чНАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ “КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ імені ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО” ЗВІТ з лабораторної роботи №7 з навчальної дисципліни “Основи фізики традиційних та альтернативних джерел енергії” Варіант 12 Лабораторна робота №7 Тема: Ефективність використання теплового насосу типу ґрунт – рідина потужністю 6 кВт Варіант / Хід роботи Тепловий насос (ТН) – це технічний пристрій, що реалізує процес переносу низькотемпературного тепла, не придатного для прямого використання, на більш високий температурний рівень. ТН є трансформаторами теплоти, в яких за допомогою робочої рідини здійснюється зворотній термодинамічний цикл, для переносу теплової енергії з низького температурного рівня на більш високий. Універсальним джерелом низькопотенціальної теплоти для України є ґрунт, який має постійну температуру упродовж року +8-12 ˚С, таким чином зберігає ефективну роботу ТН. Контур ТН складається з конденсатору, розширювального клапану, випарника, компресора (у компресорних ТН) та терморегулятора, котрий здійснює управління процесом передачі теплової енергії. Як робоча рідина використовується холодоагент, котрий циркулює в контурі, за допомогою якого відбувається процес теплопередачі. Рідина має певні фізичні властивості та характеристики. Робоче тіло (холодоагент) під високим тиском через розширювальний клапан попадає у випарник, де відбувається зменшення тиску – процес випаровування. Робоче тіло відбирає теплоту у внутрішніх стінок випарника, а випарник в свою чергу відбирає тепло у ґрунтового контуру. Тому і отримується додаткова (безкоштовна) теплова енергія. Компресор вбирає холодоагент із випарника, стискає його, в наслідок чого температура робочого тіла підвищується, а далі виштовхує його в конденсатор. У конденсаторі, нагрітий у результаті стискування холодоагент відає тепло (температура близько 85-125 ˚С) опалювального контуру та переходить в рідкий стан (конденсується). Даний цикл повторюється постійно поки температура в будинку не досягне необхідної. Після чого терморегулятор вимикає ТН. Якщо температура в опалювальному контурі падає, тоді терморегулятор знову запускає ТН. Таким чином холодоагент у ТН робить зворотній цикл Карно. Визначимо вироблену тепловим насосом корисну теплову енергію Qтн = G*ρ*ср*(t1- t2), (2) де Qтн – вироблена тепловим насосом корисна теплова енергія; G – витрата теплоносія в контурі, м3/год; ρ=1000 кг/ м3– густина теплоносія; ср=4187 ДЖ/кг*К – питома теплоємність води; t1 – температура теплоносія на вході в контур, оС; t2 – температура теплоносія на виході з контуру, оС. 2. Визначаємо коефіцієнт трансформації тепла СОР ε = Qтн/N, (1) де N – спожита електрична енергія; Qтн – вироблена тепловим насосом корисна теплова енергія. Визначимо площу ґрунтового теплообміннику: / Результати розрахунків / Висновок: Вивчив принцип роботи теплонасосної установки. Було опановано методику визначення СОР та проведено розрахунок ґрунтового теплообмінника.