Курсовая работа, расчет печи. Курсова_Печь. 1литературный обзор 2 1Принцип действия тепловых насосов 2

• Название: 1литературный обзор 2 1Принцип действия тепловых насосов 2
• Анкор: Курсовая работа, расчет печи
• Дата: 01.07.2022
• Размер: 0.64 Mb.
• Имя файла: Курсова_Печь.docx
• Тип: Документы; #622598
• страница: 2 из 6

Адсорбционные тепловые насосы

Принцип работы адсорбционных ТН основан на явлении адсорбции паров жидкости твердыми телами (сорбентами). Схема адсорбционного теплового насоса, состоящего из двух адсорберов с системой терморегулирования и утилизацией теплоты (тепловые трубы), показана на рисунке 3.

Наиболее широкое применение в качестве сорбентов получили активированные угли, цеолиты и силикагели. В последние годы рассматриваются возможности использования силикагелей совместно с солями металлов. Большой интерес при создании тепловых насосов представляют активированный уголь и аммиак, а также активированное углеволокно и аммиак, цеолит и вода [3].



1, 2 – адсорберы; 3 – конденсатор; 4 – испаритель; 5–8 – вентили;
9–10 – жидкостные теплообменники; 11–12 – испарители тепловых труб с электронагревателями; 13–14 – тепловые трубы; 15 – дроссель; 16–17 – вентили; 18 – насос; 19 – ротаметр; 20 – термостат

Рисунок 3 – Адсорбционный тепловой насос с применением тепловых труб и
контура регенерации теплоты
Преимуществом адсорбционных тепловых насосов по сравнению с абсорбционными является возможность их использования в широком диапазоне температуры, нечувствительность к силе тяжести (что особенно важно при использовании тепловых насосов на транспорте).

Недостатком адсорбционных тепловых насосов является периодичность их работы (требуется периодический процесс нагрева/охлаждения сорбента), приводящий к затратам дополнительной энергии на нагрев/охлаждение не только сорбента, но и корпуса адсорбера. Низкая теплопроводность пористого материала замедляет процесс нестационарного нагрева/охлаждения, увеличивает время цикла, уменьшает СОР теплового насоса. Применение способа конвективного нагрева/охлаждения сорбента ускоряет цикл в тепловом насосе и решает эту проблему.

5. Гидридные тепловые насосы

Рабочим телом гидридных ТН является обратимо циркулирующий водород. При сорбции водорода выделяется теплота, при его десорбции поглощается теплота из окружающей среды (генерируется холод). Диапазон температур таких ТН находится в пределах –50…200 °С.

Наибольших успехов в настоящее время в этом направлении добились японские ученые, причем основным направлением опытно-конструкторских работ является создание холода [4].

Эффективность и целесообразность применения каждого вида теплонасосного оборудования (абсорбционного, парокомпрессионного и др.) зависит от конкретных условий и требует технико-экономического анализа с учетом различных принципов работы оборудования, обуславливающих разные энергозатраты и разную себестоимость единицы получаемого тепла. В каждом отдельном случае следует рассчитывать конкретную экономическую и энергетическую выгоду и эксплуатационные затраты.

6. Принцип действия, назначение и типы тепловых труб

Тепловая труба (ТТ) (рисунок 4) представляет собой устройство, обладающее высокой эффективностью передачи теплоты. На внутренней стенке ее укреплен фитиль, сделанный, например, из нескольких слоев тонкой сетки. Труба заполняется небольшим количеством теплоносителя (рабочей жидкости), после чего из нее откачивается воздух, и она плотно закрывается. Один конец трубы нагревается, что вызывает испарение жидкости и движение пара к холодному концу трубы. Здесь в результате охлаждения пар конденсируется и под воздействием капиллярных сил возвращается к горячему концу трубы. Так как теплота парообразования теплоносителя велика, то ТТ и при малой разности температур на концах может передавать большой тепловой поток.



а – продольное сечение (1 – фитиль; 2 – стенка трубы; 3 - возврат жидкости по фитилю; 4 – пар; 5 – участок конденсации; 6 – адиабатный участок; 7 – испарительный участок); б – поперечное сечение (1 – стенка; 2 – фитиль; 3 – паровое пространство)

Рисунок 4 – Основные элементы тепловой трубы
В ТТ различают три участка: зону подвода теплоты, или зону испарения 7, зону переноса теплоты, или адиабатный участок 6; зону отвода теплоты, или зону конденсации 5.

Испаритель в рассматриваемой трубе может располагаться по-разному, и потому она будет работать в любом положении. ТТ позволяет транспортировать теплоту в различных направлениях, по любым прямолинейным и криволинейным каналам, поскольку фитиль, который смачивается в зоне конденсации, будет всегда подавать теплоноситель в зону испарения. Круговорот теплоносителя в ТТ совершается независимо от наличия сил тяжести. Благодаря этому ТТ является универсальным теплопроводом, подобно электрическому проводу, который предназначен для передачи электроэнергии, или световоду, который осуществляет передачу света.
Эффективность работы ТТ часто определяется с помощью показателя «эквивалентная теплопроводность». Например, цилиндрическая ТТ, где в качестве рабочей жидкости используется вода при температуре 150 °С, будет иметь теплопроводность в сотни раз большую, чем медь. Теплопередающая способность ТТ может быть очень большой. Так, в ТТ, где в качестве рабочего тела используется литий, при температуре 1500 °С в осевом направлении можно передать тепловой поток 10-20 кВт/cм².

Не менее разнообразны и теплоносители – ацетон, аммиак, фреоны, дифенильные смеси, вода, ртуть, индий, цезий, калий, натрий, литий, свинец, серебро, висмут и неорганические соли.

При выборе материалов и теплоносителей для ТТ необходимо учитывать их совместимость. В противном случае вследствие химического взаимодействия теплоносителя с материалом стенки корпуса образуются продукты реакции в виде неконденсирующегося газа и твердого осадка [5].