Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Вибір теплового насоса та джерела низькопотенційної енергії




Основні цикли теплових насосів, вибір типу циклу, вибір джерела низькопотенційної енергії.

Принцип теплового насоса випливає з робіт Карно й опису циклу Карно, опублікованого в його дисертації в 1824 р. Практичну теплонасосну систему запропонував Вільям Томсон (згодом - лорд Кельвін) у 1852 р. Вона була названа помножувачем тепла й показувала, як можна холодильну машину ефективно використовувати для цілей опалення.

Схема «помножувача тепла» Томсона.

1 - навколишнє повітря; 2 - вхідний циліндр; 3 - теплообмінник; 4 – привід; 5 - парова машина; 6 - вихідний циліндр; 7 – приміщення, що обігрівається.

 

В обґрунтуванні своєї пропозиції Томсон указував, що обмеженість енергетичних ресурсів не дозволить безупинно спалювати паливо в печах для опалення й що його помножувач тепла буде споживати менше палива, ніж звичайні печі.

Як видно з рис., запропонований Томсоном тепловий насос використовує повітря як робоче тіло. Навколишнє повітря засмоктується в циліндр, розширюється й від цього охолоджується, а потім проходить через теплообмінник, де нагрівається зовнішнім повітрям. Після стиску до атмосферного тиску повітря із циліндра надходить приміщення, що обігрівається, будучи нагрітим до температури вище навколишньої. Є дані про те, що фактично реалізована подібна машина була у Швейцарії.

Холодильні машини розвивалися вже наприкінці XIX ст., але теплові насоси одержали швидкий розвиток лише в 20-х - 30-х роках, коли в Англії була створена перша теплонасосна установка. Холдейн описав в 1930 р. випробування домашнього теплового насоса, призначеного для опалення й гарячого водопостачання, що використовував тепло навколишнього повітря. Після цього почалися роботи в США, що призвели до створення демонстраційних установок, але до цієї стадії було доведено порівняно небагато проектів, тому що всі вони мали лише приватне фінансування.

Перша велика теплонасосна установка в Європі була уведена в дію в Цюріху в 1938—1939 р. У ній використовувалися тепло річкової води, ротаційний компресор і хладоагент [5]. Вона забезпечувала опалення ратуші водою з температурою 60° С при потужності 175 кВт. Була система акумулювання тепла з електронагрівником для покриття пікового навантаження. У літні місяці установка працювала на охолодження.

 

ЦИКЛ КАРНО

В 1824 р. Карно вперше використовував термодинамічний цикл для опису процесу, і цей цикл залишається фундаментальною основою для порівняння з ним і оцінки ефективності теплових насосів.

Термодинамічна схема теплового насоса і теплового двигуна.

1 — тепловий насос: 2 — тепловий двигун; Тн — висока температура; TL — низька температура.

Ідеальний теплонасосний цикл Карно.

1 - джерело тепла; 2 - компресор; 3 - приводний двигун; 4 - споживач тепла; 5 - розширювальна машина.

 

Тепловий насос можна розглядати як обернену теплову машину. Теплова машина одержує тепло від високотемпературного джерела й скидає його при низькій температурі, віддаючи корисну роботу. Тепловий насос вимагає витрат роботи для одержання тепла при низькій температурі й віддачі його при більш високій.

Ефективність у випадку теплової машини записується у вигляді W/QH і називається термічним ККД, а для теплового насоса ефективність розраховується у вигляді QН/W і називається коефіцієнтом перетворення (КОП).

Коефіцієнт перетворення для циклу Карно має вигляд

КОП =TL/(TH - TL)+ 1 =TН/(TН - TL).

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 579; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.