Тепловые насосы

ПЕРВЫЕ ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ В АНГЛИИ

Первый английский тепловой насос для крупного здания объе­мом 14 200 м3 был установлен в Норвиче [7], его схема показана на рис. 1.2.

Источник тепла — речная вода. Температура подаваемой воды 50° С. Хладоагентом была двуокись серы, коэффициент преобразо­вания (КОП) (см. определение в гл. 2) около 3. Использовали бывший в употреблении компрессор выпуска 1926 г. с ременной передачей от электромотора постоянного тока. В зависимости от наружных и внутренних условий потреблялась мощность 40— 80 кВт.

ПЕРВЫЕ ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ В АНГЛИИ

Рис. 1.2. Схема теплового насоса Самнера для норвнчской электрослужбы.

1 — река; 2 — водяной насос; 3— речная вода 4,5 °С; 4 — нагретая вода 50 °С; 5 — обратная вода 44,5 °С; 6 — сбросная вода 3,3 °С; А — испаритель; В — конденсатор; С — компрессор; D — дроссель.

В исторических обзорах чаще упоминается другая теплонасос - ная установка в Англии на набережной Темзы в Лондоне, в кон­цертном зале «Ройял фестивал холл» [8]. Эта установка также была экспериментальной, предназначенной для отопления зимой и охлаждения летом, ее тепловая мощность 2,7 МВт. Фактическая пиковая тепловая нагрузка для здания была преувеличена. Источ­ник тепла—вода в Темзе, температура подаваемой воды 71° С. В режиме охлаждения подавалась вода с температурой 4° С. При­водной двигатель «Rolls-Royce Merlin» переведенный на городской газ, мощностью 522 кВт. Центробежный компрессор был создан из турбонагнетателя воздуха в двигатель.

Тепло от конденсатора теплового насоса дополнялось поступле­нием тепла от системы охлаждения газового двигателя. В качестве хладоагента применен R12, достигнут коэффициент преобразова­ния 5,1 и коэффициент первичной энергии (КПЭ) (см. гл. 2) уста­новки приближался к 1,5. Установка оказалась неэкономичной, частично из-за повышенных эксплуатационных расходов, но в ос­новном из-за излишеств при проектировании. Капиталовложения составили 103 200 ф. ст. (в ценах 1953 г.), тогда как при правиль-

Таблица 1.2. Характеристики первых тепловых насосов в Англии

Местонахождение

Год

Источник тепла

Приемник тепла

Мощность, (эл.), кВт

Мощность тепловая. кВт

Капитальные, ф. ст.

Затраты

Текущие

Средний КОП

Норвич, оффис

1945

Вода

Вода

40—80

120—140

10,2 пенса/кВт-ч

3

Ройял фестивал холл

1949

Вода

Вода

522 (газ)

2700

103 200 (1953 г.)

42 пенса/ГДж

КПЭ= 1,5

Дом в Норвиче

1950

Вода

Бетонный пол

1,4

3,74

Такие же, как для обычного отоп­ления твердым топливом

2,8

1951

Вода

Вода

3

7—15

2,2—5

1952

Грунт

Вода

7,5

25

2252 (1952 г.)

89 ф. ст./год (1955 г.)

3

Охладитель — нагреватель, Ферранти

1954

Воздух

Вода

0,4

0,7—1,3

141

3

Солнечный дом (Денко Миллер)

1956

Воздух

Воздух

6—12

325 (1956 г.)

29 ф. ст./год (1956 г.)

Брентфорд элект­рик

1957

Воздух

Вода

9 кВт-ч/сут

40 пенсов/нед (1957 г.)

Наффилд колледж

1961

Сточные воды

Вода

31 (дизель)

150

9310 (1962 г.)

896 ф. ст./год (1962 г.)

3,98

Ном выборе нагрузок они составили бы 52 500. Характеристики этой и других английских установок приведены в табл. 1.2.

Один из первых успешно работавших домашних тепловых насо­сов установил в своем доме Самнер [10] — конструктор описанной выше установки в Норвиче. Одноэтажный дом имел хорошую теп­лоизоляцию и полностью отапливался тепловым насосом. Сначала, в первые годы эксплуатации, источником тепла был воздух, а за-

ПЕРВЫЕ ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ В АНГЛИИ

Рис. 1.3. Общая схема установки Наффилд колледжа в Оксфорде.

1 — подаваемая и обратная вода; 2 — радиаторы нормальной температуры; 3 — радиаторы пониженной температуры; 4 — встроенные панели; 5 —горячее водоснабжение; 6 —насос; 7 — байпасный клапан; 8 — теплообменник; 9 — конденсатор; 10 — трубопровод нагретого газа; 11 — главный циркуляционный насос; 12 — котел, использующий тепло двигателя; 13 — переохладнтель; 14 — дизельный двигатель; 15 — линия всасывания; 16 — компрессор; 17 — насос охлаждающей двигатель воды; 18 — насос испарителя; 19 — перегреватель; 20 — дрос­сельный клапа»; 21 — испаритель; 22 — иоаксиалыгый теплообменник; 23 — сброс; 24 — кана­лизация; 25 — байпас; 26 — напорный трубопровод; 27 — отстойник; 28 — насос сточной воды.

Тем — подземный теплообменник, использовавший тепло грунта на глубине около 1 м. В комнаты тепло поступало по медным труб­кам, вмонтированным в бетонный пол. Коэффициент преобразова­ния составляет 2,8, и установка нормально работает в настоящее время.

В 50-е годы было выпущено много мелких тепловых насосов домашнего применения (см. установку Лукаса в гл. 5). Наиболее подробно описан холодильник-нагреватель Ферранти [11], осущест­вляющий одновременно охлаждение пищевой кладовой и подачу отведенного тепла при повышенной температуре для нагрева во­ды. Аккумулятором тепла служил бак па 136 л, нагреваемый зимой мощностью 0,7 кВт и летом в жаркие месяцы мощностью 1,3 кВт,

Мощность компрессора 400 Вт, температура кладовки снижается в среднем на 11° С. Интересно, что установка стоила 141 ф. ст., но она была в то время отнесена к предметам роскоши и на нее про­изведена наценка на 60%, что отпугнуло возможных покупателей. Однако те установки, что были проданы, работали хорошо.

Тепловой насос в Наффилд колледже (Оксфорд), который еще существует, хотя и не работает, был запроектирован в 1954 г. [121. Источник тепла — сточные воды с температурой 15—24° С. Привод компрессора от дизеля мощностью 31 кВт, общий КОП составляет около 4. Схема приведена на рис. 1.3. Стоимость тепла, даваемого этим тепловым насосом, была сопоставлена со стоимостью тепла от котельной и теплового насоса с электроприводом: 2,4, 3,15 и 3,8 пенса за 1 МДж соответственно (все в ценах 1936 г.). Стои­мость нефти тогда была 3,7 пенса за литр, электричества 1,375 пенс/(кВт • ч). Стоимость установки 9310 ф. ст., или 73 ф. ст./кВт тепловой мощности. Как показано на рис. 1.3, тепло охлаждения двигателя используется для дополнительного нагре­ва воды, которая обогревает колледж. Тепловая мощность уста­новки 150, а полная расчетная тепловая нагрузка 450 кВт.

1.2.2. РАЗВИТИЕ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ В США

Ранние проекты, выполненные в США, уже упоминались. В конце 40-х годов было установлено, что коммерческий успех будет выше, если выпускать «агрегированные» установки, полностью

Собранные на заводе-изготовите­ле и встроенные в дома. В 1952 г. такие тепловые насосы поступи­ли на рынок в большом количест­ве [4]. В первый год было выпу­щено 1000 агрегатов, в 1954 г. вдвое больше и в 1957 г. — в 10 раз больше. В 1963 г. было выпу­щено уже 76 000 агрегатов, при­чем большинство из них установ­лено в южных штатах, где тре­буется летнее охлаждение и отопление зимой. Такие тепловые насосы успешпо конкурируют с обычными котлами, дающими только тепло.

Проблемы возникли, когда эти установки начали применять в холодных северных штатах и вы­явился их недостаточный ресурс. За агрегированными тепловыми насосами установилась репутация ненадежных устройств. Это привело к прекращению роста выпус­ка в начале 60-х годов вплоть до 1971 г., когда снова начался их рост. За период застоя производства были. разработаны новые, более надежные агрегаты н, что более важно, изготовители помогли инженерам, устанавливающим и наблюдающим за агре­гатами, лучше ознакомиться с ними. Было проведено несколько исследований надежности (см. гл. 4), а в 1974 г. Институт охлаж­дения и кондиционирования воздуха выдвинул программу аттеста­ции и классификации тепловых насосов по их назначению. Эта работа продолжается в настоящее время.

В 60-е годы стоимость электроэнергии в США сильно снизи­лась, что дало преимущества прямому электроотоплению в ущерб тепловым насосам, спрос па которые упал и в связи с ненадеж­ностью.

Но в 1973 г. энергетический кризис положил начало новому периоду быстрого роста интереса к тепловым насосам. В 1976 г. было продано 300 тыс. агрегатов, а их полное число в США пре­вышает 2 млн.

Тепловые насосы

Какие отопительные системы снизят счета за отопление?

Чтобы в процессе эксплуатации здания, нести как можно меньше затрат энергии, стоит во время строительства дома планировать монтаж современных отопительных систем. Современная отопительная система не должна негативно воздействовать на среду, …

Геотремальное отопление загородного дома

Тепловой насос получает тепло от земли и подает его в дом. Таким образом, это один из самых дешевых способов отопления загородного дома.

Как работает кондиционер и какие режимы поддерживает

Несмотря на многообразие модельного ряда, и богатые функциональные возможности, главной задачей кондиционеров является все же охлаждение воздушных масс в помещении

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.