Тепловой насос представляет собой устройство, способное переносить тепловую энергию от среды с низкой температурой к среде с более высокой температурой. Для функционирования теплового насоса необходимы затраты внешней энергии (механической, химической, электрической и т.п.). Термодинамические процессы, которые имеют место в тепловых насосах, подобны процессам, происходящим в холодильных машинах. Различие состоит в том, что назначение холодильной машины – производство холода, а теплового насоса – тепла. Таким образом, в тепловом насосе используется не охладительная мощность испарителя, а теплоотдача конденсатора, которая обычно в холодильной машине не используется, а в мощных холодильных установках даже подлежит устранению.
Тепловые насосы находят все более широкое применение в различных областях промышленности и техники. Преимущественно используются тепловые насосы компрессионного и термоэлектрического типа. В системах теплоснабжения наибольшее распространение получили установки компрессионного типа как обладающие большей удельной мощностью по сравнению с термоэлектрическими тепловыми насосами.
Привод таких насосов обеспечивается, как правило, электродвигателями или тепловыми двигателями внутреннего сгорания. С другой стороны, термоэлектрические ТН не имеют в своем составе оборудования с механическими движущимися частями, обладают возможностью плавного регулирования работы и легко переключаются с режима охлаждения на режим нагрева.
Из опыта применения теплонасосных установок известно, что их целесообразно использовать для удовлетворения постоянной тепловой нагрузки, когда имеется постоянный источник низкопотенциального тепла. При этом наиболее эффективно их использование при небольшой разнице температур верхнего и нижнего уровня (небольшой теплоподъем, то есть разность между температурой горячего источника и температурой источника низкопотенциального тепла).
Наиболее часто такие условия имеют место в промышленности, где существует необходимость в удовлетворении нагрузки невысокого потенциала иди нагрузки горячего водоснабжения, при наличии сбросной промышленной низ ко потенциальной теплоты с температурой порядка 20 ÷ 40°С и выше. В этих условиях теплонасосные установки по энергетическим показателям и по приведенным затратам опережают даже современные высокоэкономичные котельные установки.
Тепловые насосы также не только позволяют значительно экономить топливо, но и понижают загрязнение окружающей среды. Для их работы обычно не требуется расходовать непосредственно топливо, а, например, электроэнергию. К тому же ТН могут применяться как для нагрева, так и для охлаждения помещений, для осушения или других процессов.
Однако, несмотря на признанное во всем мире использование ТН как альтернативы традиционному способу получения тепла сжиганием органического топлива, широкое внедрение ТН на постсоветском пространстве не получили. Это, прежде всего, было связано со следующими факторами:
– сравнительно низкая стоимость топлива для отопления;
– незначительное использование систем электрообогрева и установок кондиционирования, которые обеспечивают наибольший эффект от внедрения ТН;
– практически полное отсутствие низкотемпературных систем отопления в теплоснабжении, в сочетании с которыми применение ТН наиболее выгодно;
– надежность теплонасосных установок ниже, чем традиционных котельных установок.
В настоящее время ситуация резко изменилась, в первую очередь, из-за стремительного повышения стоимости топлива. В связи с этим в теплоснабжении находят распространение два типа теплонасосных установок: компрессионные – для теплоснабжения отдельных зданий или групп зданий, промышленных установок и цехов; термоэлектрические – для теплоснабжения отдельных помещений или небольших строений.
Компрессионные или парокомпрессионные ТН как и рассмотренные выше холодильные машины могут выполняться с одной степенью сжатия – одноступенчатые или с несколькими ступенями сжатия – многоступенчатые.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.