78. Цикл теплового насосу. Призначення та область застосування теплових насосів. Опалювальний коефіцієнт та його визначення

Теплові машини, призначені для поглинання теплоти з навколишнього середовища і передачі її об'єкту з більш високою температурою, називаються тепловими насосами.

Принципова схема теплового насоса.

1 – випарник;

2 – компресор;

3 – конденсатор;

4 – дросельний вентиль.

Тепловий насос працює за зворотним циклом, аналогічним циклу холодильної установки.

Ідеальним циклом теплового насоса є зворотний цикл Карно.

Р обота теплового насоса полягає в наступному:

За рахунок теплоти джерела з низькою температурою у випарнику 1 відбувається процес пароутворення робочого тіла з низь-кою температурою кипіння (аміак, фріо-ни). Утворена пара надходить у компресор 2, в якому температура робочого тіла підви-щується від до . Пара з температурою надходить у конденсатор 3, де при конденсації віддає свою теплоту рідині, яка циркулює в опалювальній системі. Утворений конденсат робочого тіла надходить в дросельний вентиль 4. Там він дроселюється зі зниженням тиску від до . Після дросельного вентиля рідке робоче тіло знову надходить у випарник. Таким чином, процес 5-1 проходить у випарнику, процес 1-2 – у компресорі, процеси 2-3 і 3-4 – у конденсаторі, процес 4-5 – у дросельному вентилі.

Теплота, яка віддається опалюваному приміщенню:

, а також .

Теплота, яка забирається від джерела з низькою температурою: .

Робота, яка витрачається в циклі:

,

де – ентальпії холодоагента у відповідних станах.

Характеристикою досконалості роботи теплового насоса є опалювальний коефіцієнт , що являє собою відношення відданої зовнішньому споживачу теплоти до ви-траченої на це роботи:

, де – холодильний коефіцієнт.

Таким чином: .

Теплові насоси використовуються, коли є джерело теплоти з низькою температу-рою, а також джерело дешевої роботи.