Одним из весьма перспективных направлений использования тепла слабо нагретых вод является применение так называемых тепловых насосов.
Тепловой насос — устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с
низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой.
Устройство и принцип действия теплового насоса.
» 1. Рабочее вещество, т.е. охлажденный жидкий хладагент
подается в теплообменник теплового насоса – испаритель. При поступлении более теплого источника тепла, например наружного воздуха, воды или солевого раствора в испаритель, хладагент, который непрерывно циркулирует в нем , забирает от источника тепла необходимую энергию, слегка нагревается и переходит из жидкого состояния в газообразное, испаряется и поступает в компрессор насоса.
»2. Компрессор сжимает газообразный хладагент и происходит увеличение его давления. Из-за этого сильно увеличивается температура . Таким образом, хладагент "подкачивается" до более высокого температурного уровня. Для этого необходима электроэнергия.
»3. После этого горячий хладагент поступает в конденсатор. Конденсатор расположен за компрессором. В этом теплообменнике хладагент передает, полученное ранее тепло другому теплоносителю, протекающему в циркуляционном контуре системы водяного отопления. Хладагент охлаждается и переходит в жидкое состояние.
»4. Затем с помощью расширительного клапана производится снижение имеющегося остаточного давления, хладагент поступает в испаритель, и цикл повторяется.
Классификация
методов
утилизации отходящего тепла
1. Непосредственная утилизация, например, для сушки или подогрева материалов при отсутствии каких-либо внутренних теплообменников.
2. Рекуперация, при которой отходящие газы и воздух, подвергаемый нагреву, разделяются металлической теплообменной поверхностью или огнеупорной при очень высоких температурах. Передача энергии от одного потока к другому происходит непрерывно.
3. Регенерация, в ходе которой тепло, содержащееся в отходящих газах, передается теплообменному устройству, аккумулируется в нем в огнеупорных или металлических материалах и впоследствии служит для нагрева воздуха, используемого в качестве дутья. Газовый поток поочередно отдает свое тепло тем же поверхностям и переключается или при помощи перекидного клапана, или путем вращения теплоаккумулирующей насадки.
4. Утилизация с помощью котла-утилизатора, которая представляет собой одну из форм рекуперации с выработкой за счет тепла горячих отходящих газов технологического пара или горячей воды.
5. Совместное генерирование, при осуществлении которого совместно вырабатываются электрическая энергия и технологический пар.
