- •Циклова комісія монтажних дисциплін Курс лекцій по теоретичним основам холодильної техніки
- •Лекція 1 вступ
- •1.1 Значення курсу “теоретичні основи холодильної техніки”
- •1.2 Короткий історичний огляд
- •1.3 Призначення холодильних установок
- •1.4 Промислові технології із застосуванням холоду
- •1.5 Класифікація холодильних установок
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 2 термодинаміка, як загальне вчення про енергетику
- •2.1 Фізичні основи одержання холоду
- •2.2 Термодинаміка, як загальне вчення про енергетику
- •2.3 Енергія, теплота, робота
- •2.4 Закон збереження енергії
- •2.5 Параметри стану
- •2.5 Рівняння стану
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 3 калоричні параметри стану
- •3.1 Рівноважний термодинамічний стан і рівноважні процеси
- •3.2 Зворотні і незворотні процеси
- •3.3 Кругові процеси Калоричні параметри стану: внутрішня енергія, ентальпія, ентропія
- •3.5 Робота й теплота процесу
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 4. Другий закон термодинаміки. Цикл карно
- •4.1 Другий початок термодинаміки
- •4.2 Цикл Карно
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 5 способи одержання низьких температур
- •5.1 Охолодження при фазових перетвореннях речовин
- •5.2 Охолодження шляхом розширення газів.
- •5.3 Термоелектричний метод
- •5.4 Холодильні установки з вихровою трубкою.
- •5.5 Способи охолодження камер
- •Питання для самоконтролю
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 7 холодоагенти
- •7.1 Основні визначення, короткий історичний огляд, позначення й торговельні марки
- •7.2 Критерії вибору і вимоги до холодоагенту
- •7.3 Холодильні агенти і охорона навколишнього середовища
- •7.4 Альтернативні однокомпонентні холодоагенти
- •7.5 Альтернативні багатокомпонентні холодоагенти групи гфв
- •7.6 Альтернативні багатокомпонентні холодоагенти групи гхфв
- •7.7 Який же холодоагент значніший ?
- •7.8 Особливості термодинаміки сумішей холодоагентів.
- •Лекція 8. Холодоносії
- •8.1 Призначення холодоносіїв та вимоги до них
- •8.2 Характеристика холодоносіїв
- •9.1 Вимоги до мастил
- •9.2 Типи мастил та їх характеристики
- •9.3 Циркуляція мастила у холодильній установці
- •Лекція 10 розширювальні та нагнітальні машини холодильних установок
- •10.1 Призначення та класифікація розширювальних та нагнітальних машин
- •10.2 Термодинамічні основи процесів стиску та розширювання.
- •10.3 Поршневі детандери
- •10.4 Процеси стиску у компресорі
- •10.5 Холодопродуктивність компресора
- •10.6 Потужність компресора й енергетичні втрати
- •11.7 Область застосування компресорів
- •Лекція 11 основи теорії компресійних холодильних машин.
- •11.1 Ідеальна парова компресійна холодильна машина
- •11.2 Дійсний цикл парової холодильної машини.
- •11.3 Побудова холодильного циклу
- •Питання для самоконтрою
- •Лекція 12 ексергетичний метод аналізу ефективності холодильних систем
- •12.1 Властивості оборотних і необоротних циклів. Математичне вираження другого закону термодинаміки
- •7.2 Максимальна робота. Ексергія.
- •7.3 Ексергетичний баланс парокомпресорної холодильної установки
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 13 основи теорії газових холодильних машин.
- •13.1 Повітряна холодильна машина
- •13.2 Холодильна машина Стірлінга
- •Питання для самоконтрою
- •Лекція 14 Цикли багатоступінчатих холодильних машин
- •14.1 Причини переходу до багатоступінчастого стиску.
- •14.2 Вибір проміжного тиску.
- •14.3 Двоступінчаста холодильна машина зі змійовиковою проміжною посудиною й неповним проміжним охолодженням.
- •14.4 Двоступінчаста холодильна машина зі змієвиковою проміжною посудиною й повним проміжним охолодженням.
- •14.5 Двоступінчаста холодильна машина з теплообмінниками.
- •Питання для самоконтрою
- •Лекція 15 цикли каскадних холодильних машин
- •15.1 Найпростіша каскадна холодильна машина.
- •15.2 Реальна каскадна холодильна машина.
