29.Цикл теплового насоса.

Использование тепла низкотемпературных источников для отопления может быть осуществлено с помощью теплового насоса. В котором температура рабочего тела повышается за счет затраты механической энергии до такого уровня, при котором теплоноситель способен отдать тепло в отопительную систему.

Схема теплового насоса

В испарителе 1 за счет тепла происходит парообразование низкокипящего теплоносителя, образовавшийся пар сжимается в компрессоре 2 с повышением температуры от Т₀ до Т₁; затем пар поступает в конденсатор 3, где он, конденсируясь, отдает тепло в отопительную систему. Образовавшийся конденсат теплоносителя направляется в дроссельный вентиль 4, в котором происходит понижение его давления до р₀, после чего конденсат вновь поступает

в испаритель 1.

Цикл теплового насоса

Несмотря на внешнее сходство, между работой холодильной установки и работой теплового насоса имеется принципиальное различие. Для холодильиканаружная среда является теплоприемником, в который сбрасывается тепло, отнимаемое от охлаждаемого объекта, для теплового насоса наружная среда является источником тепла, которое передается на более высокий температурный уровень.

Совершенство цикла теплонасосной установки определяется количеством тепла, передаваемым в отопительную систему за счет единицы затрачиваемой энергии, и характеризуется величиной называемой отопительным коэффициентом.

Величина отопительного коэффициента зависит прежде всего от температур холодного источника и горячего приемника тепла. Если эти температуры заданы, то предельно высокую величину отопительного коэффициента можно получить, определив его значение для соответствующего обратного цикла Карно. Так, если температуру внешней среды Т₀ принять равной 275 °К, а температуру теплоносителя в отопительной системе Т – равной 340 °К, то для цикла Карно получаем

.

Обычно величина отопительного коэффициента имеет значение от 3 до 4.

30.Основные способы передачи тепловой энергии.

Перенос теплоты осуществляется тремя основными способами: теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением.

Теплопроводность представляет собой молекулярный перенос теплоты в телах (или между ними), обусловленный переменностью температуры в рассматриваемом пространстве.

Конвекция возможна только в текучей среде. Под конвекцией теплоты понимают процесс ее переноса при перемещении объемов жидкости или газа (текучей среды) в пространстве из области с одной температурой в область с другой. При этом перенос теплоты неразрывно связан с переносом самой среды.

Тепловое излучение – процесс распространения теплоты с помощью электромагнитных волн, обусловленный только температурой и оптическими свойствами излучающего тела; при этом внутренняя энергия тела (среды) переходит в энергию излучения. Процесс превращения внутренней энергии вещества в энергию излучения, переноса излучения и его поглощения веществом называется теплообменом излучением. В природе и технике элементарные процессы распространения теплоты – теплопроводность, конвекция и тепловое излучение – очень часто происходят совместно.

Теплопроводность в чистом виде большей частью имеет место лишь в твердых телах.

Конвекция теплоты всегда сопровождается теплопроводностью. совместный процесс переноса теплоты конвекцией и теплопроводностью называется конвективным теплообменом