Тепловые насосы и трансформаторы

Тепловые насосы и трансформаторы – это устройства, позволяющие повысить температурный потенциал низкопотенциальной теплоты за счет добавления к ней высокопотенциальной энергии в количестве 20…25 %, т.е. «перекачивающие» тепловую энергию из более холодной среды в более теплую. Низкопотенциальная теплота может заключаться как в ТВЭР, так и в других видах энергоресурсов.

По принципу действия тепловой насос аналогичен холодильной машине, но с обратным назначением: он работает для нагрева, а не для охлаждения. Так, температура окружающей среды является для него нижним пределом, а не верхним. В теплоснабжении целесообразно применять тепловые насосы комбинированного исполнения – для отопления помещений в отопительный период и охлаждения в течение остального времени. Подобно холодильным машинам, паровые тепловые насосы могут быть компрессионными и абсорбционными. Первые имеют более высокий КПД, но нуждаются в электрической энергии, а для вторых нужен лишь пар низкого давления.

Тепловые трансформаторы повышают давление пара до уровня, требуемого потребителям. Эти устройства разделяются на пароструйные (эжектирующие), механические (компрессоры) и термохимические (использующие теплоту экзотермических реакций). Пароструйные нуждаются в паре высокого давления для эжекционного сжатия пара низкого давления, имеют небольшой КПД (до 25%), но просты и дешевы. Механические трансформаторы работают с электроприводом, сравнительно дороги, зато КПД их намного выше (до 60%). Термохимические экономичны, однако имеют большие габаритные размеры и обладают рядом эксплуатационных недостатков. Литература по тепловым насосам и трансформаторам обширна.

В последнее время стали применяться термоэлектрические и тепловые насосы, основанные на эффекте Пельтье (открыт в 1834 г.). Эффект состоит в том, что в месте соединения (спае) двух разнородных проводников при прохождении через него электрического тока происходит поглощение или выделение теплоты: один слой охлаждается, другой нагревается. Однако сфера применения таких устройств ограничена.

Сейчас еще теряется очень много высокотемпературных ТВЭР, для утилизации которых не требуются тепловые насосы. Тепловые трансформаторы могут понадобиться в отдельных случаях, при использовании пара ТВЭР для ТН.

Перечень литературы

1. П.С. Колобков “Использование тепловых вторичных энергоресурсов в теплоснабжении”. Харьков “Основа”, 1991 г.

2. Б.Х. Драганов, А.А. Долинский, А.В. Мищенко, Е.М. Письменный “Теплотехника”. Киев, 2005 г.

3. В.М. Гусев “Теплоснабжение и вентиляция”. Ленинград, 1973 г.

4. Р.В. Щекин “Справочник по теплоснабжению и вентиляции”. “Будивельник”, 1976 г.

5. И.И. Павлов, М.Н. Федоров ”Котельные установки и тепловые сети”. Москва, Стройиздат, 1986 г.

6. И.Т. Швец, В.И. Толубинский, А.Н. Алабовский “Теплотехника”. Киев, 1976 г.

7. А.С. Телегин, В.Г. Авдеева “Теплотехника и нагревательные устройства” М.; “Машиностроение”, 1985 г.

8. В.Н. Кокшарев, А.А. Кучеренко “Тепловые установки” Учебник, К. Вища школа, 1990 г.

9. П.П. Пальгунов, В.М. Исаев “Санитарно-технические устройства и газоснабжение зданий”. Москва, 1982 г.

39