משאבות חום לחימום ואספקת מים חמים. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

משאבות חום לחימום ואספקת מים חמים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

משאבת חום היא מכונה המאפשרת העברה מגוף פחות מחומם (סביבה) לחם יותר, עקב הוצאת אנרגיה מכנית. התהליכים המתרחשים במשאבות חום הם הפוך מהתהליכים שמבוצעים על ידי נוזל העבודה במכונת הקירור. המחזור התיאורטי המגביל של משאבת חום הוא מחזור קרנו ההפוך.

משאבות חום הן מקורות אנרגיה מתחדשים לא מסורתיים, ידידותיים לסביבה וחסכוניים ונועדו לייצר אנרגיה תרמית המשמשת לחימום ואספקת מים חמים למתקנים שונים. במהלך פעולתן, משאבות חום משתמשות באנרגיה סולארית שנצברת על ידי כדור הארץ (מי תהום), וכן באנרגיה גיאותרמית. בנוסף, ניתן להשתמש במשאבות חום כדי לנצל את האנרגיה התרמית של שפכים מערים, מתקני תעשייה ומתקני טיפול. יחס המרת אנרגיה גבוה (η>3.0) פותח אפשרויות רחבות לשימוש בהגדרות אלו.

לפי התחזיות של מועצת האנרגיה העולמית (WEC), מהן עולה כי עד שנת 2020, 75 אחוז מאספקת החימום הציבורית במדינות המפותחות יסופקו באמצעות משאבות חום. תחזית זו מוצדקת על ידי הארגון המעשי של אספקת החום במספר מדינות: למשל, אספקת חום ציבורית שאובת חום בשוודיה היא כ-50 אחוזים, ובארה”ב היא קרובה ל-37 אחוזים.

רוסיה פיגרה הרבה מאחור בפיתוח טכנולוגיית משאבות חום, ועכשיו יש צורך לעשות מאמצים גדולים בתחום זה. ייצור חום באמצעות HP רווחי יותר ברוסיה בהשוואה לכל המדינות המפותחות, בעיקר בשל תנאי אקלים קשים.

מבחינה טכנית, משאבת חום ("דוד פריאון") היא מתקן המעביר חום ממקור חום בטמפרטורה נמוכה לצרכן בטמפרטורה גבוהה (מערכת חימום) באמצעות מתווך.

כל יחידת קירור פועלת לפי אותו תהליך. מקור החום יהיה כל חום שמתפזר בטבע או חום טכנוגני.

במקרה הראשון, ככלל, מדובר במי תהום, מעיינות תרמיים או מאגרים שאינם מקפיאים, במקרה השני - חום של מגדל קירור, פליטות אוורור, פליטות תעשייתיות, מתקני טיפול וכו' בטמפרטורה של +5 עד +40°C, שלא ניתן להשתמש בו ישירות לחימום ומים חמים.

היעילות של ה-HP נקבעת על פי טמפרטורת המקור והיא גבוהה משמעותית מכל סוג של דוד, ועוד יותר מזה תנורי חימום חשמליים. בהתאם לטמפרטורה, מקור עם 1 קילוואט חשמל נצרך HP מאפשר לך להנפיק מ-3 עד 7 קילוואט של הספק תרמי למערכת החימום, בעוד שה-2-6 קילוואט החסרים "נלקחים" מהמקור. תקופת ההחזר של HP, בהתאם לטמפרטורת המקור ותצורת ההתקנה, יכולה להיות בין מספר חודשים לשנתיים. HPs אינם מייצרים פליטות לאטמוספירה, ובכך הם מתקנים ידידותיים לסביבה בהשוואה לדוודים.

נכון לעכשיו, הייצור והיישום של HP ברוסיה מרוכזים בעיקר בשתי חברות מניות, שתיהן ממוקמות בנובוסיבירסק. אלו הן CJSC Energia, המייצרת HPs דחיסת אדים בהספק של 10 קילוואט עד 9 MW, הן חשמליות והן מונעות על ידי מנועי בעירה פנימית ומנצלת את חום הפליטה ב-HP, ו-CJSC Teplosib, המפתחת ליתיום ברומיד HPs ספיגה עם יחידת תרמית. קיבולת של 25 קילוואט ומעלה. עד 5-10 מגוואט.

משאבות חום המיוצרות על ידי CJSC "Istochnik", סוג דחיסה, חד-שלבי, אוטומטיות, עם תפוקת חום מתכווננת, נועדו לייצר חום ואנרגיה (איור 8.1).

משאבות חום לחימום ואספקת מים חמים
איור.8.1. דיאגרמת משאבת חום

עיקרון הפעולה מבוסס על טרנספורמציה (העברה) של חום ממקורות חום סביבתיים בטמפרטורה נמוכה לצרכן חום בטמפרטורה גבוהה עקב טרנספורמציות פאזה של חומרים עובדים (פריאונים ידידותיים לאוזון K 22, K 134, K 142.)

