Термодинамічний напівпровідниковий ТН

Абсорбційний ТН

Абсорбційні ТН відрізняються від компресорних виглядом своєї холодильної машини. По ряду технічних і енергетичних показників абсорбційний ТН перевершує компресорний. У ньому немає рухомих елементів (немає компресора), малий рівень шуму, менше витрати на ремонт і обслуговування. Абсорбційний ТН відрізняється стабільною роботою. Однак цей вид ТН ще мало вивчений, тому ці ТН не отримали ще належного застосування. Хладагентом для абсорбційних ТН може служити водоаміачний розчин, водні розчини солей, фреони.

На основі техніко-економічних розрахунків, проведених в ФРН, можна стверджувати, що в порівнянні з котельною, абсорбційний ТН може дати економію біля 50%. ТН цього типу знаходять все більш широке застосування.

Уперше в світі напівпровідниковий ТН введений в дію в 1961 році в Криму в піонертаборі "Артек". Максимальна теплопродуктивність агрегату 4,5 Мкал/год. Результати експлуатації кажуть про його надійність і ефективність.

Принцип дії термоелектричного напівпровідникового теплового насоса заснований на ефекті Пельт’є, відкритому в 1834 році.

Ефект Пельт’є полягає в тому, що якщо через різнорідні, сполучені один з одним метали або напівпровідники (на них цей ефект особливо виражений) пропустити постійний електричний струм, то в місці контакту позитивного (дирочного р-типу) напівпровідника з негативним (електронним n-типом) при напрямі струму від (+) до (-), відбувається виділення тепла, а при зворотному напрямі струму, відбувається поглинання тепла.

Якщо створити електричне коло, що складається з великої кількості позитивних і негативних напівпровідників, що чергуються так, щоб їх контакти, де виділяється теплота, і контакти, де поглинається теплота, були змонтовані в ізольованих один від одного каналах, то пропускаючи по замкненому колу електричний струм і відводячи тепло від контактів, можна з одних контактів отримувати тепло q₂, а з інших - холод. Якщо температура холодних контактів стане нижчою від температури навколишнього середовища, то такий термоелемент здатний виконувати функції холодильної машини або теплового насоса. Коефіцієнт перетворення напівпровідникового теплового насоса визначається за формулою:

(6.3)

де Т_г, Т_х - абсолютна температура гарячого і холодного спаїв, ^оК,

- термодинамічний коефіцієнт корисної дії.

Значення залежить від прийнятої схеми пристрою і температурного режиму роботи напівпровідникового теплового насоса.

Застосування напівпровідникового ТН має ряд позитивних сторін:

- довговічність, малошумність;

- транспортування енергії від центрального генератора до місця споживання не вимагає спеціальних комунікацій. Це можна здійснити по лініях електропередачі;

- можливість плавного регулювання роботи;

- при необхідності напівпровідникові теплові насоси можна використати для "вирівнювання" графіка споживання електричної енергії;

- можливість використання їх як для опалювання приміщень, так і для охолоджування;

- напівпровідниковий ТН використовуючи енергію нетрадиційних джерел знижує "теплове забруднення " біосфери;

- термоелектричні теплові насоси не використовують в схемі теплогенерації токсичних речовин, не мають рухомих частин, не створюють при роботі високого шуму.

Основні недоліки термоелектричних ТН - малі питомі потужності, складність виготовлення, необхідність мати спеціальні пристрої для перетворення змінного струму в постійний.

Внаслідок цих і інших причин в системах опалювання найбільше поширення отримали теплові насоси компресорного типу. Теплові насоси компресорного типу виготовляє ВАТ “Рефма”, м. Мелітополь.

Дата добавления: 2014-12-07