Принцип работы теплового насоса

Принцип работы теплового насоса [c.173]

Машины, в которых осуществляется обратный круговой процесс, могут служить не только для искусственного охлаждения, но и для отопления. Машина, обеспечивающая отопление с помощью обратного кругового процесса, называется тепловым насосом. Принципиальная схема работы теплового насоса показана на рис. 1,6. Рабочее тело воспринимает тепло от окружающей среды (речная вода, отработанная производственная вода, отработанные газы и т. п.) и, совершая круговой процесс, передает тепло нагреваемому горячему телу с те.мпературой Гтр. Нагреваемым телом может быть, например, вода, которая затем используется для отопления зданий. Для такого переноса тепла, как л в холодильных машинах, согласно второму закону термодинамики затрачивается механическая или тепловая энергия. Таким образом, принцип работы холодильной машины и теплового насоса [c.11]

Энергетические затраты на греющий пар и охлаждающую воду) могут быть уменьшены за счет 1) хорошей термоизоляции ректификационных колонн 2) работы при оптимальном (соответствующем минимуму суммарных затрат) флегмовом числе 3) использования вторичных тепловых потоков (теплоты, уходящей из колонны с потоками дистиллята, кубового остатка, конденсата и т. п.) на производственные нужды 4) использования острого пара (в тех случаях, когда это допустимо) на нагрев куба и т. п. 5) применения принципа термокомпрессии (теплового насоса)—см. рис. 11.19 6) использования двух (или более) колонн при различных давлениях, например, для ректификации азеотропных смесей. [c.363]

Большие возможности для экономии топлива создаются при использовании тепловых насосов с автономными тепловыми двигателями. Принцип работы таких насосов понятен из схемы, показанной на рис. I—12. Такая схема была применена в установке теплоснабжения одной из бань г. Ленинграда [21]. Эта установка теплопроизводительностью около 200 кВт служила для получения горячей воды при температуре 65°С. В качестве оборудования были применены газовые двигатели типа УГА 26/28, компрессоры типа 2АВ с комплектующей аппаратурой. В установке полезно использовали теплоту сбросных вод, водяных рубашек двигателей, выхлопных газов. Источником теплоты низкого потенциала служила промывочная (отбросная) вода после ее использования в теплообменнике для подогрева входящей водопроводной воды. Кроме теплового насоса, использовали обычные газовые котлы, дополнительно подогревающие воду до эксплуатационной температуры (80—85°С). [c.24]

Можно также заставить протекать рассматриваемый процесс в обратном направлении таким образом, что из более холодного резервуара будет взято количество теплоты Qa, затем над рабочим телом произведена работа W и наконец рабочее тело передаст более горячему резервуару количество теплоты Qj. Такое устройство называется холодильной машиной, если поставлена техническая задача охладить более холодный резервуар. Если происходит дальнейшее нагревание горячего резервуара, то такую машину называют тепловым насосом. Таким образом, в основу работы обеих машин заложен один и тот же принцип, они различаются только с технической точки зрения. [c.29]

Тепловые насосы основаны на том же принципе. Практически внутреннее помещение дома должно было бы представлять собой более горячий резервуар, свежий воздух более холодный, а работа должна была бы производиться за счет электроэнергии. Коэффициент полезного действия в этом случае равен [c.30]

Принцип работы термоэлектрического теплового насоса [c.23]

Термопара, фигурировавшая в знаменитых опытах Пельтье, не имеет для энергетических применений практического значения - необходимо развернуть рабочую поверхность (см. рис. 1). Однако такая система будет работать лишь в первый момент. Теплота Джоуля равномерно вьщеляется и прогревает всю систему. Поэтому необходимо стабилизировать поверхность теплого контакта при температуре окружающей среды. Таким образом, понятие термоэлемента неотделимо от понятия радиатора. Необходим сброс теплоты. Причем сбрасывается как теплота Джоуля, так и теплота, которую выделяет охлаждаемое тело. Таков принцип работы охлаждающе-нагре-вающего термоэлемента - термоэлектрического теплового насоса, перемещающего теплоту от среды с более низкой температурой к [c.23]

