Проектування, монтаж, наладка абсолютно безпечних систем енергозбереження: теплові насоси.

Немає в наявності

Теплові насоси - ефективне перетворення електричної енергії та природної енергії води, землі і повітря в теплову.

Тепловий насос - пристрій для переносу теплової енергії від джерела низькопотенційної теплової енергії (з низькою температурою) до споживача (теплоносію) з більш високою температурою. Термодинамічно тепловий насос аналогіченхолодільной машині. Однак якщо в холодильній машині основною метою є виробництво холоду шляхом відбору теплоти з якого-небудь обсягу випарником, а конденсатор здійснює скидання теплоти в навколишнє середовище, то в тепловому насосі картина зворотна. Конденсатор є теплообмінним апаратом, що виділяють теплоту для споживача, а випарник - теплообмінним апаратом, утилізуються низькопотенційну теплоту: вторинні енергетичні ресурси і (або) нетрадиційні поновлювані джерела енергії.

Ефективність [ред]
У процесі роботи компресор споживає електроенергію. Співвідношення вироблюваної теплової енергії і споживаної електричної називається коефіцієнтом трансформації (або коефіцієнтом перетворення теплоти) і служить показником ефективності теплового насоса. Ця величина залежить від різниці рівня температур у випарнику і конденсаторі: чим більше різниця, тим менше ця величина.

З цієї причини тепловий насос повинен використовувати по можливості більшу кількість джерела низькопотенційного тепла, не прагнучи домогтися його сильного охолодження. Справді, при цьому зростає ефективність теплового насоса, оскільки при слабкому охолодженні джерела тепла не відбувається значного зростання різниці температур. З цієї причини теплові насоси роблять так, щоб маса низькотемпературного джерела тепла була значно більшою, ніж нагрівається маса. Для цього, також, необхідно збільшувати площі теплообміну, щоб перепад температур між джерелом тепла і холодним робочим тілом, а також між гарячим робочим тілом і опалювальної середовищем був поменше. Це знижує витрати енергії на опалення, але призводить до зростання габаритів і вартості обладнання.

Проблема прив'язки теплового насоса до джерела низькопотенційного тепла, має велику масу може бути вирішена введенням в тепловий насос системи масопереносу, наприклад, системи прокачування води. Так влаштована система центрального опалення Стокгольма.

Умовний ККД теплових насосів [ред]

Навіть сучасні парогазотурбінних установки на електростанціях виділяють велику кількість тепла, що і використовується в когенерації. Проте, при використанні електростанцій, які не генерують попутне тепло (сонячні батареї, вітряні електростанції, паливні елементи) застосування теплових насосів має сенс, оскільки таке перетворення електричної енергії в теплову більш ефективно, ніж використання звичайних електронагрівальних приладів.

Насправді доводиться враховувати накладні витрати з передачі, перетворенню і розподілу електроенергії (тобто послуги електричних мереж). У результаті відпускна ціна електрики в 3-5 разів перевищує його собівартість, що призводить до фінансової неефективності використання теплових насосів в порівнянні з газовими котлами при доступному природному газі. Однак, недоступність вуглеводневих ресурсів в багатьох районах призводить до необхідності вибору між звичайним перетворенням електричної енергії в теплову і за допомогою теплового насоса, який в даній ситуації має свої переваги.

Типи теплових насосів [ред]
Схема компресійного теплового насоса.
1) конденсатор, 2) дросель, 3) випарник, 4) компресор.
Залежно від принципу роботи теплові насоси підрозділяються на компресійні і абсорбція. Компресійні теплові насоси завжди приводяться в дію за допомогою механічної енергії (електроенергії), у той час як абсорбція теплові насоси можуть також використовувати тепло в якості джерела енергії (за допомогою електроенергії або палива).
Залежно від джерела відбору тепла теплові насоси поділяються на:

1) Геотермальні (використовують тепло землі, наземних або підземних грунтових вод
а) замкнутого типу

горизонтальні Горизонтальний геотермальний тепловий насос
Колектор розміщується кільцями або извилисто в горизонтальних траншеях нижче глибини промерзання грунту (зазвичай від 1,20 м і більше). Такий спосіб є найбільш економічно ефективним для житлових об'єктів за умови відсутності дефіциту земельної площі під контур.

вертикальні
Колектор розміщується вертикально в свердловини глибиною до 200 м [8]. Цей спосіб застосуються у випадках, коли площа земельної ділянки не дозволяє розмістити контур горизонтально або існує загроза пошкодження ландшафту.

водні
Колектор розміщується извилисто або кільцями у водоймі (озері, ставку, річці) нижче глибини промерзання. Це найбільш дешевий варіант, але є вимоги по мінімальній глибині та обсягом води у водоймі для конкретного регіону.
б) відкритого типу
Подібна система використовує як теплообмінної рідини воду, що циркулює безпосередньо через систему геотермального теплового насоса в рамках відкритого циклу, тобто вода після проходження по системі повертається в землю. Цей варіант можливо реалізувати на практиці лише за наявності достатньої кількості відносно чистої води і за умови, що такий спосіб використання грунтових вод не заборонений законодавством.

2) Повітряні (джерелом відбору тепла є повітря)

3) Які використовують похідне (вторинне) тепло (наприклад, тепло трубопроводу центрального опалення). Подібний варіант є найбільш доцільним для промислових об'єктів, де є джерела паразитного тепла, яке вимагає утилізації.

Технічні характеристики