Тепловий енергетичний насос

Тепловий енергетичний насос, що містить два теплообмінні контури, виконаних з можливістю циркуляції в них теплоносія, де в першому циркулює зовнішній гарячий теплоносій, що віддає тепло, а в другому контурі циркулює теплоносій, що приймає тепло, який відрізняється тим, що теплообмінні контури розміщені в корпусі, виконаному із зовнішньою теплоізоляцією, при цьому перший контур включає теплову камеру, утворену стінками корпусу і двома трубними панелями, - верхній та нижній, при цьому патрубок подачі гарячого теплоносія розташований у верхній передній частині корпусу теплової камери, а патрубок відведення U 2 (19) 1 3 є тепловіддаючим вузлом теплового насоса: тут тепло приймається водою в системі опалювального контуру. При цьому газ охолоджується і конденсується, щоб знову піддатися розрядці в розширювальному вентилі і повернутися у випарник. Після цього робочий цикл починається спочатку. Щоб компресор працював (підтримував високий тиск і циркуляцію), його треба підключити до електрики. Але на кожен витрачений кВт/час електроенергії, тепловий насос виробляє 2,5-5 кВт/час теплової енергії. Співвідношення теплової енергії, що виробляється, до електричної енергії, яка була використана називається коефіцієнтом трансформації (або коефіцієнтом перетворення теплоти КПТ) і служить показником ефективності теплового насоса. Ця величина залежить від різниці рівня температур у випарнику і конденсаторі: чим більше різниця, тим ця величина менше. З цієї причини тепловий насос повинен використовувати, по можливості, велику кількість джерела низькопотенційного тепла, не прагнучи добитися його сильного охолоджування. Насправді при цьому зростає ефективність теплового насоса, оскільки при слабкому охолоджуванні джерела тепла не відбувається значного зростання різниці температур. З цієї причини теплові насоси роблять так, щоб маса низькотемпературного джерела тепла була значно більшою, ніж маса рідини, що нагрівається. У цьому полягає одна з найважливіших відзнак теплового насоса від традиційних (паливних) джерел тепла, в якому енергія, що виробляється, залежить виключно від теплотворної здатності палива. З цієї причини тепловий насос в якомусь сенсі "прив'язаний" до джерела низькопотенційного тепла, що має велику масу. Ця проблема може бути вирішена введенням в тепловий насос системи масопереносу, наприклад, системи прокачування води. Так влаштована система центрального опалювання Стокгольма (див. = ttp://taga.com.ua/?qw= body/hp_work.php&vcl=2). Проте, такий тепловий насос громіздкий і складний у виготовленні, а для його роботи необхідне використання електроенергії і наявність холодоагенту в системі. Відома лабораторна установка Бокштейна Б.С: «розглянемо перегородку, яка пропускає пару і не пропускає рідину. Така перегородка може бути зроблена з пористого матеріалу, що не змочується рідиною. Зануримо в рідину трубку, на дні якої знаходиться така перегородка. Тоді рідина, щоб потрапити в трубку, повинна випаровуватися по одну сторону перегородки і конденсуватися по іншу. Тому тепло перенесення дорівнює теплу випару рідини. Якщо температура рідини більше температури пари в трубці, почнеться термодифузійне перенесення рідини крізь перегородку, тобто буде створений своєрідний тепловий насос. Розрахунок показує, що при використанні води при різниці температур в 200 °С процес підйому припиниться, коли висота рідини в трубці складе декілька кілометрів. На таку висоту тепловий насос здатний піднімати рідину.» (див. Бокштейн Б. С. Термодиффузия, Московский институт стали и сплавов, 1999 г., www.pereplet.ru/). Лабораторна установка Бокштейна Б. С., це 61729 4 своєрідний тепловий насос, що здійснює термодифузійне перенесення нагрітої рідини, він по суті є першим в світі тепловим високотемпературним насосом, що використовує для цього первинну зовнішню, з температурою більш 200 °С, теплову енергію, далі гарячий теплоносій. У ньому немає, як в класичному тепловому насосі, зовнішнього контуру циркуляції і відбору низькотемпературного тепла, компресора, конденсатора і випарника, але він забезпечує відбір теплової енергії для термодифузійного нагріву і необ'ємного перенесення рідини, тобто переносить енергію. Тому автор корисної моделі, що заявляється, вибрав цей насос як прототип теплового енергетичного насоса. Тепловий насос Бокштейна Б. С. має два контури: перший, в якому циркулює первинний гарячий теплоносій, що нагріває рідину і що віддає тепло в другий контур, в якому відбувається термодифузійне перенесення нагрітої рідини (наприклад води) в зовнішню систему, яка може бути системою опалювання і /або гарячого водопостачання, де вона циркулює. Але прототип має такі недоліки: ніколи не використовувався для перенесення великих кількостей води або теплоносія. Прототип і корисна модель, що заявляється, мають такі спільні ознаки: 1. наявність зовнішнього джерела високотемпературної теплової енергії; 2. наявність двох контурів, що передають тепло, де в першому контурі циркулює джерело первинної зовнішньої високотемпературної теплової енергії, яка нагріває рідину і яке віддає тепло, що використовується в другому контурі для циркуляції цієї рідини. В основу корисної моделі поставлена задача створення компактного, простого у виготовленні та економічного при використанні теплового енергетичного насоса, для роботи якого необхідні наявність води і первинного теплоносія. Поставлена задача вирішується в тепловому енергетичному насосі, що містить два теплообмінні контури, виконаних з можливістю циркуляції в них теплоносія, де в першому циркулює зовнішній гарячий теплоносій, що віддає тепло, а в другому контурі циркулює теплоносій, що приймає тепло, згідно з корисною моделлю, теплообмінні контури розміщені в корпусі, виконаному із зовнішньою теплоізоляцією, при цьому перший контур включає теплову камеру, утворену стінками корпусу і двома трубними панелями, - верхній та нижній, при цьому патрубок подачі гарячого теплоносія розташований у верхній передній частині корпусу теплової камери, а патрубок відведення холодного теплоносія розташований в її нижній задній частині корпусу, другий контур утворений трубними панелями, виконаними з отворами для введення в них труб шахового пучка, які розміщені в тепловій камері паралельно один одному і вгорі нахилені до патрубка подачі гарячого теплоносія під кутом 45°< 