29. Основные характеристики парокомпрессорного тн

Теплопроизводительность- полезное тепло отдаваемое тепловым насосом на отопление.

Теоретическая мощность N0 (Вт), затрачиваемая на привод компрессора, может быть определена по равенству:

N0 = M·m•А0 , (17.9)

где: M – производительность компрессора, кг/с; А0 – теоретическая работа на сжатие 1 кг газа в одной ступени, Дж/кг; m – число ступеней компрессора.

Для определения действительной (эффективной) мощности Nе, необходимой для привода компрессора, нужно знать потери работы на преодоление сопротивлений клапанов и трубопроводов и на трение в соприкасающихся частях компрессора, которые учитываются механическим КПД:

Nе = N0 / зм = M·m•А0 / зм . (17.10)

Для поршневого компрессора зм = 0,8—0,9.

Коэффициент преобразования теплового насоса — отношение теплопроизводительности к электропотреблению — зависит от уровня температур в испарителе и конденсаторе и колеблется в различных системах в диапазоне от 2,5 до 5, то есть на 1 кВт затраченной электрической энергии тепловой насос производит от 2,5 до 5 кВт тепловой энергии.

30. Рабочие тела тепловых насосов

Рабочее тело, применяемое в тепловых насосах, обычно называется хладагентом. Во многих случаях оно идентично точу, которое применяется в обычном холодильнике, а в более высокотемпературных тепловых насосах применяются производные этих жидкостей. Рабочим телом в ТН служат такие холодильные агенты, как хладон (фреон), аммиак, углекислый газ и т.п.

31. Оценка энергетической эффективности парокомпрессорных тн

Коэффициент полезного действия COP (Coefficient of Performance) определяет эффективность теплового насоса. Он показывает, сколько тепла kWh при установленных условиях произведено затратив 1 kWh электроэнергии. Чем больше коэффициент, тем эффективнее тепловой насос и тем дешевле производимое тепло. По стандартам EN 255 эффективность всех тепловых насосов указывается при 0/35°C и 0/50°C. Первое число показывает температуру жидкости, входящей из земли, второе число показывает температуру жидкости, подаваемую в систему отопления

где

 — тепловая энергия резервуара

• - потребляемая мощность в Ваттах.

На вопрос об экономической эффективности использования тепловых насосов можно ответить лишь после детального исследования работы насоса того или иного типа, так как на нее оказывают влияние множество факторов.

Необходимо иметь в виду следующее соображение — установка теплового насоса требует финансовых затрат, но он экономит энергию. Установка насоса рентабельна, если экономия становится превалирующей. Тепловой насос может      быть      использован только для отопления, только для подготовки теплой воды либо для того и другого, что оказывает влияние на его экономическую эффективность.

Выгодны тепловые насосы водяного отопления, которые работают только на воздушном источнике тепла. Эти насосы особенно эффективны в тех случаях, когда обычные отопительные установки плохо используют энергию, а именно, в летнее время и в межсезонье. Расход энергии здесь зависит от потребителя, однако подача в большом количестве теплой воды сильно повышает расход электроэнергии. Однорежим-ные тепловые насосы без пиковых энергоустановок должны иметь высокую производительность. В этом случае стоимость оборудования будет относительно высока. Напомним, что однорежимные насосы работают лишь при использовании тепла подземных вод и земли. Для этого необходимо иметь две скважины, бурение которых требует значительных затрат. Прокладка в грунте большого числа труб стоит дорого, и, как правило, ее осуществляют только при новом строительстве.

Относительно низкими капиталовложениями отличаются воздушно-тепловые насосы, однако при этом, как упоминалось выше, необходима установка дополнительного отопительного котла.

Тепловые насосы имеют хорошие характеристики, когда разность рабочих температур невелика. Поэтому они выгодны в комбинации с низкотемпературными отопительными системами.

Ценность теплового насоса повышается, если он используется также для охлаждения помещения, поскольку при этом не требуется других охлаждающих устройств. Однако, поскольку потребность такого насоса в воздухе возрастает, применять его целесообразно в помещениях с большим объемом или поверхностью

Главное достоинство этого типа тепловых насосов — их высокая эффективность, самая высокая среди современных тепловых насосов. Соотношение подведённой извне и перекачанной энергии у них может достигать 1:3 — то есть на каждый джоуль подведённой энергии из зоны охлаждения будет откачано3 Дж тепла. При этом компрессор может стоять отдельно, и выработанное им тепло (1 Дж) необязательно отводить во внешнюю среду в том же месте, где отдаются 3 Дж тепла, откачанные из зоны охлаждения.