Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Техніка arrow Теплові насоси та кондиціонери
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Джерела теплоти для теплових насосів

Застосування ТН вимагає не тільки витрат енергії на привід, але й додаткового джерела теплоти. Особливий інтерес представляють ті джерела теплоти, які не можуть використатися звичайними способами, тобто з температурою менш 45 °С. До таких джерел відноситься енергія відходів низькопотенціальної промислової теплоти з температурою 20 — 40 °С и вище, а також енергія навколишнього середовища.

Навколишнє середовище становить інтерес як джерело енергії тоді, коли його температурний рівень незначно відрізняється від температури споживача, що, наприклад, характерно для повітряного опалення приміщення. Тут залежно від пори року необхідні температури повітря в приміщенні й джерела енергії з навколишнього середовища звичайно відрізняються не більше ніж на 10...15 К, а у виняткових випадках до 35 К.

Джерелом енергії з навколишнього простору (енергоносієм) є ґрунт, ґрунтові й поверхневі води, повітря, рослини й будівлі. Температурне поле навколишнього середовища неоднорідно по місцю її часу як поза, так і усередині джерел енергії. Таке неоднорідне температурне поле виникає через диференційований розподіл сонячної радіації на поверхні Землі, що залежить не тільки від географічного положення, а також і віл розходжень атмосферних умов, особливо хмарності й атмосферних розрядів. Затіненність, викликана рослинами й будівлями, атмосферні плини й різні перешкоди поширенню теплоти збільшують неоднорідність температурного поля. Також нерівномірно надходить у навколишнє середовище відпрацьована теплота процесів перетворення енергії, що особливо помітно в промислових зонах, містах і електростанціях.

За допомогою теплових насосів можна використати існуючу повсюдно енергію навколишнього простору, насамперед з мстою опалення приміщень. Однак ефективність використання теплових насосів передбачає урахування доцільних умов експлуатації, пов'язаних із температурним полем джерела енергії.

При застосуванні ТН не прагнуть до безпосереднього використання енергії навколишнього простору, що є неефективним джерелом, а намагаються використати джерела з високим температурним рівнем, щоб досягти високого коефіцієнта перетворення завдяки невеликим температурним перепадам між джерелом тепла й теплонасосною установкою.

Енергія глобального простору створюється в основному потоками, до яких відносять сонячну радіацію й відпрацьовану теплоту. Температурний рівень цих двох потоків при вході в простір більше температури навколишнього середовища, тому рекомендується використати ці потоки для роботи теплових насосів перш ніж їхня температура зрівняється з температурою навколишнього середовища.

Оскільки потреба в теплоті за часом не завжди відповідає кількості тепла, наявного в навколишньому просторі, доцільно для зменшення невідповідності застосовувати низькотемпературні акумулятори. Використання їх дозволяє при відносно невеликих втратах теплоти створити високотемпературне теплове джерело, яке можна використати з високим коефіцієнтом перетворення в необхідний момент і забезпечити періодичний режим експлуатації під час пікових навантажень.

Теплові насоси для опалення приміщень

Призначення установок для опалення приміщень - забезпечити необхідну внутрішню температуру при будь-якій зовнішній температурі в опалювальний період (комфортна температура становить близько 20 °С). Температура в приміщенні може незначно відрізнятися від температури навколишнього середовища, у цих умовах установки для опалення служать підходящим об'єктом для застосування ТН, що працюють на енергії навколишнього простору. Якщо врахувати, що близько 35 % всієї потрібної енергії приходиться на опалення приміщень і всі установки працюють по єдиному технологічному принципу, стають зрозумілими широкі можливості застосування теплових насосів у цій області.

Ідеальний коефіцієнт перетворення Карно для опалення при середній зовнішній температурі протягом опалювального періоду Т0 п= 277 К і температурі усередині приміщення Тй= 294 К встановлює

Існуючі опалювальні установки з тепловим насосом мають коефіцієнт перетворення рівним лише частці від цього значення, однак при заданій температурі джерела це значення тим більше, чим нижче початкова температура в подаючому трубопроводі опалювальної мережі.

Як теплоносій для традиційних нагрівальних приладів у житлових і суспільних будинках у більшості випадків використається гаряча вода з температурою 90 °С, рідше з температурою 110 °С. У цьому інтервалі температур на вході в систему опалення неможливо економічно застосовувати тепловий насос без додаткових заходів. Тепловий насос із температурою 60 °С працює з коефіцієнтом перетворення, що перебуває поблизу граничних значень (і нижче), при яких зберігається економічна ефективність, тому ефект від застосування теплового насосу реалізується лише при температурі води в подаючою лінії менш 45 °С, тобто в низькотемпературних системах опалення. Низькотемпературні опалювальні системи при відповідному розрахунку можуть експлуатуватися з усіма відомими типами радіаторів і повітроопалювальними приладами.

Досягнення температури 20°С у приміщенні із застосуванням опалювальних котлів супроводжується низькою ефективністю: первинні носії енергії спалюються в котлі при температурі 1100 °С, теплова енергія із проміжним перетворенням при 90 °С подається в нагрівальні прилади, у результаті ексергетичний ККД складає 3,5 %. Таким чином, у звичайних системах опалення первинна енергія використається неефективно, тому що значна частина ексергії губиться через незворотність процесів.

У випадку застосування ТН необхідна за умовами комфортності температура приміщення створюється на принципово іншій основі. Як джерело тепла використається навколишнє середовище й джерела з температурою близької до температури навколишнього середовища, причому реалізація їхньої енергії звичайними технічними засобами неможлива. За допомогою приводної енергії ТН температура збільшується до експлуатаційного рівня (45°С) і забезпечуються в приміщенні 20 °С. Витрата первинної енергії на тепловий насос може бути значно знижена при використанні для цих цілей електроенергії. Ексергетична характеристика ТН поліпшується в порівнянні зі звичайними установками на 150 %, тому що більша частина теплової енергії витягається з навколишнього середовища. Із цього слідує -установки для опалення приміщень відповідають вимогам експлуатації теплових насосів.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси