Здравствуйте! Тепловой насос представляет собой устройство, предназначенное для передачи тепловой энергии, которая движется от источника тепловой энергии с низким потенциалом (имеет низкую температуру) к комитенту с высокой температурой.
Если вспомнить термодинамику, то тепловой насос можно легко сравнивать с холодильным оборудованием. Только здесь есть небольшое «но»: основная цель холодильного оборудования – это производить холод, отбирая теплоту испарителем, конденсатор сбрасывает эту теплоту, а в тепловом насосе работа обратная.
То есть конденсатор – это теплообменный аппарат, который способен выделять теплоту для комитента. Испаритель в это время играет роль теплообменного аппарата, который способен утилизировать теплоту низкопотенциального характера, то есть энергетические ресурсы вторичного плана.
На сегодняшний день основой эксплуатации оборудования теплонасосов стали насосы, которые носят характер парокомпрессионных, но также могут применяться насосы абсорбционного характера, электрохимического, термоэлектрического. Безразмерный коэффициент трансформации энергии – это характеристика эффективности теплового насоса.
Тепловой насос работает на потребление энергии, которая направлена на реализацию цикла термодинамики (компрессорный привод). В настоящее время уровень температур, которые вырабатываются теплонасосами, может видоизменяться от 35 градусов по Цельсию до 62. Это позволяет пользоваться любой системой отопления. Энергетические ресурсы при этом можно сэкономить до 70%. Технически развитые страны выпускают многообразные тепловые насосы, мощность которых варьируется от 5 до 1000 кВТ
Историческая справка
Идея теплонасосов посетила впервые физика Уильяма Томсона (Лорд Кельвин) из Британии в 1852 году. Ее развитие подхватил австрийский инженер Питер Риттер, который детализировал изобретение и установил первую модель в 1855 году. Применение на практике тепловой насос приобрел многим позже, примерно, в 40-е годы 20-го века. Благодаря своей эффективности теплонасос приобрел популярность в 1940-х годах.
Но все равно он не был задействован настолько, насколько рассчитывали производители. 1970-е годы расставили все по местам. В период Арабского нефтяного эмбарго, теплонасосы реально потребовались всем и каждому. Это произошло потому, что возник интерес к экономии энергии, несмотря на тот факт, что цены на энергоносители были достаточно низкие.
Типология теплонасосов
Тепловые насосы делятся на два вида: компрессионные и абсорбционные. Все зависит от того, по какому принципу работает насос. Компрессионный тепловой насос начинает действовать от механической энергии, то есть от электричества. Абсорбционный насос может работать как от электричества, так и от топлива. В зависимости от того, какой источник отобран, насосы классифицируются следующим образом:
1) Геотермальные (эти насосы пользуются теплом земли, наземными водами или грунтовыми). В свою очередь такие насосы делятся на подвиды:
а) Замкнутый тип, горизонтальные насосы. При размещении, коллектор укладывается кольцами в горизонтальные траншеи, обязательно на глубину, которая будет ниже, чем граница промерзания грунта. Это самый экономически выгодный и наиболее эффективный метод, но его можно применить, если не существует дефицита места, которое будет затрачено под контур.
б) Замкнутый тип, вертикальные насосы. Такой тип позволяет размещать коллектор в скважину, глубина которой не превышает 200 м. Этот способ применим в том случае, когда не хватает места для размещения горизонтального коллектора, либо, когда существует реальная угроза того, что ландшафт может быть поврежден.
2) Водный теплонасос. Извилисто либо кольцами коллектор размещают на дне водоема. Это может быть река, пруд, озеро и т.д. Коллектор должен быть установлен обязательно ниже, чем глубина промерзания.
3) Открытый тип. Система данного типа, в качестве жидкости для теплообмена использует воду. Вода должна циркулировать через систему теплового насоса геотермального типа, ограниченная рамками открытого цикла. Такой цикл подразумевает слив воды в землю, после того, как она прошла по системе.
4) Воздушные насосы (главный источник для отбора тепла становится воздух)
5) Тепловые насосы, которые используют вторичное тепло. Примером может стать тепло от трубопровода, относящегося к центральному отоплению. Такой вариант может стать выгодным для объектов промышленности, где имеются источники с паразитным теплом, которое необходимо утилизировать.
Недостатки тепловых насосов
Геотермальные тепловые насосы, которые используются для отопления, имеют один существенный недостаток. Он заключается в большой стоимости как оборудования, так и его монтажа.
Воздушные тепловые насосы имеют недостаток, который связан с низким коэффициентом преобразования тепла. Он в свою очередь связан с невысокой температурой кипения хладагента, который находится в наружном испарителе («воздушном»).
Общий недостаток – это относительно низкая температура нагрева воды. Нагрев может варьироваться от +50 до +60 градусов по Цельсию. Если вода имеет повышенную эффективность нагрева, то тогда теряется эффективность и надежность теплонасоса.
Добавить комментарий