При переработке небольших количеств растворов применяют так называемые однокорпусные выпарные аппараты. Получаемый в них вторичный пар для процесса выпаривания не используется. Для повышения экономичности процесса выпаривания стремятся н полезному использованию вторичного пара. С наибольшей эффективностью это достигается в многокорпусных выпарных установках (рис. IV. 31), которые состоят из нескольких выпарных аппаратов (корпусов), работающих при постепенно понижающихся давлениях от первого корпуса к последнему. Первичным паром обогревается только первый корпус. Греющим паром в каждом последующем корпусе является вторичный пар предыдущего корпуса. В некоторых случаях часть вторичного пара отбирается для использования другими потребителями. Такой пар, отбираемый на сторону, называют экстра-паром. Первые корпуса многокорпусной выпарной установки работают обычно при атмосферном и повышенном давлении, а последующие — под вакуумом. Вследствие низкого давления в последнем корпусе получающийся в нем вторичный пар не может быть использован как теплоноситель и конденсируется в конденсаторе смешения (барометрическом). Еще один путь повышения экономичности процесса выпаривания заключается в повышении давления вторичного пара путем сжатия и использовании его в качестве первичного пара (рис. IV. 32). Выпарной аппарат, работающий по такому принципу, называется выпарным аппаратом с тепловым насосом. [c.368]

Отличительной особенностью машин, работающих по принципу теплового насоса, является то, что расширяющийся в них газ не совершает внешней работы. Поэтому циклы с тепловым насосом менее эффективны, чем циклы с детандером. Преимуществом машин, работающих по принципу теплового насоса, является простота устройства. Эти машины могут быть выполнены многоступенчатыми, что позволяет получать температуры до 10— 16 К [c.676]

Английской фирмой СЛВ разработан [32] процесс получения тяжелой воды, в котором изотопный обмен водород — аммиак сочетается с последующей ректификацией жидкого аммиака. В первой колонне, работающей при давлении 250 ат и температуре— 40° С, протекает изотопный обмен между водородом (сырье) и аммиаком, причем концентрация дейтерия в аммиаке увеличивается в пять раз по сравнению с начальной. Из водорода извлекается 70% дейтерия. Обогащенный дейтерием аммиак поступает в систему двух колонн, работающих по принципу двухтемпературного процесса. Холодная колонна работает при — 40° С, горячая при +100° С. В обеих колоннах давление составляет 250 ат. Здесь концентрация дейтерия в аммиаке увеличивается еще в пять раз. Газовой циркулирующей средой является водород. Процесс изотопного обмена водород — аммиак протекает лишь в присутствии катализатора — амида калия, находящегося в жидком аммиаке в виде взвеси. Аммиак, обогащенный дейтерием примерно в 20—24 раза по сравнению с исходным, поступает на каскад ректификационных колонн. Отвал этого каскада — обедненный аммиак — вновь направляется на орошение первой колонны. Для увеличения экономичности процесса ректификации используется принцип теплового насоса выходящий с верха колонны аммиак сжимается компрессором и подается в змеевик куба колонны как греющая среда. [c.18]

Промежуточные холодильники устраивают для повышения экономичности теплового процесса (понижается конечная температура процесса сжатия), а также для подачи холодного воздуха. Одноступенчатый компрессор двойного действия по принципу работы напоминает поршневой насос двойного действия. В цилиндре по одну сторону поршня происходит всасывание, а по другую — нагнетание воздуха. В таких компрессорах промежуточного холодильника нет, а. охлаждение происходит, как у компрессора, показанного на рисунке 219. [c.264]

Принцип теплового насоса вытекает из работ Карно и описания цикла Карно, опубликованного в его диссертации в 1824 г. Практическую теплонасосную систему предложил Вильям Томсон (впоследствии— лорд Кельвин) в 1852 г. Она была названа умножителем тепла и показывала, как можно холодильную машину эффективно использовать для целей отопления. В обосновании сво- [c.9]

