2.9 Теплові насоси

2.9.1 Загальна характеристика

У природі, виробництві, сільському господарстві, побуті є значні запаси розсіяної низькотемпературної теплової енергії, яку можна ефективно використати. Для її концентрації застосовують теплові помпи (теплові помпові установки – ТПУ). Це пристрій, який за допомогою механічної або електричної енергії трансформує теплову енергію низького потенціалу в теплову енергію більш високих параметрів.

Сучасні ТПУ по принципу роботи розділяються на компресійні, абсорбційні і термоелектричні [15].

Джерелом низькотемпературної теплоти для ТПУ може бути природна теплота зовнішнього повітря, ґрунту, теплові відходи промислового і сільськогосподарського виробництва, геотермальна енергія. ТПУ економічно і екологічно вигідно використовувати у виробництві і побуті для опалення і гарячого водопостачання при сучасних цінах на енергоносії, не зважаючи на значні капітальні затрати при їх виготовленні. Хоча ТПУ не отримали в нас широкого застосування, із-за значних витрат і складності обладнання, але вони є дуже перспективними, оскільки дозволяють утилізувати практично будь-яку низькотемпературну теплоту. Практика показала, що найбільш ефективними на сьогодні є парокомпресійні тепло помпові установки.

Коефіцієнт корисної дії тепло помпової установки враховує не тільки дроселювання, але і втрати в трубопроводах, в обладнанні при перетворенні первинної енергії в приводному двигуні і передачі її до двигуна. Так, в даному випадку, при використанні електричної енергії для роботи ТПУ визначити ККД її можна з виразу:

, (2.1)

де  - теплота, передана в конденсаторі;

 - робота стискування в компресорі від тиску  до ;

 - коефіцієнт корисної дії теплового потоку, який враховує втрати енергії і робочого агента в трубопроводах і обладнанні ТПУ;

 - електромеханічний коефіцієнт корисної дії двигуна і компресора;

 - коефіцієнт корисної дії джерела, яке виробляє додаткову електроенергію;

 - коефіцієнт корисної дії електричних ліній передач.

Для теплових насосів [17], що споживають електричну енергію, основною величиною, яка характеризує їх енергетичну ефективність є коефіцієнт перетворення  - відношення отриманого для обігріву тепла  до затраченої роботи :

. (2.2)

В більшості випадків теплові помпи використовують для опалення приміщення із значенням  в межах від 2 до 3. Це означає, що на кожну кілокалорію затраченої роботи з допомогою теплового насосу отримують 2 – 3 кілокалорії тепла при температурі необхідній для опалення. Коли тепловий насос повинен незначно підняти температуру теплоносія (наприклад, випарні установки), коефіцієнт перетворення збільшується до 10 і вище.

Теплові помпи – це складні технічні установки. Строк окупності теплового насосу незначний, він коливається від 2 до 3 років у залежності від конкретних умов. Треба також зазначити, що СПТ вимагають точного підрахунку низькотемпературного джерела енергії, визначення кількості тепла для корисного споживання і механічної енергії для роботи помпи. Низькотемпературним джерелом звично застосовують ґрунт прилеглої ділянки, а також зовнішнє повітря [6].

Помпи тепла на сучасному етапі є найдешевшим джерелом тепла для обігрівання приміщень і гарячого водопостачання, тепловий насос постачає у 3 – 5 разів більше енергії, ніж витрачає[6].

2.9.2 Область використання теплових насосів

В якості природного джерела тепла для зимового опалення ґрунт використовують все частіше ніж повітря та воду, хоча загальне число таких теплових насосів ще порівняно невелике.

Дослідження показали, що умови теплопередачі в ґрунті залежать головним чином від його вологості [10].

Дуже важливим є велика ємкість джерела тепла низького потенціалу. При малій ємності приходиться знижувати температуру кипіння речовини для отримання достатньої кількості тепла від теплоносія. При цьому температура теплоносія помітно змінюється в процесі теплообміну, в той час як температура кипіння лишається постійною низькою.


Информация о работе «Сучасні розробки у галузі енергозабезпечення»
Раздел: Физика
Количество знаков с пробелами: 80839
Количество таблиц: 5
Количество изображений: 6

Похожие работы

Скачать
176676
31
11

... ї діяльності підприємства необхідно поліпшувати ресурсний потенціал, залучати для цього додаткові кошти, розробити та впроваджувати стратегію розвитку підприємства, яка надасть змогу суттєво поліпшити фінансові показники діяльності ТОВ “Маяк” в пореформений період тощо. РОЗДІЛ 3 РОЗРОБКА СТРАТЕГІЇ ТОВ ”МАЯК” В ПОРЕФОРМЕНИЙ ПЕРІОД   3.1. Розробка методики аналізу зовнішнього і внутрішнього ...

Скачать
51216
4
4

... і європейського співтовариства та виведення її на рівень технічно надійних, високоекономічних систем. Таким чином, можна виділити чотири стратегічні мети політики держави в газовому секторі економіки України: ¾  зростання видобування газу в країні; ¾  утримання стратегічного становища України в міжнародній системі транспортування газу; ¾  створення фінансових та правових умов ...

Скачать
160069
32
6

...  (1.11.) Проект з більшим значенням середнього квадратичного відхилення вважається більш ризиковим. Одже, варто співвідносити прибутковість інвестицій з величиною ризику по цьому проетку. Розділ 2. Управління реальними інвестиціями підприємства з переробки металобрухту ТОВ СП “Укрроссталь”   2.1. Аналіз вибору пріоритетних напрямків реального інвестування ...

Скачать
164120
15
1

... систем мотивації праці, необхідно приділити увагу модернізації виробничих процесів. Та застосуванню новітніх технологій. Розділ 3. Шляхи підвищення ефективності застосування сучасних систем мотивації персоналу   3.1 Удосконалення систем мотивації в підприємстві та шляхи застосування найефективніших систем мотивації Основна категорія працівників ресторанного господарства – кухарі, офіціанти, ...

0 комментариев


Наверх