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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Bombas de calor para calefacción y suministro de agua caliente. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía Una bomba de calor es una máquina que permite pasar de un cuerpo (ambiente) menos calentado a otro más caliente, debido al gasto de energía mecánica. Los procesos que ocurren en las bombas de calor son inversos a los procesos que lleva a cabo el fluido de trabajo en la máquina de refrigeración. El ciclo teórico límite de una bomba de calor es el ciclo de Carnot inverso. Las bombas de calor son fuentes de energía no tradicionales, renovables, respetuosas con el medio ambiente y económicas, y están diseñadas para generar energía térmica que se utiliza para la calefacción y el suministro de agua caliente sanitaria a diversas instalaciones. Durante su funcionamiento, las bombas de calor utilizan la energía solar acumulada por la tierra (aguas subterráneas), así como la energía geotérmica. Además, las bombas de calor se pueden utilizar para utilizar la energía térmica de las aguas residuales de las ciudades, las instalaciones industriales y las instalaciones de tratamiento. Relación de conversión de alta energía (η>3.0) abre amplias perspectivas para el uso de estas configuraciones. Según las previsiones del Consejo Mundial de la Energía (WEC), de las que se desprende que para 2020, el 75 por ciento del suministro público de calefacción en los países desarrollados será proporcionado por bombas de calor. Este pronóstico está justificado por la organización práctica del suministro de calor en varios países: por ejemplo, el suministro público de calor con bomba de calor en Suecia es de alrededor del 50 por ciento, y en los EE. UU. está cerca del 37 por ciento. Rusia se ha quedado muy atrás en el desarrollo de la tecnología de bombas de calor, y ahora es necesario hacer grandes esfuerzos en esta área. La producción de calor con HP es más rentable en Rusia en comparación con todos los países desarrollados, principalmente debido a las duras condiciones climáticas. Técnicamente, una bomba de calor ("caldera de freón") es una instalación que transfiere calor desde una fuente de calor de baja temperatura a un consumidor de alta temperatura (sistema de calefacción) a través de un intermediario. Cualquier unidad de refrigeración funciona según el mismo proceso. La fuente de calor será cualquier calor disipado en la naturaleza o calor tecnogénico. En el primer caso, por regla general, se trata de aguas subterráneas, fuentes termales o depósitos que no se congelan, en el segundo: el calor de una torre de enfriamiento, emisiones de ventilación, descargas industriales, instalaciones de tratamiento, etc. con una temperatura de +5 a +40°C, que no se puede utilizar directamente para calefacción y agua caliente. La eficiencia de la HP está determinada por la temperatura de la fuente y es significativamente superior a la de cualquier tipo de caldera, y más aún a la de los calentadores eléctricos. Dependiendo de la temperatura, una fuente con 1 kW de electricidad consumida HP le permite emitir de 3 a 7 kW de potencia térmica al sistema de calefacción, mientras que los 2-6 kW que faltan se "toman" de la fuente. El periodo de amortización de HP, dependiendo de la temperatura de la fuente y la configuración de la instalación, puede ser de varios meses a dos años. Las HP no producen emisiones a la atmósfera, por lo que son instalaciones más respetuosas con el medio ambiente que las calderas. Actualmente, la producción e implementación de HP en Rusia se concentra principalmente en dos sociedades anónimas, ambas ubicadas en Novosibirsk. Estos son CJSC Energia, que produce HP de compresión de vapor con una capacidad de 10 kW a 9 MW, tanto eléctricos como impulsados por motores de combustión interna y utiliza el calor de escape en HP, y CJSC Teplosib, que desarrolla HP de bromuro de litio de absorción con una unidad térmica. capacidad de 25 kW o más hasta 5-10 MW. Las bombas de calor fabricadas por CJSC "Istochnik", tipo compresión, de una etapa, automatizadas, con salida de calor ajustable, están diseñadas para generar calor y energía (Fig. 8.1).
¿Cómo funciona? basado en la transformación (transferencia) de calor de fuentes de calor ambientales de baja temperatura a un consumidor de calor de alta temperatura debido a transformaciones de fase de sustancias de trabajo (freones K 22, K 134, K 142 que no dañan el ozono). Cita Las bombas de calor se utilizan:
características de Principales características técnicas:
La HP es una instalación excepcionalmente eficiente energéticamente, ahorra 268 kg de carbón, 84 kg de fuel oil, 58 metros cúbicos. m de gas por cada Gcal de calor producido. Las bombas de calor funcionan de forma totalmente automática. El período de recuperación de los gastos de capital en comparación con las calderas eléctricas es de 1 año, carbón - 1 año, calderas de petróleo - 2-3 años. La Tabla 8.1 da las características de las bombas de calor. Tabla 8.1. Precio y características de las bombas de calor
El consumo de energía de la red y la producción de calor se dan a temperaturas:
Cuando la temperatura de la fuente de calor aumenta por encima de los 80 °C, el precio de la potencia de salida en kW disminuye. El sistema le permite generar electricidad y calor al mismo tiempo. Vida útil de HP antes de la revisión:
Autor: Magomedov A.M.
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