Опалювальні системи на базі ТН з приводом від газового або дизельного двигуна

Джерело низькопотенційного тепла - зовнішнє повітря

Зовнішнє повітря є найбільш доступним і необмеженим джерелом тепла низького потенціалу. Він знаходить застосування в теплових насосах, що служать для зимового опалювання і літнього охолоджування повітря в приміщеннях. Використання тепла повітря представляє значні труднощі, передусім, через низькі значення коефіцієнтів тепловіддачі. Щоб уникнути великих поверхонь нагріву випарника доводиться знижувати температуру випаровування робочого агента, що знижує коефіцієнт перетворення. Ще один недолік - при температурах випаровування нижче за 0⁰С волога зовнішнього повітря може випадати на теплообмінні апарати у вигляді інею, що утрудняє тепловіддачу. Найбільш доцільним методом боротьби з інеєм є періодичне відтавання випарника. Теплові насоси фірми "Toshiba" - забезпечені автоматичним розморожуючим пристроєм, агрегати швейцарської фірми "Six Modun Rudolf Schmidlin AG", що виготовляються по японській ліцензії, забезпечені автоматичною системою відтавання випарника за допомогою перепуску гарячого хладагенту, теплові насоси французької фірми "C'liref" містять в своїй конструкції термостат розмороження. Фірма ФРН "Vaillant" виготовляє повітряно-водяні теплові насоси з автоматично діючим розморожуючим пристроєм. Наявність ефективної системи відтавання випарника дозволяє застосовувати теплові насоси при температурі зовнішнього повітря нижче за 0^оС. Система автоматичного відтавання випарника фірми "Toshiba" допускає роботу теплового насоса при температурі зовнішнього повітря "-10^оС. Фірма Slant Fin Corp" (США) виготовляє теплові насоси з мінімальною температурою випаровування -12^оС.

Паливна криза на Заході примусила по-новому розглянути проблему використання дизельного палива, зрідженого газу для опалювання. Протягом багатьох років мільйони тонн дизельного палива використовувалися в котлах для опалювання одноквартирних будинків. Один з шляхів раціонального використання палива - застосування дизельного або газового двигуна як приводу для теплового насоса. За допомогою теплового насоса з приводом від газового двигуна можна зекономити приблизно 40% газового палива в порівнянні з прямим спаленням газів в теплогенераторі.

За допомогою теплових насосів з приводом від дизеля вода може бути нагріта до 90^оС, а в теплових насосах новітніх конструкцій з газовим двигуном до 114^оС.

Основні переваги ТН, що приводяться від ДВЗ:

- підвищений умовний ККД;

- можливість кількісного регулювання теплопродуктивності зміною кількості палива, що спалюється або співвідношення кількостей палива і повітря;

- отримання теплоносія з високою температурою;

- зручність застосування в місцевостях, віддалених від центрів електропостачання, а також на порівняно малих по тепловій потужності об'єктах.

Основні недоліки:

- забруднення продуктами згоряння палива навколишнього середовища;

- підвищений рівень шуму;

- порівняльна складність установок і дещо великі витрати на обслуговування.

Перспективні ТН з двигуном зовнішнього згоряння (двигун Стірлінга).

Основні переваги сучасних двигунів Стірлінга:

- високий ККД, що досягається внаслідок регенерації тепла;

- порівняльне мале забруднення навколишнього середовища;

- можливість спалення у зовнішній камері будь-якого твердого, рідкого або газоподібного палива;

- малошумна робота завдяки відсутності вибухового згоряння;

- економічність роботи, що характеризується порівняно малою питомою витратою палива, що наближається до питомої витрати палива двигуном Дизеля;

- мала потреба в мастилі;

- добрі регулювальні характеристики.

Основні недоліки: порівняно великі габарити, маса і висока вартість, викликані в основному великим питомим об'ємом робочого газу і високим робочим тиском.

У місті Вельдховене (Нідерланди) експериментальний житловий будинок був обладнаний тепловим насосом "вода-вода" з приводом від одноциліндрового двигуна Стірлінга потужністю 5 кВт, в камері згоряння якого спалюють природний газ. Двигун заповнений гелієм. Через його систему охолоджування і через газо-водяний теплообмінник пропускається вода з системи опалювання; через випарник теплового насоса грунтова вода, що служить джерелом тепла низького потенціалу. При випробуваннях встановили, що в систему опалювання поступає 25% тепла від перетворення механічної енергії; 55% - від охолоджування двигуна і газів, що відходять, і 60% - від грунтової води. Таким чином, умовний ККД теплового насоса становить 140%.

Опалювальні системи на базі теплових насосів з приводом від газового двигуна або дизеля частіше за все - водяні. Системи можуть бути комбіновані і мати котел-утилізатор, водогрійний котел, бак-акумулятор гарячої води.

Дата добавления: 2014-12-07