Таким образом, принцип работы холодильной машины и теплового насоса одинаков, отличие состоит только в интервалах температур. Холодильные машины работают в интервале от темпера- [c.9]

Таким образом, принцип работы холодильной машины и теплового насоса одинаков, отличие состоит только в положении интервала температур. Холодильные машины работают в интервале от температуры окружающей среды и ниже (до абсолютного нуля), тепловые насосы — от температуры окружающей среды и выше (до 70...80°С). В отдельных случаях холодильные машины можно использовать также для одновременного получения холода и тепла. Тогда они будут работать в интервале от температуры ниже окружающей среды до температуры выше этой среды. [c.8]

Из принципа теплового насоса, рассмотренного в гл. X, посвященной охлаждению, ясно, что количество работы зависит от разности температур, так как этим определяется количество потребного тепла. Например, в случае разделения растворов этиловый спирт — вода минимальная возможная разность составляет примерно 5°С но приходится ее увеличивать еще на 5—10° для поддержания нужной скорости передачи тепла в куб. Как показывает следующий притер, это не очень благоприятный случай для применения данного принципа. [c.729]

Принцип работы компрессионных тепловых насосов основан на последовательном осуществлении процессов расширения и сжатия рабочего вещества. Тепловые насосы этого вида подразделяют на воздушно-компрессионные и паро-компрес-сионные. [c.230]

Принцип работы сорбционных тепловых насосов основан на последовательном осуществлении термохимических процессов поглощения (сорбции) рабочего агента соответствующим сорбентом (отдача тепла), а затем выделения (десорбции) рабочего агента из сорбента (поглощение тепла). Сорбционные установки делят на абсорбционные (объемное поглощение) и адсорбционные (поверхностное поглощение). [c.231]

На рис. IV. 16 приводятся три принципиально различные схемы концентрирования пропилена, извлекаемого из газа пиролиза [140], В основу первой и второй схем положен принцип теплового насоса, работающего соответственно на пропилене и пропане. В третьей схеме, где в качестве хладоагента используется вода, предусматривается работа под более высоким давлением, чем в первых двух случаях. [c.120]

Рассмотрены конструкции и рабочие схемы агрегатов. В спра-вочк 1к Бклуочены данные о с.хемах автоматизации агрегатов. Приведены важнейшие технические характеристики. Рассмотрены режимы работы и принципы унификации холодильных машин. Описаны рабочие схемы тепловых насосов. [c.151]

По принципу работы они аналогичны холодильной машине. Однако холодильная машина предназначена для отвода тепла от источника с низкой температурой, а тепловой насос для получения его более высокой температуры по сравнению с окружающей средой. [c.428]

По аналогичному принципу работает установка для фабрики искусственного волокна [34]. Автономным двигателем в данном случае является паровая теплофикационная турбина, отработавший пар которой используется для отопления, а работа целиком расходуется на привод теплового насоса (рис. I —13). [c.24]

Следует отметить, что трансформатор тепла (компрессор или термохимический генератор) является необходимым элементом каждой холодильной установки или теплового насоса. Его назначением, как известно, является повышение потенциала (давления и температуры) холодильного агента. Между трансформаторами тепла, применяющимися в холодильных установках и тепловых насосах, а также используемых для повышения давления отработавшего пара, нет разницы в принципах работы, но есть сущест- [c.267]

Тепловые насосы — устройства, в которых тепловая энергия от источника низкого потенциала переносятся к источнику более высокого потенциала, т. е. имеет место трансформация тепловой энергии. Принцип работы их основан на термокомпресоии или термохимическом и термоэлектрическом преобразованиях с применением полупроводниковых материалов и др. Применяя тепловой насос, можно из теплой воды, циркулирующей в оборотных системах водоснабжения и поступающей на градирни с температурой 35—45° С, получить горячую воду с температурой 70—9(Г С. [c.87]

