ВСЁ для ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО ДОМА!

Солнечные и Геотермальные отопительные системы



Главная / Статьи / Физика термодинамического цикла Теплового насоса
Главная страницаКарта сайта



Rambler's Top100


Яндекс цитирования




06.10.2008
Физика термодинамического цикла Теплового насоса

Когда в статьях говорится о  коэффициентом полезного действия (КПД)  Теплового Насоса (ТН)  большем 100%, то первая мысль которая посещает нормального человека, ещё не забывшего общего курса физики, что речь идёт об   обмане – вечном двигателе.

Давайте попробуем разобраться.

В термодинамике существует чёткое определение КПД:

Отношение количества теплоты, превращенной в положительную работу за один цикл, ко всей теплоте, подведенной к рабочему телу, называется термическим коэффициентом полезного действия (КПД) прямого цикла:

 

 Kпд=1-Tх/Тн ,

Тх -  это температура холодильника,

 Тн – температура нагревателя.

 

В быту же пользуются более общим понятием КПД, полагая его как отношение полезной работы (тепла) к затраченной. В этом и кроется подвох, а что считать полезной работой (теплом)?

Если речь идёт о Тепловом Насосе , то надо понимать что Тепловой Насос не производит тепла!

Он переносит его из одного места в другое, и при этом на перенос затрачивается электрическая энергия, которая в конечном итоге вся так же  переходит в тепло.

Тепловой Насос может переносить до 5кВтч тепла, потребляя всего 1кВтч электричества.

И эти 5кВт тепла для нас полезны, потому что используются в качестве отопления.

Вот чудо, скажите Вы, если эти 5кВт потратить на производство электричества, то вот он Вечный Двигатель! С КПД = 500% . На самом деле всё не так.

Давайте рассмотрим весь цикл  производства электроэнергии из тепла  и посмотрим, что за "Вечный Двигатель" может получиться.


 Современные Тепловые Электростанции имеют КПД до 40%. Если предположить, что на перенос 5кВт тепла из грунта  затрачивается 1кВт электроэнергии, а из 5кВт мы сможем получить 2кВт электричества, то чисто теоретически этого будет достаточно для работы теплового насоса и даже 1кВт останется для внешних потребителей.  

  Но это чисто теоретически. Потому, что Тепловой насос производит низкотепературное тепло, а для эффективной работы ТЭС нужно высокотемпературное +150С и выше.

То что мы получили ни есть вечный двигатель, потому что мы просто преобразовали низкотемпературное тепло от грунта в электроэнергию. В нашем примере из 4-х кВт тепла из грунта, получили теоретически 1кВт электричества для внешних потребителей.

 


 По этому во избежании путаницы в Теплотехнике в качестве основного показателя эффективности теплового насоса применяется коэффициент преобразования или отопительный коэффициент СОР (coefficient of performance), равный отношению теплопроизводительности теплового насоса к мощности, потребляемой компрессором. В режиме охлаждения для оценки эффективности применяется холодильный коэффициент EER (energy efficiency ratio), равный отношению холодопроизводительности теплового насоса к мощности, потребляемой компрессором.
СОР = QR/N = (QC + N)/N = EER + 1 = T0/(TK - T0) + 1;
EER = QC/N,
где QR — энергия, отдаваемая нагревателем;
QC — тепловая энергия, отбираемая у холодильника;
N — затраченная электроэнергия;
TK и T0 — температуры конденсации и кипения в тепловом насосе.

 

При перепечатке материала, ссылка на сайт www.teplodarom.com обязательна!



Веб-офис - система управления сайтомредактировать содержание сайта

  • Teplodarom Research Inc.

Адрес: Москва, 125195, А/Я "СТМ"
e-mail: