Новости
13.11.2018


10.11.2018


10.11.2018


09.11.2018


07.11.2018


05.11.2018


04.11.2018


03.11.2018


03.11.2018


01.11.2018


01.11.2018


01.11.2018


01.11.2018


31.10.2018


31.10.2018


31.10.2018


30.10.2018


24.10.2018


23.10.2018


23.10.2018


18.10.2018


17.10.2018


12.10.2018



13.12.2015

Тепловые насосы представляют собой повышающие термотрансформаторы, использующие тепло низкого потенциала для теплоснабжения. Они делятся на компрессионные и термоэлектрические (полупроводниковые). Для компрессионного теплового насоса требуется такое же оборудование, как и для паровой компрессионной холодильной установки. Однако по своему назначению тепловой насос и холодильная машина имеют принципиальное отличие. Холодильная машина отбирает тепло из ограниченного пространства (охлаждаемой камеры), в котором требуется создать и поддерживать низкую температуру, и передает его окружающей среде или воде, охлаждающей конденсатор, а тепловой насос отбирает тепло из окружающей среды (воздуха, воды, почвы и т. д.) и передает его в ограниченное пространство (отапливаемое помещение).

Тепловые насосы и перспективы  их использования в сельскохозяйственном производстве

Принципиальная схема компрессионного теплового насоса показана на рисунке 126. В испарителе 2 хлад-агент (фреон или аммиак) испаряется при низкой температуре, отбирая при этом тепло от низкопотенциальногоo источника (вода, воздух, почва и т.д.). Компрессор 3 отсасывает из испарителя пары хладагента, сжимает их до определенного давления и температуры. Сжатые пары поступают в конденсатор 4, конденсируются и отдают тепло воде, используемой для отопления здания или горячего водоснабжения. Конденсат хладагента через дроссель 7 поступает опять в испаритель, и цикл повторяется.
Теплоприемник (тепловой потребитель) 5 получает, таким образом, кроме теплоты, эквивалентной затраченной работе l0 на привод компрессора, значительное количество тепла q2, отбираемого от окружающей среды (на схеме — воды).
Показателем экономичности работы теплового насоса является коэффициент преобразования μ, представляющий собой отношение количества полезно использованного тепла q1 (сообщенного тепловому потребителю) к затраченной работе на привод компрессора,
Тепловые насосы и перспективы  их использования в сельскохозяйственном производстве

Значение ε всегда больше единицы и зависит от температурных условий, в которых работает холодильная машина. Чем выше температура источника (например, воды в водоеме) и ниже температура теплоприемника (воды в системе отопления), тем выше холодильный коэффициент, а значит, и коэффициент преобразования У существующих тепловых насосов, работающих в некоторых средних условиях μ=3...5. Это значит, что, затратив 1 кВт*ч электроэнергии на привод компрессора теплового насоса, потребитель получает в 3...5 раз больше энергии в виде тепла.
Весьма перспективно отопление при помощи тепловых насосов в районах, имеющих низкотемпературные термальные источники (20...45°С), которые без предварительного догрева нельзя использовать в отопительных системах. При утилизации тепла подземной воды коэффициент преобразования теплового насоса повышается до 6.
Тепловой насос может использоваться как для отопления, так и для охлаждения, или для того и другого одновременно.
Институтом ВНИИХолодмаш разработаны компрессионные тепловые насосы НТ-25, НТ-40 и НТ-80, основные технические характеристики которых приведены в таблице 48.
Тепловые насосы и перспективы  их использования в сельскохозяйственном производстве

Работа термоэлектрических тепловых насосов основана на эффекте Пельтье, сущность которого заключается в том, что под влиянием проходящего постоянного электрического тока по цепи из двух разных полупроводников тепло выделяется на одном из спаев, а поглощается на другом. Холодный спай термоэлемента отбирает тепло из окружающей среды (наружного воздуха, речной воды и т.д.), а горячий спай выделяет тепло в окружающую среду (например, в воздух помещения или воду для теплоснабжения). Таким образом, за счет электроэнергии тепло перекачивается на более высокий температурный уровень из холодной среды в горячую (при теплоснабжении) или холод из горячей среды в холодную (при охлаждении).
К термоэлектрическим тепловым насосам относятся насосы типа ТН-1,5, ТН-3, ТН-5 и ТН-7,5 номинальной тепловой мощностью соответственно 1750, 3500, 5800 и 8700 Вт и холодопроизводительностью 1170, 2340, 3840 и 5840 Вт. Их термоэлементы изготовлены из сплавов на основе висмута, теллура, селена, свинца и сурьмы. Коэффициент преобразования тепловых насосов ТН μ=2...4.
Эффективность применения тепловых насосов подтверждена многими научно-исследовательскими организациями. Особенно целесообразно их использовать при потребности в тепле и холоде одновременно. В ряде хозяйств такие установки уже находят применение на животноводческих фермах (рис. 127).
Тепловые насосы и перспективы  их использования в сельскохозяйственном производстве

Свежевыдоенное молоко подается в пастеризатор 1, а затем в вакуумный охладитель 2, где охлаждается до 35° С. После этого молоко проходит через испаритель-охладитель 8 теплового насоса и отдает свое тепло хладагенту. Охлажденное до 5...8° С молоко сливается в танк 9. Пары хладагента сжимаются компрессором при этом температура их повышается до 55—60° С. В конденсаторе 5 тепло паров хладагента воспринимается охлаждающей водой, температура которой повышается до 50...55° С. Часть горячей воды поступает в аккумуляторный бак 7 и расходуется на технологические нужды. Остальная масса воды догревается до температуры 80...85° С в электроводонагревателе 6. По окончании дойки молокопроводы и молочное оборудование промывают горячей водой, которая после этого сливается в бак-утилизатор 10. В период между дойками из этого бака горячая вода подается в испаритель-охладитель в качестве теплоносителя и отдает свое тепло циркулирующему хладагенту. Применение такой технологической схемы нагрева воды и охлаждения молока на ферме, рассчитанной на 200 голов крупного рогатого скота, снижает расход электроэнергии в 3...4 раза.
По мере удешевления электрической энергии и усовершенствования технологии производства тепловых насосов они получат широкое распространение в сельскохозяйственном производстве на молочно-товарных фермах, для кондиционирования воздуха в хранилищах, животноводческих и птицеводческих помещениях, для отопления культивационных сооружений защищенного грунта и в сушильных установках.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: