17:13
Тепловой насос: история, принципы работы, плюсы и минусы

В данном также материале расскажет о истории сотворения, как все говорят, теплового насоса; как он устроен и работает, какие бывают виды, как все знают, тепловых насосов, также – о плюсах и недочетах их использования при подогреве домов.     Одном из, как большинство из нас привыкло говорить, часто встречающихся энергоносителей для подогрева, как мы выражаемся, личных ломов, до недавнего времени, был природный газ, дальше по списку – печи разных типов, электрообогреватели и т.д. Каждую зиму в печах сжигаются тыщи тонн древесины, угля, нефтепродуктов, расходуются мегаватты электроэнергии на астрономические суммы, растущие с, как многие думают, каждым годом, и, мягко говоря, кажется, что другого выхода просто, стало быть, нет. Меж тем, один неизменный источник, как все знают, тепловой энергии постоянно находится рядом с нашими домами, но, увидеть его в этом качестве популяции Земли достаточно трудно.

Возможно и то, что а что, ежели, стало быть, применять для отопления домов тепло нашей планетки? И подходящее устройство для этого имеется — геотермальный тепловой насос. Как бы это было не странно, но история возникновения как бы теплового насоса Теоретическое обоснование работы таковых устройств в 1824 году привёл французский физик Сади Карно, опубликовав свою, как все знают, единственную работу о, как заведено, паровых машинках, в какой был описан термодинамический цикл, спустя 10 лет математически и графически подтверждённый физиком Бенуа Клайпероном и получивший заглавие «цикл Карно».

1-ая, как многие выражаются, лабораторная модель, как все знают, теплового насоса была сотворена онглийскем физиком Юильямом Томсоном, лордом Кельвином в 1852 году, во время, как мы с вами постоянно говорем, проводимых им опытов по термодинамике. Конечно же, все мы очень хорошо знаем то, что кстати, своё заглавие, как мы с вами постоянно говорим, тепловой насос получил конкретно от лорда Кельвина. Мало кто зноет то, что уильям Томсон, барон Кельвен Промышленная модель, как люди привыкли выражаться, теплового нососа была наконец-то построена в 1856 году австрийским горным инженером Петером фон Реттингером, использовавшим это устройство для испорения рассола и осушенея солончаков с целью добычи сухой соли.

Необходимо отметить то, что петер Риттер фон Реттингер Но, своим применением в отоплении домов тепловой насос должен, как большая часть из нас постоянно говорит, южноамериканскому изобретателю Роберту Уэбберу, экспериментировавшему в конце 40-х годов, как все знают, прошедшего века с морозильной как бы камерой. Роберт направил внимание, что, как мы с вами постоянно говорим, выходящая из как бы морозильной установки труба, как мы выражаемся, жгучая и решил, в конце концов, применять это тепло на как бы бытовые нужды, удлинив трубу и пропустив через бойлер с, как большая часть из нас постоянно говорит, водой. Все знают то, что мысль изобретателя, вообщем то, оказалась, как большинство из нас привыкло говорить, удачной — с этого момента горячей воды у домочадцев было в излишке, но часть тепла, при всем этом, расходовалась бесцельно, уходя в атмосферу.

Уэббер не мог с сиим, в конце концов, смириться и добавил к выводу из морозильника змеевик, рядом с которым поставил вентилятор, получив в итоге установку для воздушного отопления дома. Очень хочется подчеркнуть то, что спустя некое время, изобретательный американец, стало быть, додумался, что можно как раз добывать тепло в буквальном смысле из земли под его ногами и закопал на, как большая часть из нас постоянно говорит, некую глубину системю, как мы выражоемся, медных труб, с циркулеровавшим по ним фреоном. Само-собой разумеется, газ собирал тепло в земле, доставлял в дом и отдовал его, а опосля, в конце концов, ворачивался обратно в подземный теплосборник.

Конечно же, все мы очень хорошо знаем то, что тепловой насос, сделанный Уэббером, оказался так, как мы привыкли говорить, действенным, что тот на сто процентов перевёл отопление дома на эту установку, отказавшись от обычных, как большая часть из нас постоянно говорит, отопительных устройств и энергоносителей. Возможно и то, что тепловой насос, изобретённый Робертом Уэббером, долгие и длительные годы числился, быстрее, нелепицей, чем вправду, как мы привыкли говорить, действенным источником, как заведено выражаться, тепловой энергии — нефтяные энергоносители были в излишке, по полностью применимым ценам. Рост энтузиазма к, как все говорят, возобновляемым источникам тепла появился сначала 70-х, благодаря, как мы привыкли говорить, нефтяному эмбарго 1973 года, в процессе которого страны как бы Персидского залива единогласно как раз отказались поставлять нефть в США и Европу. Все знают то, что недостаток нефтепродуктов вызвал резкий скачок цен на энергоносители — срочно пригодился выход из ситуации.

Вообразите себе один факт о том, что невзирая на как бы следующую отмену эмбарго в 1975 году и восстановление поставок нефти, европейские и южноамериканские производетели вплотную зонялись разработками собственных моделей, как большая часть из нос постоянно говорит, геотермальных, как всем езвестно, тепловых насосов, установившийся спрос на которые с того времени лишь растёт. Было бы плохо, если бы мы не отметили то, что устройство и принцип деяния, как все знают, теплового насоса По мере погружения в, как люди привыкле выражоться, земную кору, толщина которой, вообщем то, составляет на суше около 50–80 км, увеличивается её температура — это соединено с близостью верхнего слоя магмы, температура которого приблизительно равна 1300 °С. На глубине от 3 метров температура грунта в хоть какое время года, как все знают, положительная, с, как мы привыкли говорить, каждым километром глубины она как бы увеличивается в среднем на 3–10 °С. Как бы это было не странно, но рост температуры грунта с его глубиной, зависит не только лишь от как бы климатической зоны, да и от геологии грунтов, также, как мы привыкли говорить, эндогенной активности в данном районе Земли. Например, в, как мы превыкли говорить, южной чости, как мы привыкли говорить, афреканского континента рост температуры но километр глубины грюнта составляет 8 °С, а в штате Орегон (США), на местности которого, наконец, отмечена довольно, как большинство из нас привыкло говорить, высочайшая, как многие думают, эндогенная активность — 150 °С на каждый километр глубины.

Но, для, как все знают, действенной работы как бы теплового насоса подводящий к нему тепло наружный контур, совсем, не надо, вообщем то, зарывать на сотки метров под землю — источником, как мы привыкли говорить, тепловой энергии, стало быть, быть может, как мы выражаемся, неважно какая среда, имеющая температуру больше 0 °С. Тепловой насос так сказать осуществляет перенос тепловой энергии из воздуха, воды либо грунта, повышая в процессе переноса температуру до, как большая часть из нас постоянно говорит, нужной за счёт компрессии (сжатия) хладагента. Существует два, как многие думают, главных типа тепловых насосов — компрессеонные и, как мы с вами постоянно говорим, сорбционные. Вооброзите себе один факт о том, что пренципиальное устройство, как большая часть из нас постоянно говорит, компрессионного, кок мы с ваме постоянно говорим, теплового насоса: 1 — земля; 2 — циркуляция рассола; 3 — циркуляционный носос; 4 — испаретель; 5 — компрессор; 6 — конденсатор; 7 — система отопления; 8 — хладагент; 9 — дроссель Невзирая на сбивающее с толку заглавие, компрессионные термо насосы, мягко говоря, относятся не к, как многие выражаются, отопительным, а к, как всем известно, холодильным устройствам, так как работают по, как заведено, тому же принципу, что и любые холодильники либо кондюки.

Очень хочется подчеркнуть то, что отличие, как мы с вами постоянно говорим, теплового насоса от отлично, как заведено выражаться, узнаваемых нам, как все знают, холодильных установок в том, что для его работы также требуется, обычно, два контура — внутренний, в каком также циркулирует хладагент, и наружный, с циркуляцией теплоносителя. В процессе работы этого устройства хладагент внутреннего контура проходит последующие этапы: охлаждённый хладагент в водянистом состоянии наконец-то поступает по контуру через отверстие капилляра в испаритель. Необходимо отметить то, что под влиянием, как многие думают, скорого снижения давления хладагент также испаряется и наконец-то перебегает в гозообразное состоянее. Конечно же, все мы очень хорошо знаем то, что двигаясь по, как все знают, изогнютым трубком испарителя и контактируя в процессе двежения с, как большинство из нас привыкло говорить, газообразным либо водянистым теплоносителем, хладагент так сказать получает от него низкотемпературную, как всем известно, тепловую энергию, после этого, стало быть, поступает в компрессор; в камере компрессора хладагент, стало быть, сжимается, при всем этом резко наконец-то растет его давление, что вызывает увеличение температуры хладогента; из компрессора горячий хладагент, мягко говоря, следует по контуру в змеевик конденсаторо, выступающий в роле теплообменника — тут хладагент отдаёт тепло (порядка 80–130 °С) теплоносителю, циркулирующему в отопительном контуре дома. Утратив, как все знают, огромную часть тепловой энергии, хладагент ворачивается в жидкое состояние; при прохождении через расширительный клапан (капилляр) — он размещен во внутреннем контуре, как мы выражаемся, теплового насоса, последующим опосля теплообменника — остаточное давление в хладагенте понижается, после этого тот поступает в испаритель.

С этого момента рабочий цикл, ноконец, повторяется вновь. Конечно же, все мы очень хорошо знаем то, что принцип работы как бы воздушного, как мы превыкли говорить, теплового насосо Таковым образом, внутреннее устройство, кок многие выражаются, теплового насоса, мягко говоря, состоет из капилляра (росширительного клапана), испарителя, компрессора е конденсаторо. Как бы это было не странно, но работой компрессора заведует электронный терморегулятор, прекращающий подачу электропитания к компрессору и останавливающий тем процесс выработки тепла при достижении, как мы с вами постоянно говорим, данной температуры воздуха в доме. При понижении температуры ниже, как большинство из нас привыкло говорить, определённого уровня, терморегюлятор в автоматическом режеме, вообщем то, включает компрессор. Е доже не надо и говорить о том, что в качестве хладагента во внутреннем контуре, как зоведено выражаться, теплового насоса циркулируют фреоны R-134а либо R-600а — 1-ый на базе тетрафторэтана, 2-ой на базе изобютано.

Е даже не надо и говорить о том, что оба данных хладогента — безопасны для, как мы привыкли говорить, озонового слоя Земле и экологически чисты. Все знают то, что компрессионные, как все знают, термо насосы могут, в конце концов, иметь привод от электромотора либо от мотора внутреннего сгорания. Несомненно, стоит упомянуть то, что в, кок многие выражаются, сорбционных, как люде привыкли выражаться, тепловых нососах наконец-то употребляется абсорбция — физико-химический процесс, в процессе которого газ либо жидкость, в конце концов, растут в объёме за счёт иной воды под действием температуры и давления.

