ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ (ТН) С ПОВЫШЕННЫМ ОТОПИТЕЛЬНЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ (ОК) Содержание: 2. Традиционный тепловой насос. 3. Принцип работы традиционного ТН. 4. Тепловой насос с отопительным коэффициентом > Принцип работы ТН с повышенным ОК. 6. Отличительные особенности ТН с повышенным ОК от традиционного. 7. Диаграмма циклов ТН. 8. Преимущества ТН с повышенным ОК. 9, Области применения ТН. 10. Фото ТН. 11. Выводы.

Традиционный тепловой насос Состав: (синий)Контур подвода тепла от внешнего источника Испаритель Компрессор Конденсатор (красный) Контур отвода тепла потребителю 4. Дроссель 1-4 Циркуляционный контур рабочего тела

Принцип работы традиционного ТН Тепло от внешнего источника поступает в испаритель. Рабочее тело нагревается и закипает. Пары рабочего тела сжимаются компрессором, нагреваются до температуры С и передаются в конденсатор. Тепло из конденсатора отбирается потребителю, температура рабочего тела понижается. Далее рабочее тело проталкивается через дроссель, расширяется, окончательно остывает и конденсируется. Цикл повторяется. Происходит постоянная циркуляция рабочего тела по внутреннему замкнутому контуру. Площадь контакта рабочего тела с элементами ТН велика, следовательно, велики и тепловые потери. За один цикл сжимается и нагревается незначительная часть рабочего тела (в зависимости от производительности компрессора).

Тепловой насос с отопительным коэффициентом 15 Состав: 1.Контур подвода тепла от внешнего источника. 2.Контур отвода тепла потребителю. 3.Масляный насос. 4.Камера адиабатического сжатия рабочего тела. 5.Поршень. 6.Емкость с маслом.

Принцип работы ТН с повышенным ОК Рабочее тело ТН выбирается таким образом, чтобы его критическая температура равнялась температуре источника внешнего тепла. Тепло от внешнего источника поступает в камеру адиабатического сжатия, рабочее тело нагревается до критической температуры (точка К / диаграммы), при этом молекулы рабочего тела содержат максимальную потенциальную энергию и минимальную кинетическую. Камера сжатия тщательно термоизолирована. Далее производится сжатие рабочего тела из точки К / до точки (В), при этом вся потенциальную энергия молекул рабочего тела переходит в кинетическую. Сжатие производится максимально быстро (от единиц до десятков секунд). Происходит нагрев всего объема рабочего тела. Тепло из камеры сжатия отбирается потребителю, рабочее тело остывает. Цикл повторяется. В конструкции ТН предусмотрена возможность использования механической энергии для сжатия рабочего тела.

Отличительные особенности ТН с повышенным ОК от традиционного Отсутствует циркуляция рабочего тела. Отсутствуют испаритель, конденсатор и дроссель. Роль компрессора выполняет масляный насос высокого давления. Теплообменники подвода и отбора тепла расположены непосредственно в камере сжатия. Тепловые потери сведены до минимума. Традиционный ТН работает по циклу Карно, используя процессы испарения и конденсации рабочего тела. Предлагаемый ТН работает при критических и закритических параметрах рабочего тела. Изначально рабочее тело в камере сжатия имеет критические параметры (t кр, P кр ), при этом критическая температура должна равняться температуре источника тепла. Сжатие рабочего тела производится из критической точки (К / ) на 1/3 от максимального объема камеры сжатия.

Диаграмма циклов ТН Кривые описываются следующими уравнениями:

Преимущества ТН с повышенным ОК Фигура: CBB // - цикл традиционного ТН. Фигура: СBК / - Цикл ТН с повышенным ОК. Площади фигур CBB // и СBК / - работа, затраченная ТН за 1 цикл. Отношение площадей под этими кривыми равно 7,43. Данный факт говорит о том, что экономичность предлагаемого ТН в 7.43 раз выше, чем у традиционного ТН, работающего по диаграмме для идеального газа, где отопительный коэффициент равняется 3. Произведение 3x7.43 даёт отопительный коэффициент приблизительно равный 23.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТН Для отопления городов, отдельных многоэтажных зданий, коттеджей, сельских домов, промышленных помещений. В различных технологических процессах: сушка зерна, древесины, хлопка, табака, сухофруктов… Производство промышленных, корабельных, железнодорожных, бытовых холодильников… Утилизация низко потенциальной энергии, выброс которой отрицательно влияет на экологию (канализационные и промышленные стоки).

Экспериментальный и опытный образцы ТН Экспериментальный образец ТН с ОК=9; мощность – 20 кВт. Опытный образец ТН с ОК=15; мощность 150 кВт.

Выводы 1.Предложен новый способ преобразования энергии. 2.Разработана конструкция ТН, позволяющая: в 3-5 раз увеличить производительность ТН; в несколько раз уменьшить стоимость ТН; расширить области применения ТН; 3. В несколько раз сократить расходы на отопление.