Использование тепловых насосов

Эффективность использования природных и вторичных низкопотенциальных энергоресурсов можно существенно повысить за счет применения тепловых насосов.

В тепловых насосах, представляющих собой холодильную установку, работающую на основе обратного термодинамического; цикла Карно, к рабочему телу (фреон, аммиак, этиловый эфир й др.) подводится низкопотенциальная теплота из окружающей среды или от промышленных тепловых отходов, которая при затрате небольшого количества работы преобразуется в теплоту более высокой температуры. Тепловые насосы бывают компрессионные и абсорбционные. Более широкое применение получили компрессионные тепловые насосы.

Научно-исследовательским институтом холодильного машиностроения разработаны компрессионные фреоновые тепловые насосы НТ-25, НТ-40 и НТ-80, тепловая мощность крторых 11,6... 128 кВт. Для мощных теплонасосных установок (ТНУ) тепловой мощностью 5... 15 МВт используют центробежные компрессоры АТ КП 435-1600 и АТП-5/3 с частичным изменением проточной части и заменой рабочего тела (пропан заменяют фреоном) [20].

Основным показателем эффективности действия теплового на coca является коэффициент преобразования, равный отношению количества теплоты, отпущенной потребителю, к затраченной энергии на привод компрессора.

Как показывает опыт эксплуатации ТНУ в сельском хозяйстве, коэффициент использования теплоты при электроприводе равен

2,2...4,5; с приводом от двигателя внутреннего сгорания (при дополнительном использовании теплоты уходящих газов от двигателя) — 5Д..7 [22].

Схема установки, где тепловой насос компрессионного типа используют для отопления здания, приведена на рис. 4.12.

В качестве источника энергии для ТНУ наиболее целесообразно использовать отработанную теплоту ТЭС, АЭС, промышленных предприятий. Такие объекты могут обеспечить теплоснабжение тепличных хозяйств площадью в десятки гектаров. Для небольших хозяйств источниками теплоты служит энергия окружающего пространства (вода поверхностных водоемов, подпочвенные воды, почва, воздух и т. п.).

При использовании ТНУ расходы теплоты на обогрев теплиц и парников снижаются до 50 %, кроме того в летнее время ТНУ можно использовать для охлаждения помещений. Возможно также комбинирование тепловых насосов с другими источниками энергии (котельными установками, геотермальными водами, гелиоустановками и др.).

В КПИ разработана схема отопления теплицы с тепловым насосом в сочетании с гелиоустановкой и аккумулятором теплоты. В схеме предусмотрены два теплообменных аппарата, между которыми расположен тепловой насос. В летнее время тепловой насос забирает теплоту из гелиотеплицы. Зимой вода из окружающей среды (реки, озера, артезианской скважины) при помощи ТНУ нагревается до нужного значения температуры в теплообменнике, обеспечивая подогрев теплоносителя, направляемого в теплицу.

В настоящее время в Украине освоен выпуск тепловых насосов тепловой мощностью, кВт: 14, 26, 40, 45, 65 (завод ПО «Ме-литопольхолодмаш»); 100 (Черкасский завод холодильного машиностроения).