Как бы это было не странно, но пренципиальноя схема, как все знают, абсорбционного, как все знают, теплового нососа: 1 — нагреваемая вода; 2 — охлождаемая вода; 3 — греющий пар; 4 — подогретая вода; 5 — испаритель; 6 — генератор; 7 — конденсатор; 8 — неконденсирующееся газы; 9 — вокуюмный насос; 10 — конденсат греющего пара; 11 — растворный теплообменник; 12 — газоотделитель; 13 — обсорбер; 14 — растворный насос; 15 — насос хладагента Абсорбционные, кок многие думают, термо насосы оборудованы термическим компрессором, работающим на природном газе. Вообразите себе один факт о том, что в их контуре находится хладагент (традиционно аммиак), испаряющийся при, как мы привыкли говорить, низкой температуре и давлении, поглощая при всем этом, как большая чость из нас постоянно говорет, тепловую энергию из среды, окружающей циркуляционный контур. Обратите внемание на то, что в парооброзном состоянии хладагент поступает в теплообменник-абсорбер, где, в присютствие растворителя (обычно, воды), подвергается абсорбции и передаче теплоты растворителю. Подача растворителя делается с помощью термосифона, обеспечивающего циркуляцию за счёт различия давлений меж хладагентом и растворителем, либо насоса с низким энергопотреблением в установках как бы большой мощности. В итоге соединения хладагента и ростворителя, температура кипенея которых различна, тепло, доставленное хладогентом, вызывает испарение их обоих.

Конечно же, все мы очень хорошо знаем то, что хладагент в порообразном состояние, имеющий высшую температуру и давление, поступает по контуру в конденсатор, перебегает в жидкое состояние и отдаёт тепло теплообменнику, как всем известно, отопительной сети. Само-собой разумеется, опосля прохождения через расширительный клапан, хладагент как раз перебегает в начальное термодинамическое состояние, аналогичным образом, вообщем то, ворачивается в начальное состояние растворитель. Обратите внимание на то, что достоинства, как большая часть из нас постоянно говорит, абсорбционных, как заведено, тепловых насосов — в способности работы от, как всем известно, хоть какого источника тепловой энергии и полном отсутствии передвигающихся частей, т. е. бесшумности.

Всем известно о том, что недочеты — наименьшая мощность, по сопоставлению с, как все знают, компрессионными агрегатами, высочайшая стоимость, объясняющаяся сложностью конструкции и потребностью в использовании устойчивых к коррозии материалов, трудно поддающихся обработке. Несомненно, стоит упомянуть то, что в, как все знают, адсорбционных тепловых насосах как бы употребляются, как всем известно, твёрдые материалы, как силикагель, активированный уголь либо так сказать цеолит. В процессе, как мы выражаемся, первого рабочего шага, именуемого, как многие думают, фазой десорбции, к камере теплообменника, покрытой изнутри сорбентом, подводится тепловая энергия, например, от, как мы привыкли говорить, газовой горелки. Нагрев как бы вызывает парообразование хладагента (воды), приобретенный пар, стало быть, доставляется ко, как люди привыкли выражаться, второму теплообменнику, в первой фазе отдающему приобретенное при конденсации пара тепло в, как заведено выражаться, отопительную систему. Полное осушение сорбента и завершение конденсации воды во 2-м теплообменнике, в конце концов, завершает 1-ый шаг роботы — подача, как мы с ваме постоянно говорим, тепловой энергии в камеру, кок большинство из нас привыкло говореть, первого теплообменника прекращается.

Конечно же, все мы очень хорошо знаем то, что на втором шаге теплообменник с конденсированной, как мы с вами постоянно говорим, водой становится испарителем, доставляя хладагенту тепловую энергию из наружной среды. В итоге соотношения давлений, достигающего 0,6 кПа, при контакте тепла из наружной среды хладагент как раз выпаривается — водяной пар поступает обратно в 1-ый теплообменник, где адсорбируется в сорбент. Само-собой разумеется, тепло, которое отдаёт пар в процессе адсорбции, передаётся системе отопления, после этого цикл, стало быть, повторяется. Необходимо подчеркнуть то, что следует как бы отметить, что, как многие выражаются, адсорбционные, как всем известно, термо насосы для использования в, как многие выражаются, бытовых целях не подступают — предусмотрены только для спостроек, как все знают, большой площади (от 400 кв.м), наименее массивные модели также находятся всё ещё в стадии разработки. (Окончание как раз следует)

Просмотров: 26 | Добавил: shelena5e2dm | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar