Тепловой насос
Тепловой насос (ТН) - это комплекс взаимосвязанных элементов, в которых рабочее вещество осуществляет обратный термодинамический цикл. Такой способ переноса тепла получил название динамического отопления. Тепловой насос является полным аналогом холодильной машины по процессам и по принципу действия. Серийно выпускаемая холодильная машина может работать в режиме «тепловой насос» без какой-либо конструкторской доработки.
Полезным эффектом теплового насоса является произведенное тепло QK (рис.3.2), побочным эффектом (неизбежным сбросом) - произведенный холод Qo.
Эффективность теплового насоса характеризуется коэффициентом преобразования СОРТн или коэффициентом преобразования теплового насоса*.
По температурному уровню производства полезного эффекта тепловые насосы бывают:
• низкотемпературные при Тср < Тгор < Тгор~20 ... 50°С;
• среднетемпературные при Тср < Тгор < Тгор~50 ... 80°С;
• высокотемпературные при Тгор~ 80°С < Тгор < Тгор=
Хотя тепловые насосы, производящие тепло при Тгор>200°С в литературе не описаны. Основной причиной выступает энергетическая неэффективность использования тепловых насосов при столько высоких температурах.
Максимальное значение СОР^ может быть получено только при осуществлении цикла Карно
Т
|
\пгах |
|
Сор; |
|
(3.6) |
|
ТН |
Гор
Гор ср
|
W |
Для действительного теплового насоса величина СОРтн определяется:
По Первому закону термодинамики
|
|
(3.7)
В общем случае 1<С0РТн<00\
По Второму закону термодинамики
(3.8)
В общем случае 0<єТн<1-
С точки зрения термоэкономики стоимость продукта теплового насоса - это стоимость произведенного тепла ( CQk ),
Стоимость топлива - это стоимость компенсирующего процесса. Ур.(3.5) для анализа теплового насоса сохраняет свою актуальность, однако поскольку Q0 является неизбежным тепловым эффектом, производимым тепловым насосом при температуре окружающей среды, то эксергия этого тепла равна нулю, следовательно, CQ -0.
