Тепловые насосы

ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ

Стремление уменьшить затраты первичной энергии (потребление топлива) без снижения или даже с увеличением от­дачи энергии конечному потребителю за счет более рационального способа ее преобразования — главная тенденция современной тех­ники. Это относится и к системам теплоснабжения зданий и про­мышленных объектов.

Отдавая в конечном виде энергию в форме низкотемпературной теплоты (вода ниже 100 или воздух ниже 50° С), эти системы по­требляют для нагрева высококачественное топливо в котельных с нагревом продуктов сгорания до 1500° С, либо, что еще более рас­точительно, электроэнергию.

Масштабы затрат топлива на теплоснабжение весьма велики — более половины всего котельно-печного топлива. Термодинамичес­ки рационально расходуется только та его часть, которая сжигается на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) — здесь в максимальной степени используется высокотемпературное тепло продуктов сгорания для выработки электроэнергии, а для теплоснабжения — теплоноситель той температуры, которая близка к необходимой для отопления.

Однако во многих случаях использование ТЭЦ может быть не­рациональным. Там, где потребители теплоты рассредоточены, где не позволяют природные условия, основным источником теплоты остаются различные котельные и печи — от индивидуальных внут - ридомовых печей до крупных районных котельных, а также различ­ные электронагревательные приборы. Тепловой насос призван в максимальной степени заменить отопительные огневые и электро­нагревательные установки.

Развитие теплонасосных установок происходит в настоящее время стремительно. На наших глазах из существующей в течение 100 лет загадки термодинамики они становятся распространенным средством теплоснабжения. Если в настоящее время отопительных теплонасосных установок для зданий миллионы и промышлен­ных — тысячи, то в ближайшие одно-два десятилетия их количест­во вырастет еще в 10 раз, а общая мощность, по прогнозу техниче­ского комитета МИРЭК. по тепловым насосам, составит к 2000 г. от 50 до 150 млн. кВт.

Предлагаемая книга показывает, что тепловой насос находится в центре внимания зарубежных исследователей и промышленных фирм. Это важная область деятельности для машиностроителей и энергетиков, действительно позволяющая обеспечивать теплоснабжение с минимальными затратами первичной энергии и вытесне­нием органического топлива.

Относительно перспектив применения теплонасосных установок в СССР можно отметить следующее. Исторически сложилось так, что в СССР получил широчайшее применение только один из спосо­бов энергетически эффективного теплоснабжения — комбинирован­ная выработка теплоты и электроэнергии на ТЭЦ (теплофикация). Масштабы теплофикации в СССР выше, чем во всех зарубежных странах, вместе взятых.

Теплонасосные установки с электроприводом можно рассматри­вать в термодинамическом смысле как разновидность теплофика­ции, т. е. выдачу полезной теплоты не за счет недоотпуска электро­энергии, а за счет ее потребления. В СССР они еще мало распро­странены. Однако имеется много возможностей их эффективного применения, в основном для частичной замены котельных на орга­ническом топливе, а также с использованием сбросного, геотер­мального или солнечного тепла.

Особо следует отметить тепловые насосы, потребляющие не электроэнергию, а газ (абсорбционные и компрессионные с газомо­торным приводом). Они подробно описаны в предлагаемой книге.

Авторы снабдили книгу обширной библиографией, и в этом так­же ее несомненное достоинство. Вызывает сожаление лишь отсут­ствие отечественных работ по тепловым насосам. Хотя практиче­ское развитие тепловых насосов в СССР еще уступает зарубежно­му, многие основополагающие работы были сделаны и опублико­ваны именно в нашей стране [1—10].

Среди них следует отметить работы известного физика В. А. Михельсона, который в 1920 г. разработал подробный проект парокомпрессионной теплонасосной установки с аккумулированием солнечного тепла в грунте [1].

Заслуживает особого упоминания работа В. А. Зысина, где предложена схема теплового насоса с газомоторным приводом.

В [7] были впервые проведены подробные расчеты теплонасос­ных установок для централизованного теплоснабжения с пиковым догревом подаваемой воды в обычных котельных и показаны воз­можные объемы вытеснения органического топлива в годовом разрезе.

Широко применяемые в настоящее время промышленные теп­ловые насосы открытого цикла для получения острого пара с по­мощью сжатия в компрессоре сбросного пара низкого давления (их в мировой технике уже более 700) рассматривались в [8].

Концепция крупных теплонасосных станций и маневренных теп­лонасосных ТЭЦ сформулирована в [11]. Длительно и успешно работающие советские теплонасосные установки, как на морской воде в системе теплохладоснабжения здания, так и промышленная для процесса сушки, описаны в [12].

Вопросы экономики, весьма важные для принятия решений о применении тепловых насосов, но недостаточно освещенные в пред­лагаемой книге, более подробно рассмотрены в книге «Парокомп - рессиомные теплопасосные установки» ё. И. Янтовского и Ю. В. Пустовалова (М., Энергоиздат, 1982).

Предлагаемая вниманию читателей книга дает представление об истории разработки, физических принципах и основных схемах применения тепловых насосов, а также об уровне развития этой техники за рубежом.

Основное достоинство книги — описание реализованных схем теплонасосных установок.

Несомненно, что знакомство советского читателя с данной кни­гой будет полезным и даст новый импульс широкому применению тепловых насосов в СССР.

Е. И. Янтовский