3.5 Опалювальні системи на базі ТН з приводом від газового або дизельного двигуна
Паливна криза
на Заході примусила по-новому розглянути проблему використання дизельного палива, зрідженого газу для
опалювання. Протягом багатьох років мільйони тон дизельного палива
використовувалися в котлах для опалювання одноквартирних будинків. Один з шляхів
раціонального використання палива – застосування дизельного або газового двигуна
як приводу для теплового насоса. За допомогою теплового насоса з приводом від
газового двигуна можна зекономити приблизно 40% газового палива в порівнянні з
прямим спаленням газів в теплогенераторі.
За допомогою теплових насосів з приводом від
дизеля вода може бути нагріта до 90°С, а в теплових насосах новітніх конструкцій
з газовим двигуном до 114°С.
Основні
переваги ТН, що
приводяться від ДВЗ:
- підвищений умовний
ККД;
- можливість
кількісного регулювання теплопродуктивності зміною
кількості палива, що спалюється або співвідношення кількостей палива і
повітря;
- отримання теплоносія з високою
температурою;
- зручність застосування в місцевостях, віддалених
від центрів електропостачання, а також на порівняно малих по тепловій потужності
об'єктах.
Основні недоліки:
- забруднення продуктами згоряння палива
навколишнього середовища;
- підвищений рівень
шуму;
- порівняльна складність установок і дещо великі
витрати на обслуговування.
Перспективні ТН з двигуном зовнішнього згоряння (двигун Стірлінга).
Рисунок 3.5.1 – Фото двигуна
Стірлінга
Основні переваги сучасних двигунів
Стірлінга:
- високий ККД, що досягається внаслідок
регенерації тепла;
- порівняльне мале забруднення навколишнього
середовища;
- можливість спалення у зовнішній камері
будь-якого твердого, рідкого або газоподібного
палива;
- малошумна робота завдяки відсутності вибухового
згоряння;
- економічність роботи, що характеризується
порівняно малою питомою витратою палива, що наближається до питомої витрати
палива двигуном Дизеля;
- мала потреба
в мастилі;
- добрі
регулювальні характеристики.
Основні
недоліки: порівняно
великі габарити, маса і висока вартість, викликані в основному великим питомим
об'ємом робочого газу і високим робочим тиском.
У місті
Вельдховене (Нідерланди)
експериментальний житловий будинок був обладнаний тепловим насосом "вода-вода" з
приводом від одноциліндрового двигуна
Стірлінга потужністю 5 кВт, в камері згоряння якого
спалюють природний газ. Двигун заповнений гелієм. Через його систему
охолоджування і через газо-водяний теплообмінник пропускається вода з системи
опалювання; через випарник теплового насоса ґрунтова вода, що служить джерелом
тепла низького потенціалу. При випробуваннях встановили, що в систему опалювання
поступає 25% тепла від перетворення механічної енергії; 55% - від охолоджування
двигуна і газів, що відходять, і 60% - від ґрунтової води. Таким чином, умовний
ККД теплового насоса становить 140%.
Опалювальні системи на базі теплових насосів з приводом від газового двигуна або дизеля частіше за все – водяні. Системи можуть бути комбіновані і мати котел-утилізатор, водогрійний котел, бак-акумулятор гарячої води.