61. Принцип действия теплового насоса. Отопительный коэффициент?

Тепловой насос – любая холодильная машина, осуществляющая передачу теплоты нагреваемой системе за счет использования источников теплоты с низкой температурой (воздух, вода естественных и искусственных водоемов, грунт).

1 – водоем, 2 – насос, 3 – испаритель, 4 – компрессор, 5 – система отопления, 6 – конденсатор, 7 – вентиль

Вода из водоема 1 насосом 2 подается в испаритель 3. Испарение холодильного агента, проходящего через испаритель, осуществляется за счет низкопотенциальной теплоты, получаемой от холодной воды, поступающей из водоема. Хладагент поступает из испарителя в компрессор 4, далее – в конденсатор 6, где отдает часть своей теплоты воде системы отопления 5. Хладагент, проходя через вентиль 7, дросселируется, давление и температура хладагента снижаются, затем он вновь поступает в испаритель 3, и цикл замыкается.

Основная характеристика теплового насоса – отопительный коэффициент, равный отношению теплоты, сообщенной в обратном термодинамическом цикле нагреваемой системе, к работе, затраченной в этом цикле: ε_от = q₁ / l_ц. . Так как q₁ = q₂ + l_ц , то ε_от = (q₂ + l_ц) / l_ц = χ+1.

62. Состав топлива

Топливом называется любое вещество, которое при сгорании (окислении) выделяется значительное количество теплоты на единицу массы или объёма и доступно для массового использования. В качестве топливо применяют природные и производные органические соединения в твердом, жидком и газообразном состояниях. Любое органическое топливо состоит из углерода, водорода, кислорода, азота, летучей серы, а твердые и жидкие топлива — из золы (минеральные остатки) и влаги. Топливо в том виде, в каком оно подается в топку котель­ного агрегата и сгорает, называется рабочим.

Элементарный состав рабочего топлива характеризуется со­держанием следующих элементов:

+++++++=100%.

Индекс «р» при элементах топлива указывает на то, что это уравнение относится к «рабочему топливу». Важнейшими горючими элементами топлива являются угле­род С и водород Н. Так, при сгорании 1 кг углерода выделяется 33,7 МДж теплоты, а при сгорании 1 кг водорода— 120 МДж. Сера при сгорании также выделяет теплоту (9 МДж/кг), но это нежелательный горючий элемент котельного топлива. При горе­нии летучей серы образуется сернистый газ S0₂, который вызы­вает коррозию металла труб котельного агрегата и, попадая с уходящими газами в атмосферу, загрязняет окружающую среду.

В связанном состоянии почти в любом топливе находятся не­горючие элементы — кислород О и азот N, образующие внутрен­ний балласт. Наличие этих элементов уменьшает тепловыделе­ние на единицу массы топлива. Зола А и влага W— нежелательные примеси, составляющие внешний балласт топлива. Содержание золы и влаги в топливе определяется главным образом внешними факторами — спосо­бом добычи, хранением, доставкой и т. д. Наличие золы и влаги уменьшает количество выделяемой теплоты при сгорании 1 кг топлива. Кроме того, часть теплоты бесполезно теряется, так как расходуется на нагревание золы и шлака, которые в нагретом состоянии удаляются из котельного агрегата; теплота также расходуется на испарение влаги, содержащейся в топливе. Зола ускоряет износ оборудования, загрязняет поверхности нагрева и газоходы, уменьшает коэффициент теплоотдачи, требует установки специальных устройств золоудаления и золоулавливание. Влага ухудшает процесс воспламенения топлива; за счет водяных паров возрастает количество уходящих газов, вследствие чего увеличивается расход электроэнергии на работу дымососов.

Топливо, освобожденное от влаги, называется сухой массой. Элементарный состав топлив определяется специальными лабораторными методами.