Термоэлектрический тепловой насос (кондиционер)

Термоэлектрический тепловой насос (кондиционер)

Рекламно-аналитическая записка

В условиях современного широкого использования электрической энергии традиционные способы получения электричества с помощью паросилового цикла не могут в достаточной мере удовлетворить растущие потребности. Возникший в связи с этим интерес к методам прямого преобразования тепловой энергии в электрическую привел к изучению и разработке термоэлектрических и термоэмиссионных генераторов, тепловых насосов (ТН) и холодильников, МГД-установок и других систем. Термоэлектрические генераторы (ТЭГ) обладают специфическими особенностями, делающими их незаменимыми во многих случаях. К таким особенностям относится отсутствие движущихся частей, что допускает использование более высоких температур цикла. Нет также необходимости в применении высоких давлений жидкости или газа в основной схеме, поскольку цикл осуществляется посредством явлений, происходящих в самом материале. ТЭГ, ТН и кондиционеры можно использовать при больших и малых перепадах температур, а также при низких и высоких температурах, т.е. термоэлектрический цикл универсален. Он допускает возможность любых источников тепла. Расход термоэлектрических материалов небольшой, так как КПД не зависит от размеров, но связан со способом подвода тепла, с контактными сопротивлениями и другими конструктивными особенностями.

Автоматизация и управление ТЭС может быть сведены только к регулированию подачи топлива (тепла), так как в схеме нет машин и механизмов. Это существенно облегчает создание автоматически работающих электростанций, тепловых насосов и кондиционеров.

Нашими инженерами сделан расчет и сконструирована схема термоэлектрического теплового насоса (ТЭТН). Тепловой баланс системы равен

Q0 + W = Q1, где

Q0  — теплота, отнимаемая от “холодной” части системы;

Q1 - теплота, выделяемая в “теплой” части системы;

W – расход электроэнергии.  Следовательно:

 

WQ1  = Q1-Q0 Q1  = T1-ToT1  .

Примем практические значения: Т1 =300К (+270С), Т0 =270К (-30С).  Получим

WQ1= 30300  = 0,1.

Это значит, что для того, чтобы передать в теплое помещение при

Т1 = 270С  100 калорий (1кал =4,18дж), можно использовать 90кал от холодной среды (воздуха или водяного резервуара) и добавить всего 10кал электроэнергии.

Система открытая. Следовательно КПД равен:

 

ή = Q1W   x 100% = 30030  x 100% = 1000% или коэффициент преобразования Кп = 10,

 

Кп = Q1W  = 30030  = 10.

В реальных условиях за счет тепловых потерь по теплопроводности (конвекцию и излучение можно свести к минимумиу) отношение  WQ1  равно 0.3 ÷ 0.5 или

Кп = Q1W  = 2 ÷ 3.5 или ή = 200 ÷ 350%.

Промышленные принципиальные схемы могут быть различными в зависимости от ТЗ заказчика.

Создание данной технологии и опытного образца требует инвестиций.