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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Нейронная эффективность как характеристика уровня интеллекта 16.08.2015 Фраза "Умные люди лучше думают" кажется тавтологией - они потому и умные, что лучше думают. Однако что мы подразумеваем под выражением "лучше думать"? Наверное, то, что мозг работает эффективнее. Действительно, связь между эффективной работой нейронных цепей и уровнем интеллекта кажется само собой разумеющейся, и большинство психологов и нейробиологов давно оперируют гипотезой нейронной эффективности, но - только лишь как гипотезой. Экспериментальных доказательств тут не было, приходилось довольствоваться умозрительной самоочевидностью. Доказательства же удалось получить исследователям из Швейцарской высшей технической школы Цюриха. В какой-то момент они заметили, что электрическая активность мозга у людей с уровнем интеллекта чуть выше среднего отличается от активности мозга у людей с высоким интеллектом. Отличия эти проявлялись при выполнении заданий, нацеленных на активное использование рабочей памяти. Рабочая память, или оперативная память (не путать с кратковременной), хранит в себе небольшие фрагменты информации, необходимые для сиюминутной мыслительной деятельности, например, для решения логической задачи или осознания сложной информации. От нее зависит, насколько хорошо мы отделяем нужное от ненужного в постоянном потоке информации, или, например, насколько хорошо чувствуем изменения в ситуации. Активную роль в решении таких задач играют лобные доли коры. Эксперимент же состоял в том, что группе студентов предложили комплекс когнитивных заданий разной степени сложности: например, им показывали некий набор картинок, которые нужно было по возможности запомнить, а потом показывали второй набор картинок, и теперь за ограниченное время нужно было определить, что из второго набора было в первом. Все участники эксперимента были поделены на две группы в соответствии с результатами обычного IQ-теста; у всех активность мозга регистрировали с помощью электроэнцефалографа (исследователи утверждают, что метод ЭЭГ вполне годится для оценки средних различий в мозговой активности у разных групп людей.). В статье в журнале Intelligence авторы пишут, что при выполнении самых легких и самых трудных вариантов заданий у умеренно умных студентов и у особенно умных студентов мозги работал примерно одинаково. Однако разница была отчетливо видна на заданиях умеренной трудности. И речь в данном случае идет не о том, что одни справились с ними, а другие нет - с тестами справились обе группы одинаково - однако у разных людей это потребовало разных ресурсов. У тех, чей IQ был выше среднего, умеренно трудная задача решалась более экономными усилиями, лобные доли работали слабее. У тех же, чей IQ был немногим выше среднего, задача умеренной трудности требовала более активной работы мозга. Иными словами, умные студенты думали эффективнее. Повторим это еще раз: задачу решили и те, и другие, но у одних решение потребовало меньших нейронных усилий. Можно ли натренировать рабочую память и связанные с ней функции интеллекта? Авторы работы дают неутешительный ответ: даже если более слабый по IQ человек тренируется выполнять некое сложное задание, у него не будет никакого преимущества перед нетренированным конкурентом, если заставить их решать другую сложную проблему, пусть и очень похожую на тренировочную. Впрочем, на сей счет согласья среди нейробиологов и психологов нет, и многие из них полагают, что разные отделы интеллекта вполне можно "прокачать".

Другие интересные новости:

▪ Расшифрована Y-хромосома

▪ ВИЧ лечит рак

▪ Пчелиный теблообмен

▪ Ассиметричный ледокол

▪ Определена главная молекула Вселенной

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Моделирование. Подборка статей

▪ статья Пройти огонь, воду и медные трубы. Крылатое выражение

▪ статья Был ли Плутон спутником Нептуна? Подробный ответ

▪ статья Эксперимент Галилео Галилея. Детская научная лаборатория

▪ статья Беглый светодиодный огонь (вариант 1). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Дрессированный платок. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026