פגישה

משתמשים במשאבות חום:

לאספקת חום ומים חמים אוטונומית, כמו גם מיזוג וקירור של מתקנים תעשייתיים ואזרחיים;
לייבוש עצים ודגנים;
לחימום מים בבריכות שחיה וחוות דגים;
לקירור ושמירה על טמפרטורת מים קבועה של מחזורים טכנולוגיים, שיאפשרו החלפת מגדלי קירור מזהמים.

מאפייני

מאפיינים טכניים עיקריים:

תפוקה תרמית: 3 - 10 קילוואט;
צריכת חשמל ממוצעת לשעה: 0,86 - 2 קוט"ש.

ה-HP הוא מתקן חסכוני במיוחד באנרגיה, הוא חוסך 268 ק"ג פחם, 84 ק"ג מזוט, 58 מ"ק. מ' של גז עבור כל Gcal מיוצר של חום.

משאבות חום פועלות באופן אוטומטי לחלוטין. תקופת ההחזר על הוצאות הון בהשוואה לדודי חשמל היא שנה, פחם - שנה, דודי נפט - 1-1 שנים. טבלה 2 מציגה את המאפיינים של משאבות חום.

טבלה 8.1. מחיר ומאפיינים של משאבות חום

(לחץ להגדלה)

צריכת החשמל מהרשת ותפוקת החום ניתנות בטמפרטורות:

מקור חום - +8°C;
אספקת חום - (58-43)°C.

כאשר טמפרטורת מקור החום עולה מעל 80C, מחיר הספק המוצא של קילוואט יורד.

המערכת מאפשרת לייצר חשמל וחום בו זמנית.

חיי שירות של HP לפני שיפוץ:

45000 שעות עבור HP עם מדחס הדדי;
60000 שעות עבור HP עם מדחס בורג.

מחבר: Magomedov A.M.

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

אב טיפוס אנודה לסוללות נתרן-יון 31.12.2013

קבוצת חוקרים מהמכון לכימיה כללית ואי-אורגנית של האקדמיה הרוסית למדעים, יחד עם עמיתים מסינגפור ומישראל, יצרו חומר חדש שניתן להשתמש בו לייצור אנודות לסוללות נתרן-יון. סוללות כאלה בעתיד עשויות להחליף את סוללות הליתיום-יון שהפכו נפוצות כיום.

כימאים ממעבדת טריפילסקה בראשות טטיאנה מצאו דרך ליצור שכבה של אנטימון גופרתי ממה שנקרא מתחמי פרוקסו. מדענים קוראים כך לתרכובות של חומרים שונים עם קבוצת OOH (עובדי מעבדת Trypolskaya התמקדו ביסודות מקבוצת p, בעיקר אנטימון ופח). קבוצה זו היא למעשה מולקולת מי חמצן (H2O2, HOOH) עם אטום מימן אחד מופרד ממנה.

במהלך הניסוי, פתיתי גרפן צופו בשכבה דקה של אנטימון גופרתי. פתיתים אלו שימשו בחומר מרוכב לאלקטרודות סוללות, בעוד שבמקום טכנולוגיית הליתיום-יון הנפוצה כיום, מדענים ערכו ניסוי עם נתרן.

לסוללות נתרן-יון עשוי להיות יתרון אחד משמעותי על פני סוללות ליתיום: יש הרבה מאגרי נתרן בכדור הארץ. לדוגמה, אלמנט זה יוצר מלח שולחן. בתיאוריה, סוללות נתרן יכולות להיות זולות יותר מסוללות ליתיום, אך יוני נתרן אינם מובנים באלקטרודות גרפיט רגילות (או אלקטרודות העשויות מחומרים זמינים אחרים).

בעבודתם הראו החוקרים כי אנטימון גופרתי מתאים ליוני נתרן, ואין צורך לייצר ממנו אלקטרודות שלמות. מדידות בקרה הראו שהאלקטרודות החדשות יכולות לצבור עד 730 מיליאמפר/שעה לגרם. כימאים מעריכים שטכנולוגיית אנטימון גופרתי יכולה לעזור להביא את סוללות הנתרן-יון לרמה הדומה לסוללות ליתיום-יון.

"שיטה זו להשגת חומר מרוכב אינה דורשת ציוד מיוחד והיא פשוטה מאוד במכשור", אמר פטר פריחודצ'נקו, ממחברי העבודה, בראיון לעיתונאים. "זה מאוד זול וקל ליישום, לא דורש הרבה אנרגיה, לא מייצר פסולת רעילה, וניתן להגדיל אותו בקלות לייצור בפועל", אמר.

עוד חדשות מעניינות:

▪ שיטה מוצעת לקירור כדור הארץ

▪ מחשבים ניידים מסדרת החינוך של Dell Latitude 13

▪ מזג אוויר וכאב ראש

▪ נמרים ואינפראסאונד

▪ הבד של העתיד משנה צורה וצבע

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע של אתר Radio Control. בחירת מאמרים

▪ מאמר המלך ליר. ביטוי עממי

▪ מאמר כיצד סיווג ארנסט רתרפורד את המדעים? תשובה מפורטת

▪ מאמר חזיר. עצות לטיול

▪ מאמר חידוד של בקר המהירות עבור מנועים אסינכרוניים תלת פאזיים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר סינתיסייזר תדרים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר