Тепловые насосы

Гимназия №363 Фрунзенского района Выполнила: ученица 11А класса Стрельникова Татьяна Руководитель: учитель физики Орлова О.В. Санкт-Петербург 2011

Тепловые насосы могут уменьшить глобальные выбросы углекислого газа на планете на 8%! Эквивалентом 8%-го сокращения глобального выброса углерода являются: посадка 50 миллионов гектаров леса, сокращение количества машин на дорогах  на 52 миллиона единиц, сокращение потребления бензина на 780 миллионов тонн ежегодно ликвидация угольной паровой турбины мощностью 244 ГВт, работающей 8400 часов в год, Источник: Renewable energy for a cleaner future

Цель работы: Изучить принцип работы теплового насоса Задачи: 1.рассмотреть физические основы работы теплового насоса; 2.описать принцип действия теплового насоса; 3.классифицировать источники энергии для тепловых насосов; 4.определить производительность и кпд теплового насоса; 5.найти преимущества и недостатки данного устройства; 6.определитьгеографию применения тепловых насосов за рубежом и в нашей стране;

Физические основы работы теплового насоса Полтора века назад британский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин ) придумал устройство под названием «умножитель тепла» - тепловой насос, основанное на следующих физических явлениях:  вещество затрачивает энергию при испарении и отдаёт энергию при конденсации,   температура кипения вещества изменяется вместе с давлением.

Опытные обоснования 1. Поглощение тепла при испарении 2. Выделение тепла при конденсации

Тепловой насос работает по принципу цикла Карно, впервые описанному еще в 1824 году Q1=Q2+A

Состав теплового насоса Тепловой насос состоит из 4 основных аппаратов: 1. Испаритель 2. Конденсатор 3. Компрессор (повышение давления и температуры фреона) 4. Дроссельный клапан (понижение давления и температуры фреона) Испаритель и конденсатор – это теплообменники. Рабочее вещество для тепловых насосов то же, что и для холодильников – хладагент (фреон).

Принцип работы теплового насоса Принцип работы теплового насоса основан на том, что хладагент испаряется в камере с низким давлением и температурой и конденсируется в камере с высоким давлением и температурой, осуществляя, таким образом, перенос энергии (тепла) от холодного тела к нагретому, то есть в направлении, в котором самопроизвольный теплообмен невозможен.

При производстве тепла, тепловой насос 75 % энергии получает из окружающей среды. Таким образом, при использовании теплового насоса мы платим только за те 25% энергии, которые необходимы для работы компрессора. А остальная энергия достается нам бесплатно. Тепловой насос способен «накачать» в помещение от 200 % до 600 % низко-потенциальной тепловой энергии.

Тепловой насос в России Поселок Комарово Лен.обл.

Тепловой насос в России Поселок Грузино Лен.обл.

Тепловой насос в России Коллекторная группа первичного контура  Выходные ПНД-трубы первичного контура, уложенного на дно непромерзающего водоема     г.Выборг Источник тепла – непромерзающий водоем (озеро)   

Тепловой насос в России г.Железнодорожный Московская обл. источник тепла – земляной коллектор длиной 200 м, расположенный по периметру участка, и глубиной залегания 1.8-2.0 м; Источник: http://www.spb-balteks.ru

Сегодня использование низко потенциальной энергии земли, воды, воздуха - это один из наиболее эффективнейших способов снизить уровень теплового загрязнения планеты Земля и предоставить людям эффективную и экономичную альтернативу традиционным системам жизнеобеспечения. По прогнозам Мирового Энергетического Комитета, к 2020 году в развитых странах мира теплоснабжение с использованием тепловых насосов составит 75%.