная? Подробный ответ

▪ статья Обслуживание установки финишного напыления (УФН). Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Безмашинные солнечные энергетические установки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бурятские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026