Применение теплонасосных установок (тну). Использование природных теплоты и холода, вторичных энергоресурсов

Энергетическая эффективность ТНУ оценивается коэффициентом преоб­разования, равным отношению теплоты, полученной в конденсаторе, к теп­ловому эквиваленту электроэнергии, затраченной на привод компрессора. Обычно этот коэффициент равен трём-четырём, т.е. на единицу мощности привода приходятся три-четыре единицы тепловой мощности низкопотен­циального источника теплоты.

Для работы тепловых насосов в целях тепло- или холодоснабжения зда­ний могут быть использованы следующие природные источники теплоты: наружный воздух (при положительных температурах); вода естественных и искусственных водоёмов (рек, озёр, морей); геотермальные источники;

грунт, при этом теплоту получают с помощью специальных трубчатых теплообменников; подземные воды; солнечное излучение.

Низкопотенциальную теплоту вторичных энергетических ресурсов можно использовать напрямую с помощью теплообменных аппаратов, например для подогрева приточного вентиляционного воздуха, или с помо­щью теплонасосных установок.

Пример утилизации теплоты вытяжного воздуха с применением теплонасосной установки приведен выше. Рассмотрим пример применения ТНУ для горячего водоснабжения и холодоснабжения здания. В качестве источника низкопотенциальной теплоты используется воздух [18].

На рис. 9.18 показана принципиальная схема теплового пункта с тепло­вым насосом [18]. В зимний период теплоноситель поступает из тепловой сети 1. Регулирование тепловой мощности системы отопления осуществляется с помощью трёхходового регулирующего клапана и циркуляционного насоса 7.

Рис. 9.18. Схема теплового пункта с тепловым насосом [18]:

1— тепловая сеть; 2 — водопровод; 3 — система отопления; 4— система горячего водо­снабжения; 5 — тепловой насос; 6 — водоподогреватель системы горячего водоснабжения; 7—отопительный циркуляционный насос; 8—насос вторичного контура теплообменника; 9 —циркуляционный насос системы горячего водоснабжения; 10—баки-аккумуляторы;

11— калорифер, размещённый на крыше

Узел приготовления горячей воды состоит из водоподогревателя 6, баков-аккумуляторов 10 и циркуляционного насоса 8. Если водоразбор меньше, чем подача насоса 8, то горячая вода накапливается в баках 10. Когда водоразбор увеличивается, часть холодной воды из водопровода посту­пает в баки 10 и вытесняет накопившуюся там горячую воду в систему горя­чего водоснабжения 4.

В летний период система горячего водоснабжения полностью отключена от тепловой сети. В качестве источника теплоты для системы горячего водо­снабжения используется внутренний воздух помещений здания или наруж­ный воздух. За счёт потенциала теплоты воздуха функционирует тепловой насос 5, работающий по схеме вода — вода. К испарителю теплового насоса теплота подводится с водой, циркулирующей через радиаторы системы отопления здания 3 (в жаркое время) или через калорифер 11 (в прохладное время). Циркуляция обеспечивается насосом 7. Циркуляция водопроводной воды через конденсатор теплового насоса осуществляется насосом 8. В баках-аккумуляторах 10 накапливается подогретая в тепловом насосе вода. Работая по такой схеме, тепловой насос 5 обеспечивает нагрев водопровод­ной воды и охлаждение помещений в жаркое время.

В результате применения тепловых аккумуляторов и теплонасосной уста­новки обеспечивается тепловая мощность системы горячего водоснабжения, равная 180 кВт, при этом потребление электрической мощности тепловым насосом составляет 6,5 кВт.

Контрольные вопросы

1. Как можно классифицировать энергосберегающие мероприятия в зданиях и соору­жениях?

2. Как влияют учет и контроль расхода энергоресурсов на энергосбережение?

3. Каковы основные принципы энергосбережения в зданиях и сооружениях?

4. Какие из энергосберегающих мероприятий дают наибольший эффект?

5. Приведите примеры энергосберегающих мероприятий в зданиях, в основе кото­рых лежит использование вторичных энергоресурсов.

6. Приведите примеры энергосберегающих мероприятий в зданиях, в основе кото­рых лежит использование природных теплоты и холода.

7. Как уменьшить потребление электроэнергии насосами и вентиляторами?

8. Приведите примеры применения теплонасосных установок в целях тепло- и холодоснабжения зданий.