Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Тепловые насосы и кондиционеры

Источники теплоты для тепловых насосов

Применение ТН требует не только затрат энергии на привод, но и дополнительного источника тепла. Особый интерес представляют те источники теплоты, которые не могут использоваться обычными способами, то есть с температурой менее 45 ° С. К таким источникам относится энергия отходов низкопотенциальной промышленной теплоты с температурой 20 - 40 ° С и выше, а также энергия окружающей среды.

Окружающая среда представляет интерес как источник энергии тогда, когда его температурный уровень незначительно отличается от температуры потребителя, что, например, характерно для воздушного отопления помещения. Здесь в зависимости от времени года необходимые температуры воздуха в помещении и источники энергии из окружающей среды обычно отличаются не более чем на 10 ... 15 К, а в исключительных случаях до 35 К.

Источником энергии из окружающего пространства (энергоносителем) является почва, грунтовые и поверхностные воды, воздух, растения и здания. Температурное поле окружающей среды неоднородно по месту ее времени как вне, так и внутри источников энергии. Такое неоднородное температурное поле возникает из-за дифференцированный распределение солнечной радиации на поверхности Земли, зависит не только от географического положения, а также и ВИЧ различий атмосферных условий, особенно облачности и атмосферных разрядов. Затиненнисть, вызванная растениями и зданиями, атмосферные течения и различные препятствия распространению теплоты увеличивают неоднородность температурного поля. Также неравномерно поступает в окружающую среду отработана теплота процессов преобразования энергии, что особенно заметно в промышленных зонах, городах и электростанциях.

С помощью тепловых насосов можно использовать существующую повсеместно энергию окружающего пространства, прежде всего с мстою отопления помещений. Однако эффективность использования тепловых насосов предусматривает учет целесообразных условий эксплуатации, связанных с температурным полем источника энергии.

При применении ТН не стремятся к непосредственному использованию энергии окружающего пространства, что является неэффективным источником, а пытаются использовать источники с высоким температурным уровнем, чтобы достичь высокого коэффициента преобразования благодаря небольшим температурным перепадам между источником тепла и теплонасосной установкой.

Энергия глобального пространства создается в основном потоками, к которым относят солнечную радиацию и отработанную теплоту. Температурный уровень этих двух потоков при входе в пространство больше температуры окружающей среды, поэтому рекомендуется использовать эти потоки для работы тепловых насосов прежде чем их температура сравняется с температурой окружающей среды.

Поскольку потребность в теплоте по времени не всегда соответствует количеству тепла, имеющегося в окружающем пространстве, целесообразно для уменьшения несоответствия применять низкотемпературные аккумуляторы. Использование их позволяет при относительно небольших потерях теплоты создать высокотемпературный тепловой источник, который можно использовать с высоким коэффициентом преобразования в необходимый момент и обеспечить периодический режим эксплуатации во время пиковых нагрузок.

Тепловые насосы для отопления помещений

Назначение установок для отопления помещений - обеспечить необходимую внутреннюю температуру при любой наружной температуре в отопительный период (комфортная температура составляет около 20 ° С). Температура в помещении может незначительно отличаться от температуры окружающей среды, в этих условиях установки для отопления служат подходящим объектом для применения ТН, работающих на энергии окружающего пространства. Если учесть, что около 35% всей необходимой энергии приходится на отопление помещений и все установки работают по единому технологическому принципу, становятся понятными широкие возможности применения тепловых насосов в этой области.

Идеальный коэффициент преобразования Карно для отопления при средней наружной температуре в течение отопительного периода Т0 п = 277 К и температуре внутри помещения тй = 294 К устанавливает

Существующие отопительные установки с тепловым насосом имеют коэффициент преобразования равным лишь части от этого значения, однако при заданной температуре источника это значение тем больше, чем ниже начальная температура в подающем трубопроводе отопительной сети.

В качестве теплоносителя для традиционных нагревательных приборов в жилых и общественных зданиях в большинстве случаев используется горячая вода с температурой 90 ° С, реже с температурой 110 ° С. В этом интервале температур на входе в систему отопления невозможно экономически применять тепловой насос без дополнительных мер. Тепловой насос с температурой 60 ° С работает с коэффициентом преобразования, находится вблизи предельных значений (и ниже), при которых сохраняется экономическая эффективность, поэтому эффект от применения теплового насоса реализуется только при температуре воды в подающей линии менее 45 ° С, то есть в низкотемпературных системах отопления. Низкотемпературные отопительные системы при соответствующем расчете могут эксплуатироваться со всеми известными типами радиаторов и повитроопалювальнимы приборами.

Достижения температуры 20 ° С в помещении с применением отопительных котлов сопровождается низкой эффективностью: первичные носители энергии сжигаются в котле при температуре 1100 ° С, тепловая энергия с промежуточным преобразованием при 90 ° С подается в нагревательные приборы, в результате эксергетический КПД составляет 3,5% . Таким образом, в обычных системах отопления первичная энергия используется неэффективно, так как значительная часть эксергии теряется через необратимость процессов.

В случае применения ТН необходимо по условиям комфортности температура помещения создается на принципиально иной основе. В качестве источника тепла используется окружающую среду и источники с температурой близкой к температуре окружающей среды, причем реализация их энергии обычными техническими средствами невозможно. С помощью приводной энергии ТН температура увеличивается до эксплуатационного уровня (45 ° С) и обеспечиваются в помещении 20 ° С. Расход первичной энергии на тепловой насос может быть значительно снижена при использовании для этих целей электроэнергии. Эксергетическая характеристика ТН улучшается по сравнению с обычными установками на 150%, так как большая часть тепловой энергии извлекается из окружающей среды. Из этого следует установка для отопления помещений отвечают требованиям эксплуатации тепловых насосов.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее