Къщата може да се отоплява студено.
О. Bogaevsky инженер
Свердловск
Вероятно мнозина ще се стори странно, ако кажем, че къщите на селяните, селото или града, разположен на брега на голяма река, езеро или море, зимата може да се отопляват с топлината на тези язовири. Всъщност, както помещението може да се нагрява, например, до 20 градуса. вода, реки или езера, където температурата не надвишава 2-4 °?
Но няма нищо невероятно за него. Въпреки че е известно от физиката, че трансферът на топлина от студеното тяло на гореща не е възможно - този процес се смята за неестествено - но в същите физици се каже, че винаги е възможно да се извърши процесът на цената на неестествената естественото. Какво означава това?
Известно е, че механичната енергия например, влиза в термичен свободно. Това е естествен процес на природата. Спри влака, изчезна звука stihnuvshy вятър - всички тези случаи преобразуването на механичната енергия в топлина.
Знаем също така, че след силна буря вода в морето на няколко серии. Обратно към топлината на работата си не отива - е неестествено. Това изисква специално оборудване, т.е. машини, в които свършване на работата на топлинната енергия се купуват с цената на прехода на известно количество топлина от страхотно тяло на студа.
Говори се, че ефективността на парната турбина е 25%. Това означава, че 100% от топлината, само една четвърт от това създава работни места, а три четвърти са изразходвани за безполезна отопление на околната среда.
Възможно ли е да се намали тази жертва на природата? Да, можете! И от това непрекъснато се стремим нашата енергия. Ефективността на топлина двигателят ще бъде по-голяма по-висока е температурата на източника на нагряване, а под стайна температура. Например, парна турбина, работещи на температура капка 300-30 °, ограничаване на ефективността е 47%, и с температура капка 500-30 ° - вече 61%. Ето защо сега са на власт, извършена близък конкурс за развитието на ултра-високи параметри турбини в която температурата на парата достига 550 - 600 °.
Така че, за да се извърши неестествен процес, да кажем - да си намеря работа от топлината, имате нужда от кола и определена жертва природата под формата на един естествен процес, т.е. в случай на топлинните машини превод на известно количество топлина от горещия източник на студ. Прехвърляне на топлина от студено тяло към горещ процес е и неестествени, и следователно за него изисквания и плащането под формата на един естествен процес.
Съществуват няколко метода за предаване на топлина от студено тяло на горещо. Ние считаме, че само един, най-често срещаните от тях - компресия.
Като инсталация топлинна енергия турбина превръща топлината в работа по същия начин и компресора на термопомпата трябва да се нагрява от студ до горещи тела. Ако турбината пара работната среда е водна пара, в газова турбина или дизелов двигател - смес от въздух с продуктите на горене на горивото, термопомпата е амоняк или смес от тях с вода, най-работен флуид. Основните елементи на парна турбина система е турбина, бойлер и кондензатор. И в термопомпата основните елементи са със същия котел и кондензатор, а вместо това на турбината - компресора.
растителна котел парна турбина се загрява от димните газове. В котела на термопомпата се отоплява с резервоар за топла вода. А разликата между тях е само в температурата. Ако парен котел парна турбина се загрява до 300 градуса или повече, в котела на термопомпа гореща амоняк пара само с 2 - 4 °. парна турбина за растителна изпускателната пара дава своята топлина на водата в кондензатора на топлинната помпа, както и амоняк пара в кондензатора отделящата се топлина помещения да се нагрява.
Да, но трябва да се дават помещения да се нагрява при температура на топлина от най-малко не по-малко от 20 °, а на котела е горещо амоняк само до 2-4 °. Пак посредством температурата се повишава амоняк кондензатор? Оказва се, че жега компресора. Известно е, че температурата се повишава на компресия на парата.
Но за да компресирате парата изисква да изразходва работа. Следователно, работата на компресора е точно естеството на почит, чрез който метод и продаван неестествено преминаване на топлина от студения резервоар за топла среда.
Но, може би, на разходите за труд на компресора ще бъде толкова голяма, че, както се казва, "не си струва да свещта?" Отговорът на този въпрос може само сметка. Помислете отново същите, но в по-големи подробности, работата на термопомпата, принципна схема, се показва на раздела цвят.
Амоняк пара в котела, затопля се до около температурата на резервоара, т.е. 2 - 4 ° С и с относително малък натиск всмуква в компресора и пресова до такава нова налягане, при което тяхната температура се нагрява над стайна температура. Естествено, компресорът консумира определена сума на механичната енергия. Пресованите и нагряват парите на амоняк от компресора влиза в кондензатора, където те дават част от своята топлина на отопление пространство, охлажда се и се кондензира. Чрез специално дроселна клапа течен амоняк от кондензатора поради разликата в налягането отива на котела. Когато се изпарява и охлажда естествено; и нейната температура е по-ниска от тази, с която по-рано беше засмукан от компресора, както и в кондензатора е загубил част от топлината, замина за отопление на помещенията. Освен това, отново д podogrevshis на топлина резервоар до температура 2-4 °, амоняк пара влиза в компресора отново, че чрез изстискване тях преминава към кондензатора. По този начин, разходите за работа на компресора, ние ще непрекъснато прехвърляне на топлина от студена резервоар на топло място.
В промишлеността, термопомпата да намерите и широко използван, особено в случаите, когато се изискват малки температурни промени. Между другото, термопомпата вече е влязъл в химическата и хранително-вкусовата промишленост, където се използва за изпарение и дестилация решения.