Чаще всего разделение ведут при 30—40 кгс/см (3—4 МПа), что для отделения метано-водородной фракции требует температуры —100 °С. Она создается этиленовым холодильным циклом, который может работать лишь при наличии пропиленового (реже аммиачного) холодильного цикла. Пропилен при сжатии и охлаждении водой способен конденсироваться, и при дросселировании до разных давлений может создать температуру от О до —40°С. При такой температуре конденсируют компримированный этилен, за счет чего при дросселировании до разных давлений создается температура от —60 до —100 °С. Ввиду высокой стоимости создания такого холода на современных установках применяют разнообразные. меры по его экономии. Прежде всего, утилизируют холод и давление получаемых фракций за счет их дросселирования, де-тандирования, использования принципа теплового насоса и т. д. Широко применяют также ступенчатое охлаждение агентами с разным градиентом температур, в том числе и для создания флегмы в так называемых разрезных ректификационных колоннах, разделенных на две или более части со своими дефлегматорами, из которых только верхний работает при наиболее низкой температуре. Применяют раздельный ввод газа и конденсата по высоте колонн в места, соответствующие их составу, и т. д. Все это позволило снизить затраты энергии на разделение газа и вместе с усовершенствованиями в стадии пиролиза и укрупнением установок существенно удешевить получаемые фракции олефинов. [c.59]

Для получения сжиженных газов (гелия, водорода и др.) применяются также холодильные машины, работающие по принципу низкотемпературного теплового насоса. В машине этого типа (рис. ХУП-21) в цилиндре / перемещается поршень-вытеснитель 2, длина которого составляет длины цилиндра. Противоположные концы цилиндра (полости Л и В) соединены через регенератор 3. Давление в обоих полостях цилиндра практически всегда одинаково, поэтому перемещение поршня-вытеснителя в цилиндре не связано с совершением работы естественно, что при этом и сам газ работы не совершает. Рабочий цикл состоит из следующих процессовг [c.718]

Вопросы экономии энергии и повышения эксергетического к. л. д. становятся все более важными для развития технологии и 1ешаются в разных направлениях. Так, тепло горячих или холодных потоков используют для нагревания или охлаждения тепло экзотермических реакций или нагретых газов используют для выработки пара давление, получаемое при сжатии, направ-ляьзт на совершение полезной работы или на частичное разделение веществ используют принцип теплового насоса и т. д. Новым является комплексный подход к решению проблемы, когда стремятся превратить химическое производство в единую энерготехнологическую систему и максимально использовать вторичные энергетические ресурсы производства. Несмотря на рост капиталовложений, все шире применяют ступенчатое нагревание или охлаждение подходящими теплоносителями, последовательное продуцирование пара высокого, среднего и низкого давления, а также использование этого пара не только для нагревания, но и как рабочего тела для привода турбокомпрессоров или паровых насосов. На очереди стоит утилизация тепла более низких параметров для получения горячей воды, для отопле-нт помещений и т. д. [c.20]

Тепловые насосы представляют собой устройства, в которых тепловая энергия переносится от источника низкого потенциала к источнику более высокого потенциала, т. е. имеет место трансформация тепловой энергии [20, с. 7]. Они основаны на различных принципах работы те )мокомпрессии, термохимическом преобразовании, термоэлектрическом преобразовании с применением [c.179]

Следует указать, что к. п. д. может быть не только меньше, но и больше единицы (т. е. больше 100%). Это объясняется тем,, что знак перед АЯ для экзотермических (выделяющих энергию) реакций, согласно определению, отрицателен, а изменение энтропии в результате реакцип может быть как больше, так и меньше нуля, так как энтропия, как известно, является мерой неупорядоченности состояния молекул вещества. Рассмотрим, например, с этой точки зрения обычную реакцию сгорания угля С -Ь Ог = СОг. В уравнении реакции как в левой, так и в правой части имеется по 1 моль газа (газовая фаза отвечает максимально неупорядоченному состоянию материи). Так как количество молей газа в ходе реакции не изменяется, то изменение энтропии А5 в результате реакции равно нулю. Поэтому к. п. д. должен быть равен единице, что подтверждается табл. 1.1. Напротив, при неполном сгорании угля, согласно уравнению 2С Ог = 2С0, при котором вместо 1 моль газа образуется 2 моль, энтропия возрастает (А5 > 0) и соответственно к. п. д. будет больше 1. Согласно табл. 1.1, при температуре реакции 1200° К к. п. д. даже достигает 200%. При этом элемент работал бы по принципу теплового насоса, преобразуя в электроэнергию тепло, поступающее из окружающей среды. Таким образом, осуществив эту реакцию хотя бы на 50%, можно было бы получить электроэнергию, соответствующую 100%-ному сгоранию угля до СО. При последующем сжигании ядовитого и взрывоопасного [c.20]

Американские и немецкие специалисты обычно используют в схеме ректификации этан-этиленовой смеси принцип теплового насоса с этиленом в качестве рабочего тела. Если установка разделения пйрогаза работает по низкотемпературной схеме, этиленовый компрессор обычно является одновременно и холодильным компрессором в каскадном холодильном цикле. Ректификацию этан-этиленовой смеси по таким схемам обычно ве- [c.338]

Процесс ректификации фракции Сз может быть осуществлен при нормальной температуре, поэтому в качестве хладоагента в дефлегматоре колонны можно использовать воду. (Водяное охлаждение, и применение пара для обогрева кипятильника приводят к простейшей схеме, преимуществом которой является малая стоимость оборудования. Однако из-за нерационального использования в кипятильнике колонны сравнительно высокопотенциального (высокоэнтальпийного) тепла водяного пара эксплуатационные затраты для данной схемы высоки. Значительно меньше энергии расходуется при работе по схеме, использующей принцип теплового насоса с пропиленом в качестве рабочего тела (рис. 106). [c.343]

Конечными продуктами противоточного испарения являются жидкий этан, поступающий на испарение под давлением 6 ат в верхнюю секцию колонны, и пар, состав которого близок к составу исходнох смеси. Пар, выходящий из межтрубного пространства колонны, сжимается циркуляционным компрессором с 9 до 15 ат и подается в трубное пространство вместе сиходным газом. Уменьшение работы разделения газовой смеси в конденсационно-испарительной колонне происходит в результате того, что требуел1ып для осуществления принципа теплового насоса перепад давления в циркуляционном или сырьевом компрессоре в конденсационно-испарительной схеме будет меньше, чем в ректификационной схеме. [c.52]

В термотрансформаторах механического типа изложенные соображения находят прямое выражение в принципе действия. Превратимая часть тепла первичного потенциала Т в тепловом двигателе действительно превращается в работу. Эта работа прямо затрачивается на привод теплового насоса, полезным продуктом которого является тепло вторичного потенциала Т . Если в обеих машинах реализовать обратимые циклы Карно, то [c.5]

Цикл Карно можно провести в обратном порядке по пути АВСВА-В этом случае в результате цикла над газом будет произведена работа за счет внешнего источника, причем теплота поглощается при более низкой температуре и выделяется при более высокой. Машина, работающая по обратному циклу, называется тепловым насосом этот принцип используется в холодильниках. [c.103]

В процессах охлаждения абсорбционный цикл уже нашел применение в различных схемах и конструкциях, но в качестве теплового насоса он еще требует проверки эффективности. При объяснении цикла неизменно приходится его упрощать. Основные принципы абсорбционного цикла описываются на основе лучшего из известных — холодильного цикла Платен — Мунтерс или Электролюкс . На рис. 2.12 принципиальная схема абсорбционного цикла сопоставлена с компрессионной. Очевидно, что абсорбционный тепловой насос содержит испаритель и конденсатор, которые работают точно так же, как в парокомпрессионном цикле. Теплота подводится к испарителю, вызывая кипение хладоагента при низком давлении. Полезное тепло отводится от конденсатора, внутри которого происходит конденсация при высоком давлении. Однако в абсорбционном цикле используется дополнительный контур, в котором течет жидкий абсорбекг, или растворитель Испарившийся хладоагент поглощается жидкостью при низком давлении. Затем жидкость специальным насосом перекачивается в область высокого давления, где происходит подвод [c.27]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология