Введение
Содержание книги по тепловым насосам
«Чтобы иметь возможность «поднять» известное количество тепла с низкого температурного уровня на высокий, необходимо совершить компенсирующий процесс, благодаря которому суммарная энтропия веществ, участвующих во всех процессах оставалась бы, по крайней мере, неизменной». Известная формулировка Второго закона термодинамики не определяет характер компенсирующего процесса и тем самым создает предпосылки широкому выбору типа компенсирующего процесса или, другими словами, созданию различного типа холодильных машин и тепловых насосов с различными рабочими веществами в них.
В термин «создание» автор вкладывает как выбор или эволюцию известного обратного термодинамического цикла, так и создание нового цикла, отображение процессов этого цикла в наборе основных и вспомогательных элементов, т.е. создание схемного решения с последующим выбором рабочего вещества. Три составляющие процесса «создания» могут меняться местами в зависимости от решаемой задачи. Одно остается неизменным - обратное направление термодинамического цикла, по которому будет работать будущая холодильная машина (тепловой насос или теплофикационная машина).
Рис.0.1 демонстрирует все разнообразие классификационных признаков машин, работающих по обратным термодинамическим циклам.
Рис.0.1. Основные классификационные признаки машин, работающих по обратным термодинамическим циклам
Стоимость тепловых насосов
Термодинамические основы всех машин, работающих по обратным термодинамическим циклам, одинаковы, поэтому в книге рассматривается обобщенная теория холодильных машин и тепловых насосов. Изложение обобщенной теории не исключает рассмотрения некоторых особые условий, связанных с различием температурного диапазона работы холодильных машин и тепловых насосов, которые оказывают влияние на схемно-цикловые решения.
Техническая термодинамика – инструмент термодинамического анализа энергопреобразующих систем, в число которых входят все машины, работающие по обратным термодинамическим циклам, переросла в прикладную термодинамику, последняя же за истекшие 40 лет значительно разветвилась, сформировав новые виды
междисциплинарных анализов. Появление нового вида анализа подразумевает создание инструментария для его использования. В настоящей книге впервые для холодильных машин и тепловых насосов применены новые типы анализа в терминах современной прикладной термодинамики, наиболее значимым из которых является термоэкономический (эксергоэкономический) анализ. В книге продемонстрированы возможности и преимущества термоэкономического анализа и оптимизации для задач холодильных машин и тепловых насосов, а также ограничения некоторых других новых видов анализа, в том числе и классического термодинамического, при использовании исключительно Первого закона. Опыт показывает, что появление нового типа оборудования и новых рабочих веществ способствует созданию реальных машин, в то время как анализ термодинамических циклов с целью формирования новых и совершенствования известных циклов является той фундаментальной основой, на которой создается новая техника. Таким образом, идея написания книги, которая коренным образом отличалась бы от имеющих место одноименных изданий, как раз подразумевала акцент на термодинамический анализ циклов и схем всех известных на сегодня типов холодильных машин, тепловых насосов и теплофикационных машин. Особый смысл автор придает вопросам «авторского права» в истории создания холодильных машин и тепловых насосов. В книге впервые широко приведены имена исследователей, их вклад в развитие теории и практики холодильных машин и тепловых насосов, указаны даты соответствующих открытий, создания циклов и действительных машин, публикаций результатов исследований. Это дает возможность проследить за тем, как внешние условия жизни общества (политика, экономика и т.д.) влияли на развитие холодильной техники, формировали направления научной мысли и ее практическую реализацию.
