§ 134. Тепловой насос и термохимический j

трансформатор теплоты i

Тепловой насос, применяемый для отопления зданий с исполь- j зованием теплоты окружающей (природной) среды (рис. 155), состоит ] из компрессора /, конденсатора 2, регулирующего вентиля 3 и испа- | рителя 4. Эти элементы составляют обычную компрессионную холо- ; дильную установку, например паровую (см. рис. 152). 1

Испарение холодильного агента в испарителе происходит за счет теплоты, отбираемой от воды, подаваемой насосом 5 из водоема 8. Ox- I лажденная в испарителе 4 вода сбрасывается обратно в водоем. Для J восприятия теплоты при конденсации сжатого в копрессоре холодиль- | ного агента используется вода из Обратной линии системы отопления. | Подогретая в конденсаторе 2 вода направляется по прямой линии в 1

і-систему отопления 9, расположенную в отапливаемом здании 7. Цир-

• куляция воды в системе отопления осуществляется насосом 6. Если •» с/% — количество теплоты, отобранное от воды, поступившей из водое- ; ма-, и пошедшее на выпаривание холодильного агента ,в испарителе, ь \1ц\ — работа, затраченная в компрессоре, и q_x — теплота конденса- ; ции холодильного агента, передаваемая воде в системе отопления, то

в соответствии с выражением (709)

Яі = Яг + І'цІ = КцІФг- -В соответствии с рис. 152, б

Фг = qAU\ = пл. dl234b5c!пл. 1234Һ5.

. Поскольку > |/_ц|, то всегда ф_г> 1.

В качестве теплового насоса могут использоваться и другие типы г-холодильных машин, в частности пароструйные и абсорбционные.

Работа термохимических трансформаторов теплоты основана на свойствах растворов. В используемых для этих целей растворах раст­ворителем является вода, а растворенным веществом—.гидрат окиси

• калия КОН или едкий натр NaOH. Температура кипения чистой воды ниже температуры кипения раствора при том же давлении. На : рис. 65., б изображена зависимость температуры кипения водяного рас­твора КОН от концентраций хкон и хн_го при различных давлениях. При давлении 10.0 кПа чистая вода кипит при температуре 372,64 К. la 90%-ный фаствор КОН — при 643 К. ,

Когда нужно повысить потенциал теплоты (например; получить пар более высокого давления и температуры, чем имеющийся в наличии греющий пар), термодинамические трансформаторы работают по по- высительной схеме; когда же необходимо средний потенциал теплоты 'трансформировать в более высокий и в более низкий, трансформато­ры работают по расщепительной схеме.

На рис. 156, а изображена схема расщепительного термохимичес­кого трансформатора теплоты. Такая установка предназначена для 'получения за счет теплоты пара'среднего давления р₁ (и соответственно средней температуры 7\) двух потоков пара: при давлении р₂ более высоком (р₂ > pjj и при давлении р₃ более низком (р₃<i pi), чем ис­ходное давление.

Часть пара среднего давления р_у с. температурой 7\ направляется в абсорбер / и часть—в испаритель VII. В абсорбере при давлении p_t происходит поглощение пара раствором, концентрация которого под­держивается на уровне х_а (рис. 156, б). Абсорбция пара сопровожда­ется выделением теплоты абсорбции, благодаря чему в абсорбере уста­навливается температура Т₂ > 7\. Основное количество теплоты аб­сорбции непрерывно отводится из абсорбера благодаря циркуляции раствора под действием насоса VI через генератор пара высокого да ления III. В генераторе теплота используется для испарения воды при температуре Т₂ > 7\ и давлении насыщения р₂ > p_lt соответствующем этой температуре. Получение пара с температурой Т₂ эквивалентно передаче теплоты от менее нагретого тела к более нагретому. В соот­ветствии со вторым законом термодинамики это сопровождается пере-

2 Зак. 285 • 353

к - ' ' носом теплоты с более высокого температурного уровня Г, на бол eel низкий Т₃, что происходит в результате процессов, совершающихся I в испарителе VII. Раствор, непрерывно обедняющийся в абсорбере при \ поглощении пара,направляется в испаритель V//, где за счет теплота подаваемого туда пара из него выпаривается вода и образуется пар І низкого давления р₃< р_х с температурой Т₃ < Т_х. При-этом концент- ■} рация раствора повышается до значения х_и (рис. 156, б). Циркуляция.1 раствора между испарителем VII и абсорбером I, давление в которых i

І

различно, осуществляется с помощью насоса VIII, а регулировка пе-. репада давления.— с помощью редукционного клапана V. Теплооб- ■ менниқ IV играет роль регенератора!'в котором теплота горячего обед­ненного ^раствора используется для подогрева концентрированного .; раствора, возвращаемого в абсорбер. "

Конденсат греющего пара из испарителя поступает в генератор пара высокого давления III, для чего устанавливается насос VI. При ' отсутствии потерь с-уммарное количество пара высокого и низкого давлений равно расходу пара среднего давления.