Тепловые насосы

 

 

 

 

Рис. 1. Цикл теплового насоса в s - T-диаграмме.

Теплообмен между рабочим телом и источником высокой температуры протекает при конечной разности температур необратимо.

Если холодильная машина работает по теплофикационному циклу, то для энергетической оценки этот цикл рассматривают как два: цикл теплового насоса и цикл холодильный, границей между которыми является температура окружающей среды.

4. Примерная схема теплоснабжения с помощью теплового насоса

Тепловые насосы могут применятся для отопления зданий при круглогодичном кондиционировании воздуха, горячего водоснабжения и технологических нужд различных предприятий. Однако использование тепловых насосов должно быть экономически обосновано.

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2. Схема теплоснабжения с помощью тепловых насосов.

Схема теплоснабжения с помощью тепловых насосов показана на рисунке. Вода из отопительной установки направляется в сетевой насос СН и нагнетается им для подогрева в конденсаторы К1 и К2, работающие по двухступенчатой схеме и включенный последовательно по сетевой воде. В конденсаторе нижней ступени К1 вода нагревается от температуры t2 до некоторой промежуточной температуры tпр. После этого вода направляется в конденсатор второй ступени К2, где нагревается до температуры t1. Далее вода входит в отопительную систему, отдает тепло обогреваемым помещениям и при температуре t2 вновь поступает в теплонаносную установку.

Тепло от источника низкой температуры (воды или воздуха) передается в испарителе к кипящему рабочему телу, пар которого при давлении Р0 направляется из испарителя И в компрессор нижней ступени КМ1, где сжимается до давления Рк1. После компрессора КМ1, рабочее тело распределяется двумя потоками. Один из них поступает в конденсатор К1. Другой поток поступает в компрессор КМ2 и сжимается до давления Рк2. Из компрессора КМ2 пар рабочего тела поступает в конденсатор К2, где нагревает теплоноситель от промежуточной температуры tпр до температуры t1. Из конденсатора К2 жидкое рабочее тело отводится в конденсатор К1 через дроссельный вентиль Д2. Весь поток конденсата поступает из конденсатора К1 через дроссельный вентиль Д1 в испаритель.

Для круглогодичного кондиционирования в южных районах (отопление зимой, кондиционирование воздуха летом) распространение получают мелкие теплонаносные автоматизированные агрегаты (кондиционеры с тепловым насосом) для обслуживания небольших одноквартирных домов и отдельных комнат. Эти установки очень компактны и используют наружный воздух в качестве источника низкой температуры.

5. Роль и место тепловых насосов в системах централизованного теплоснабжения крупных городов Российской Федерации

В сложившихся условиях функционирования системы централизованного теплоснабжения (СЦТ) в городах РФ существуют большие возможности повторного вовлечения огромного потенциала низкопотенциальной теплоты (НПТ) тепловых потоков и выбросов на энергообъектах СЦТ в топливно-энергетический баланс (ТЭБ) городского энергохозяйства, и в первую очередь, за счет внедрения энергосберегающей теплонаносной технологии.

До последнего времени работы по освоению теплонаносной технологии велись скорее разрозненными, чем объединенными усилиями. В ряде городов РФ сооружены теплонаносные установки (ТНУ), которые на данном этапе больше выполняют демонстрационные функции. В числе таких городов следует назвать Нижний Новгород, Новосибирск, Саратов, Москву, Санкт-Петербург и др. Повышенный интерес к освоению теплонаносной технологии в СЦТ, как в прочем и децентрализованном секторе, особенно проявился в последние 5-6 лет. Это обусловлено возрастающим напряжением в топливообеспечении, но главным образом, из-за непрерывного удорожания первичных энергоресурсов, и как следствие этого роста цен на энергоносители.

Накопленный опыт внедрения ТНУ в этих городах показывает на существование практически повсюду одних и тех же трудностей, сдерживающих их внедрение в СЦТ. Основными из них являются отсутствие нормативно-правовых документов, регламентирующих взаимодействие структур городского энергохозяйства, финансовых структур (коммерческих банков, инвестиционных фондов и т.п.) и энергопроизводителей в вопросах взаиморасчетов за произведенную теплоту с помощью ТНУ и финансирования данной технологии. Различие и наличие межведомственных интересов сдерживает не только разработку подобных документов, но и эксплуатацию уже смонтированных ТНУ.

На самом деле СЦТ в крупных городах РФ обладает уникальными возможностями по эффективному вовлечению НПТ в ТЭБ города и с относительно незначительными капитальными затратами в сравнении с таковыми в зарубежных странах, где СЦТ не получила такого развития, как в РФ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Лобачев П. В. Насосы и насосные станции: Учебник для техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат., 1983. - 191 с.

2. Поляков В. В., Скворцов Л. С. Насосы и вентиляторы: Учебник для вузов. - М.: Стройиз-дат., 1990. - 336 с.

3. Скворцов Л. С. и др. Компрессорные и насосные установки: Учебник для средних профессиональнотехнических училищ / Л. С. Скворцов, В. А. Рачицкий, В. Б. Ровенский. - М.: Машиностроение, 1988. - 264 с.

4. Черкасский В. М. Насосы, вентиляторы, компрессоры: Учебник для теплоэнергетических специальностей вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 416 с.

5. www.hvac.ru - библиотека научных статей (журнал "АВОК").

6. www.domsovet.ru - библиотека научных статей (журнал "Энергосбережение", журнал "Сантехника").