- •Питання для самоконтролю
- •Лекция 16 абсорбційні та пароежекторні холодильні установки
- •16.1 Принцип дії абсорбційної холодильної установки.
- •16.2 Цикл пароежекторної холодильної установки
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 17 теплові насоси
- •17.1 Компресія низкопотенційного природного тепла
- •17.2 Схема і принцип дії теплового насосу
- •17.3 Розрахунок тепонасосної установки
- •17.4 Двоступінчасті тепло насосні установки
- •17.5 Геотермальні теплові насоси
- •17.6 Екологічні аспекти впровадження теплових насосів
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 18 Енергозбереження при виробництві холоду
- •18.1 Стратегія енергозбереження
- •18.2 Законодавство України про енергозбереження.
- •18.3 Основні принципи енергозбереження
- •18.4 Вплив компонентів системи на ефективність
- •18.5 Сучасні енергозберігаючі технології компанії Данфосс
- •18.6 Застосування теплових насосів в Украъні
- •Використана література
17.6 Екологічні аспекти впровадження теплових насосів
У процесі експлуатації систем на базі теплових насосів, відбувається економія первинного палива. У результаті вплив таких систем на навколишнє середовище істотно знижується. Сьогодні вони вважаються більше “чистими” в екологічному плані, ніж найсучасніші високоефективні газові котли.
Проведені дослідження допомагають провести порівняльний аналіз впливу на середовище теплових насосів і газових котлів по річних експлуатаційних показниках згоряння, обсягам викидів в атмосферу СО2. Для приклада: тепловий насос з коефіцієнтом продуктивності теплового насосу 3,0 у порівнянні з котлом, що має коефіцієнт річної продуктивності на рівні 90% (рівень надзвичайно високий), викидає в атмосферу СО2 на 40% менше, ніж котел тієї ж потужності за аналогічний часовий відрізок.
Впровадження теплових насосів приводить також до зниження й інших шкідливих з’єднань (табл. 17.1)
Таким чином, застосування систем на базі теплових насосів – це в багатьох випадках економічно виправдане рішення, що веде як до заощадження непоновлюваних енергоресурсів, так і до захисту навколишнього середовища, у тому числі й за рахунок скорочення викидів СО2 в атмосферу
Питання для самоконтролю
Схема і принцип дії теплонасосної установки.
Чим є навколишнє середовище для теплового нососу.
Що таке коефіцієнт перетворення теплоти.
Застосування двоступінчатої теплонасосної установки.
5. Варіанти застосування геотермальних теплових насосів.
6. Екологічні аспекти впровадження теплових насосів.
Ри. 17.4 Схема застосування геотермального теплового насоса для опалення й гарячого водопостачання індивідуального будинку: 1.Тепловий насос із контролером; 2. Циркуляційний насос первинного контуру (розсіл); 3. Циркуляційний насос вторинного контуру (вода); 4.Трьохходовий перемикаючий клапан; 5. Буферний акумулятор і нагрі- вач мережної води; 6. Верхній датчик температури контуру опалення; 7. Нижній датчик температури контуру опалення; 8. Циркуляційний насос системи опалення; 9. Датчик температури гарячого водопос-тачання; 10. Система додаткового електронагріву; 11. Датчик темпера- тури опалення; 12. Датчик температури буферного акумулятора; 13. Ци-ркуляційний насос колектора; 14. Датчик температури колектора; 15.Система електронного регулювання. (А) – грунтовий зонд або ґрун- товий колектор; (В) – розподільник розсолу; (С) – датчик зовнішньої температури; (D) – опалювальний контур; (Е) – сонячний колектор.
VL – трубопровід, що одає; RL – зворотний трубопровід
Таблиця 17.1 Порівняльна оцінка шкідливих викидів за опалювальний сезон (5448 год) від різних теплових джерел тепловою потужністю 1,16 мВт
Вид шкідливого викиду, т/рік |
Котельня на вуглі |
Електро-обігрівання |
Тепловий насос |
SOx |
21,77 |
38,02 |
10,56 |
NOx |
7,62 |
13,31 |
3,70 |
Тверді частки |
5,8 |
8,89 |
2,46 |
Фтористі з’єднання |
0,182 |
0,313 |
0,087 |
Усього |
34,65 |
60,53 |
16,81 |
.