31. Устройство и принцип работы теплового насоса.

В испарителе холодильник снимает тепло с продуктов питания, охлаждая их, и выбрасывает это тепло в атмосферу через радиатор на задней стенке. Передача тепла производится рабочим телом – хладагентом (фреоном). Электроэнергия, потребляемая холодиль-ником, тратится лишь на перемещение фреона по системе с помощью компрессора.

Аналогично, в испарителе теплового насоса (ТН) вместо продуктов охлаждается вода источника, а снятая тепловая энергия не выбрасывается прямо в атмосферу, а греет в конденсаторе воду из системы отопления и горячего водоснабжения.

Источником для работы теплового насоса может служить любая проточная вода с температурой от +5 до +40° С. Чаще всего в качестве источника используют артезианские скважины, промышленные сбросы, градирные установки, незамерзающие водоемы.

С хема ТН показана на Рис. 1. В ТН имеется три основных агрегата (испаритель, конденсатор, компрессор) и три основных контура (фреоновый, водяной источника, водяной отопления).

Испаритель - кожухотрубный теплообменник, где в трубках циркулирует вода источника, а между трубок – жидкий фреон.

Допустим, по трубкам испарителя движется вода источника (например, из скважины) с температурой +10°С. Путем регулировки давления дросселем (Рис.1) настраивается такой поток фреона в испаритель, чтобы температура его кипения составляла +2 - +3°С. Теперь при тепловом контакте с “горячими” трубками часть фреона вскипает, отбирая таким образом тепло у воды. Охлажденная вода сбрасывается в другую скважину. Газообразный фреон всасывается в компрессор, сжимается им и, нагретый, выталкивается в конденсатор.

Конденсатор по устройству – такой же теплообменный аппарат, как и испаритель. Попадая в межтрубное пространство с температурой +70 - +80°С и вступая в тепловой контакт с водой из системы отопления (+45 - +50°С), фреон конденсируется на “холодных” трубках, передавая свое тепло воде из системы отопления. При этом жидкий фреон стекает на дно конденсатора, откуда, за счет перепада давлений, через дроссель возвращается в испаритель. Так выглядит рабочий цикл ТН.

Следует еще раз подчеркнуть, что ТН тратит энергию не на выработку тепла, как электрообогреватель, а только на перемещение фреона по системе. Основная же часть тепла передается потребителю от источника. Этим и объясняется такая низкая себестоимость тепла от ТН.

32.Возобновляемые источники энергии.

В понятие возобновляемые источники энергии (ВИЭ) включаются следующие формы энергии: солнечная, геотермальная, ветровая, энергия морских волн, течений, приливов и океана, энергия биомассы, гидроэнергия, низкопотенциальная тепловая энергия и другие.

Кпд теплового насоса

где  — температуры соответственно на выходе и на входе насоса.

Прогнозы развития ВИЭ в 21 веке.

в 1980 г. доля производимой электроэнергии на ВИЭ в мире составляла 1%, то к 2005 г. она достигнет 5%, к 2020 - 13% и к 2060 г. - 33%. По данным Министерства энергетики США, в этой стране к 2020 г. объем производства электроэнергии на базе ВИЭ может возрасти с 11 до 22%. В странах Европейского Союза планируется увеличение доли использования для производства тепловой и электрической энергии с 6% (1996) до 12% (2010). Исходная ситуация в странах ЕС различна. И если в Дании доля использования ВИЭ в 2000 г. достигла 10%, то Нидерланды планируют увеличить долю ВИЭ с 3% в 2000 г. до 10% в 2020 г. Основной результат в общей картине определяет Германия, в которой планируется увеличить долю ВИЭ с 5,9% в 2000 г. до 12% в 2010 г. в основном за счет энергии ветра, солнца и биомассы.