Тепловые насосы.

Для холодильной машины

(2.5.2)

где в качестве L следует взять работу, которую производит за цикл

первая машина, т.е. . Из (8.2) немедленно следует,

что

Q,

а, следовательно, и

,

Следовательно, суммарное тепло, переданное на уровень Т равно

,

т.е. равно как раз той величине (2.5.1), которую мы получили из применения закона сохранения эксергии.

Схема, изображенная на рис.2.5.4 на практике не реализуется, т.к.

достаточно сложна. Потребитель, как правило, нуждается и в тепле и электроэнергии. В рассмотренном случае вся работа L машины 1 расходуется машиной 2. Реально на отопление расходуется только часть работы L, другая часть отдается в виде электроэнергии. Эта ситуация является схемой отопления с тепловым насосом.

Тепловым насосом (TH) является машина, работающая по циклу холодильной установки, которая отнимая тепло Q₂ от холодного источника теплоты, передает тепло Q₁ > Q₂ потребителю за счет работы от внешнего источника, например электродвигателя.

Эффективность теплового насоса характеризуется холодильным коэффициентом

.

Передаваемое потребителю тепло превышает затраченную работу в e+ 1

раз, т.е. Q = (e + 1)L.

Тепловые насосные установки можно условно разбить на три группы: индивидуальные, коллективные и централизованные. Тепловые насосы индивидуального пользования с электроприводом серийно выпускаются промышленностью США и служат в качестве отопительных установок коттеджей для температур атмосферного воздуха выше - 2 С. Эта особенность ТН связана с зависимостью холодильного коэффициента используемых установок от температуры окружающего воздуха (см.

рис.2.5.5). Когда температура воздуха опускается ниже -2 С, из-за резкого падения холодильного коэффициента (см. рис.2.5.5) происходит

автоматически отключение ТН и включается система электрообогрева.

Рис.2.5.5. Зависимость холодильного коэффициента реальной

установки от температуры окружающего воздуха.

В ТН коллективных потребителей (например, многоквартирный дом) могут использоваться в качестве привода двигатели внутреннего сгорания. Эта система выгодна еще и тем, что отводимое от двигателя

тепло также может быть использовано в системе отопления.

Централизованное получение теплоты с помощью ТН предполагает наличие достаточно емкого холодного источника тепла, например, реки или моря. В качестве такого источника могут быть использованы сточные воды.

Дата добавления: 2015-06-27