Ученые из Соединенного Королевства разработали систему тепловых насосов со льдом, которая использует существующие газопроводы для транспортировки воды. Система рассчитана на достижение коэффициента полезного действия 4,77.
Исследователи из Ноттингемского университета в Великобритании разработали систему тепловых насосов с источником льда для жилых помещений, которая использует повторное использование существующих газопроводов для транспортировки воды, необходимой для работы теплового насоса с источником льда.
«Наш тепловой насос демонстрирует превосходные характеристики по сравнению со всеми существующими типами, согласно нашим заявлениям. Мы разработали прототип и собираемся приступить к тестированию его работоспособности.» автор-корреспондент, Рамин Мехдипур, сказал журнал о пв.
Исследовательская группа провела цифровое моделирование системы на доме площадью 98 м2, работающем в погодных условиях британского города Ноттингем в 2021 году.
«Самая большая проблема с воздушными тепловыми насосами (ASHP) — это их неспособность обеспечить адекватное отопление в периоды сильных холодов, что приводит к более высокому энергопотреблению и потенциальной нагрузке на систему энергоснабжения», — заявили ученые. «Инновационные решения являются ключом к решению проблем сектора отопления, а тепловые насосы с источником льда за счет повторного использования газопроводов предлагают многообещающую альтернативу, которая сочетает в себе технологическую осуществимость с экологической устойчивостью. »
Тепловые насосы с источником льда используют скрытое тепло, образующееся при замерзании воды и превращении ее в лед. Он охлаждает воду до тех пор, пока она не замерзнет с помощью хладагента R290, и использует выделяющееся тепло для обогрева дома. Полученную ледяную суспензию затем сбрасывают в дренажную систему или летом хранят для охлаждения.
Ученые также объяснили, что температура земли зимой выше, чем температура внешней среды, которая, по их мнению, является стабильным источником тепла. «Наша система соответствует принципам геотермальных тепловых насосов и может считаться системой центрального теплового насоса», — сказал он. Мехдипур. «В то время как производительность других тепловых насосов снижается в суровых холодных условиях, тепловой насос с источником льда специально разработан для бесперебойной работы в таких условиях. Кроме того, он значительно снижает потребность в дополнительной энергии для циркуляции жидкости и потребления воды, что делает его подходящим и эффективным вариантом.
После проектирования системы команда разработала ее основные уравнения, основанные на термодинамических принципах и теплопередаче. Для справки он сравнил системы с тепловыми насосами с другим источником тепла. Они особенно нагревались воздухом, землей, водой из озер и рек, водой из труб и сточными водами.
Анализ показал, что рабочая температура теплового насоса соответствует температуре систем, использующих воду, близкую к температуре замерзания. Его коэффициент полезного действия (COP) оказался около 4,77.
«Система может сократить массу воды, необходимой для энергоснабжения, до 95%, используя концентрацию ледяной суспензии 70%», — заявили ученые. «С практической точки зрения, тепловой насос с источником льда требует примерно в 36,7 раз меньше объема воды, чем традиционные системы отопления для жилых помещений, что делает его очень эффективной альтернативой. »
Завершая исследование, они также заявили, что, хотя другие тепловые насосы могут работать лучше в сезоны с умеренными температурами, они также могут демонстрировать «значительное» снижение производительности при низких температурах, особенно в периоды сильных холодов.
Их выводы были представлены в «Сравнительное исследование производительности тепловых насосов с источником льда по сравнению с другими тепловыми насосами с источником тепла: пример из Великобритании», опубликованный в Возобновляемая энергия.
Этот контент защищен авторским правом и не может быть повторно использован. Если вы хотите сотрудничать с нами и повторно использовать часть нашего контента, свяжитесь с нами: editors@pv-magazine.com.