В заключение, трябва да кажа, че амоняк компресор термопомпата тази схема не е единственият, а освен това е, така да се каже, академичен. Технически термопомпа схема ще бъде сложно. За оборудване, различно от ефективност, ние трябва също така, че машината е прост, надежден и компактен, евтин, издръжлив и така нататък.
Важен техническа характеристика на термопомпата е стойността на неговия специфичен топлинен капацитет, т.е. съотношението на предаваната термопомпата от студен източник на гореща - работа на телесно тегло. Очевидно е, че колкото по-голяма специфична топлина капацитет, помпата е по-компактен и по-евтин. Значително увеличение на топлинна енергия в термопомпата амоняк компресия може да бъде получена, ако компресора ще влезе в суха пара на амоняк и се компресия ще се случи дори в района на прегрята пара.
За по-пълно термопомпа отговарят на изискванията на модерна технология, е необходимо да се избере материал за умело работа пара, т.е. не е задължително амоняк, и е за предпочитане да се изгради на работния цикъл, водени от основно икономичен и стойността на специфичния топлинен капацитет.
В решението на термопомпата да се срещнат, разбира се, конструктивните трудностите, както и трудностите, свързани с избора на работния материал. Но всички тези проблеми са решими по принцип. Освен това има ясно очертано начин за решаването им. Всичко това ни дава увереност, че не е толкова далеч, когато термопомпата е твърдо влиза в нашия живот и в нашата индустрия, и двамата влязоха им парна турбина, двигател с вътрешно горене, охлаждащи устройства, и така нататък. За електроенергийната система предлага богат и интересен поле дейност!
Неизчерпаем източник на топлина.
Н. Singer,
Доктор, старши изследовател от Института по топлотехника
Идеята за използване на термопомпи не е нещо ново. През 1920 г. български физик проф VA Майкелсън развита "динамичен отопление проект", в който се разглежда в детайли техниката на използване на топлината на нисък потенциал на топлина.
Първите експерименти върху използването на термопомпи принадлежат на 1924. За термопомпа изисква същото оборудване както за конвенционално хладилна система. С тази охлаждаща система, която служи като лятото за охлаждане на въздуха в климатичната система през зимата тя може да се използва като термопомпа за отопление на сградата. Няколко десетки такива инсталации през периода 1930-1940 са били построени в Съединените щати. Ниската потенциален източник на топлина в тези растения са артезиански вода, вода от подаването на общински вода, външен въздух.
Широко rasprostrayuyatsya термопомпи започнаха след значително подобрение на оборудването на хладилни и намаляване на разходите за електроенергия. Особено широко разпространени са получили в Швейцария, Англия и САЩ, където броят им възлиза на няколко хиляди.
Основният показател за ефективността на термопомпата се използва съотношението на полезна топлина за термична еквивалент на консумираната в компресора електрическа енергия. Това съотношение обикновено се нарича като фактор отопление или коефициент на трансформация на термопомпа "мю" Очевидно е, че колкото по-високо съотношение на превръщане, може да бъде по-икономична работа на термопомпата.
Граничната стойност на коефициента на термопомпа на трансформация "ц" номер, който може да бъде получен при определена температура "гореща" източник Т1 (Т1 -. Температура измерена от абсолютната нула температура Тази температура е равна на (t1 + 273 °, където температурата Т1 "горещи" източник, изразена в градуси по Целзий) и предварително определена температура "студен" източник действителност определя по формулата:
Тази стойност може да бъде получена в рамките на "идеален" процес, при който не се счита за неизбежните загуби в компресора, апарат telloobmennyh двигател, топлопреносни мрежи. Действителните стойности на коефициентите на трансформация са приблизително 50-60% от максималните стойности. Както се вижда от по-горе израз, стойността се увеличава съотношението трансформация драматично с намаляване на температурата разлика между "горещи" и "студени" източници. Например, ако температурата на водата в реката 4 ° С и температурата на водата да се подава към отоплителната система, 95 ° С, идеално коефициентът на преобразуване е 4, и валиден 2-2.5. Това означава, че за всяка единица на изразходваната енергия под формата на механична работа на компресора да се използва за полезна топлинна енергия 2-2,5 единици под формата на топлина. Или, да харчите 1 киловатчаса електроенергия в компресора, е възможно да се получи около 2 хиляди души. Големи топлинни калории. Ако, обаче, на киловатчас на електроенергията се използва директно за отопление, например, в котлона, ние получаваме само 860 големи калории на топлина.
Ако има топлинен източник с температура, например, 25 ° С, и отоплителната система позволява използването на вода при 50-60 ° С (например, панел отоплителна система), след действителното съотношението на преобразуване се повишава до 6, т.е., разходите 1 kwh електроенергия в компресора, че е възможно да получите 5000 големи калории на топлинна енергия за отопление.
По този начин, технически термопомпа страна заявление не води до никакви значителни трудности. Целесъобразност е тяхното използване трябва да се определя от техническа и икономическа сравнение на различни варианти за отопление.
Термопомпите, като правило, може успешно да се конкурират с електрическо отопление. Както се вижда от сравнителните изчисления за конвенционални условия за отопление с помощта на топлинни помпи, приблизително равна на локално отопление котел, но много по-ниско от топлофикационни системи.
Първоначалните разходи за монтаж на термопомпата е много по-големи от разходите за инсталацията на котела.
През лятото, като термопомпена система може да се използва за климатизация, което е необходимо, поради високата температура и влажност.
Трябва да се каже, че практическото прилагане на термопомпи все още остава един от нерешените проблеми на съвременната наука и технологии. Успешно като решение на този важен въпрос ще се отвори нов неизчерпаем източник на топлина, която може да се използва за благото на цялото човечество.
Технология на младежта 1958
Свързани статии