El uso de bombas de calor en generadores de calor Potapov, centrales eólicas y centrales hidroeléctricas. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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El calentamiento global ha revelado la inutilidad de seguir quemando combustibles fósiles: carbón, petróleo, uranio. Hoy en día, el retorno a la energía tradicional es más importante que nunca. Este artículo se centrará no tanto en las instalaciones para el uso de energía solar y geotérmica, sino en las bombas de calor, que pueden aumentar significativamente la eficiencia del uso de energía respetuosa con el medio ambiente. El futuro pertenece a la energía híbrida, aprovechando todo lo mejor que la humanidad ha desarrollado a lo largo de su historia. Toda planta energética, así como muchos procesos industriales, debe incluir una bomba de calor.

Antes de hablar sobre el uso de bombas de calor (HP), es necesario separar claramente las bombas de calor estranguladoras de las bombas de calor expansoras. Las bombas de mariposa son las más vendidas en la actualidad, ya que no consumen energía, sino que la desperdician. Además de los refrigeradores y aires acondicionados domésticos, también hay dispositivos más potentes basados ​​​​en turbocompresores de aceleración [2], pero su eficiencia, que prudentemente se denomina "coeficiente de rendimiento" (COP Coeficiente de rendimiento), es de sólo 1,9-5,4. Se obtienen los mismos resultados instalando generadores de calor (TG) Griggs-Potapov más simples, o medidores de calor.

En los expansores HP, la energía no se desperdicia, sino que se utiliza, por lo que se conservaron sólo en el complejo espacial y de cohetes y en la gran industria controlada por los oligarcas.

Los HP expansores se diferencian de los HP del acelerador solo en que su diseño utiliza motores neumáticos (expansores de pistón, rotativos y de turbina) en lugar de un acelerador que ralentiza el flujo de gas. Estos últimos son los más eficaces. Dado que la energía en un HP expansor no se desperdicia, sino que se usa, dichos HP devuelven la energía eléctrica, mecánica y cualquier otra energía utilizada para impulsarlos. Propiedades similares las poseen, por ejemplo, los generadores electroquímicos [3] y otros dispositivos poco conocidos: olvidados, clasificados y prohibidos.

¿Qué estoy ofreciendo? En [1, p.144] académico. LP Fominsky escribe: “El generador de calor de Potapov no es una bomba de calor, aunque sería muy racional convertirlo en una”. De hecho, al combinar el TG de Potapov y un HP expansor, se pueden resolver 4 problemas a la vez.

1. Precaliente el agua utilizada en el Potapov TG para maximizar su eficiencia y simplificar el arranque (a t<63°C el TG tiene baja eficiencia).

2. Utilizar el calor que se lleva el aire que sale por la ventilación para calentar la habitación y evitar la fuga de aire caliente por goteras en ventanas, puertas, etc.

3. Reducir la masa y las dimensiones del Potapov TG aumentando la velocidad de rotación de su rotor en 1-2 órdenes de magnitud.

4. Aprovechamiento del calor externo (sol, aire, agua, suelo) para restaurar la energía interna del aire usado. El funcionamiento de un TG combinado se muestra en la Fig. 1, donde H es una bomba de aire (compresor) que comprime aire de una habitación calentada y ventilada; D - turboexpansor (el autor experimentó con un turbodrill dental de fabricación checoslovaca), licuando el aire que sale de la habitación (afuera), G - circuito caliente. El circuito de frío (X) es el ambiente. Potapov TG funciona como bomba de agua en este dispositivo, para lo cual se hace una ranura especial en el rotor.

Aunque académico LP Fominsky no valora mucho la energía eólica [1, p.281], pero las turbinas eólicas son muy baratas, además, las instalaciones de energía eólica más baratas, que para los artesanos son más fáciles de producir que cualquier otra. El uso de HP como parte de un parque eólico nos permite solucionar nuevamente 4 problemas.

1. Incrementar la eficiencia de la WPP a bajas velocidades del aerogenerador.

2. Incrementar la eficiencia en estaciones cálidas (hoy la productividad de los parques eólicos en agosto es 4 veces menor que en febrero).

3. Es posible utilizar generadores de alta velocidad altamente eficientes, ya que la velocidad de rotación del rotor aumenta en 3-4 órdenes de magnitud.

4. Posibilita el aprovechamiento integral de la energía eólica, solar, geotérmica y otras fuentes energéticas de bajo potencial.

Para eliminar la energía del ambiente exterior (calor), se puede utilizar todo el mástil del parque eólico (Fig. 2), pintándolo de negro. Puede aumentar el uso de energía solar iluminando la parte inferior de sombra del mástil del parque eólico mediante paneles de espejos móviles.

Pero la energía hidroeléctrica basada en HP [1, P.143] Acad. LP Fominsky lo considera muy prometedor: “... si... se extrae calor del río Volga mediante bombas de calor, entonces con un caudal medio anual de este río de 200 km3, enfriar su agua en sólo 1 ° C daría 2 1014 kcal por año, o en términos de energía eléctrica, más de 200 MWh por año. ¡Esto es 3 veces más de lo que genera toda la cascada de centrales eléctricas del Volga!" ¿Cómo lograr tal milagro energético?

La Figura 3 muestra el diseño de un HPP combinado con HP.

El agua hace girar la bomba H, que impulsa la sustancia de trabajo (gas, líquido de bajo punto de ebullición) dentro de los circuitos caliente (G) y frío (X). La sustancia de trabajo hace girar el expansor (D), que acciona el generador eléctrico. Por lo tanto, los HP se pueden utilizar en casa (HP aéreos más HP de Potapov), en las tierras bajas (centrales hidroeléctricas, plantas de energía eólica marina) y en las montañas y estepas (plantas de energía eólica). Pero el mayor efecto se puede obtener en regiones cálidas y mares cálidos. Para Ucrania, esto es el sudeste y su costa del Mar Negro.

Y además. Las bombas de calor no generan, sino que transforman energía de un tipo a otro. Dado que los HP solo transmiten energía en el espacio (incluso a través de cables eléctricos), no contribuyen a aumentar la cantidad de calor en la Tierra y pueden eliminar por completo el peligro de exceder la temperatura climática promedio anual de nuestro Planeta.

Literatura:

1. Fominsky L.P. Generadores de calor excesivos contra el Club de Roma. - Cherkasy: Oko-Plus, 2003.
2. Vuytsik S., Lichnerskiy E. Bombas de calor en fuentes y tipos de energía // Energía verde. - 2003. - No. 2. P.26-27.
3. Eficiencia de generadores electroquímicos. Gran enciclopedia soviética. - T.30. - Pág.123.

Autor: Y. Barbudo

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