Передача теплоты в абсорбционных процессах

Передача теплоты в абсорбционных процессах

Термин «тепловой насос» относится к технологиям, которые передают теплоту от тела с низкой температурой к телу с высокой температурой. К таким технологиям относятся системы охлаждения, а также системы отопления с помощью теплового насоса. Такой перенос теплоты требует термодинамического ввода либо в виде механической работы или тепловой энергии. Это ясно видно из утверждения Рудольфа Клаузиуса о втором законе термодинамики:

«Теплота сама собой не может переходить от тела холодного к телу горячему». 

Это утверждение, которое Клаузиус назвал «тепловой аксиомой», было сформулировано в 1850 г. в работе «О движущей силе теплоты и о законах, которые можно отсюда получить для теории теплоты». «Само собой теплота передаётся лишь от тела с более высокой температурой к телу с меньшей температурой. В обратном направлении самопроизвольная передача теплоты невозможна». Таков смысл постулата Клаузиуса, определяющего суть второго закона термодинамики.
Проще говоря, можно сказать, что передача тепла от низкой температуры к высокой температуре требует затрат энергии.
Тип подводимой энергии, будь то теплота от внешнего источника или внешняя механическая работа, определяет технологии, которые необходимы для обеспечения процесса передачи теплоты.
Для функционирования тепловой машины необходимы следующие составляющие: источник тепла с более высоким температурным уровнем, источник тепла с более низким температурным уровнем и рабочее тело.
Технология абсорбции и является примером технологии с тепловым приводом. Принципиальная схема простого цикла абсорбции показана на рисунке 1.

Схема



Основное отличие данной схемы от схемы парокомпрессионного цикла - это процессы переноса энергии между элементами абсорбционного цикла и окружающей средой. Возможна передача теплоты от среды с низкой температурой к среде с высокой температурой, подавая только тепловую энергию в качестве движущей силы процесса. Устраняя необходимость производства внешней механической работы, требующей затрат электрической энергии, абсорбционный цикл обеспечивает уникальное решение для ряда технологических проблем, связанных с производством холода, например при использовании энергии солнца или водяного пара. Некоторые другие технологии, применяемые в тепловых насосах такие как: адсорбция (твердое вещество / пар), цикл Стирлинга, эжекторное и магнитное охлаждение были разработаны и запатентованы, однако технология абсорбции является наиболее широко применяемой.
Простейший вариант машины с тепловым приводом - это устройство, передающее теплоту при трех уровнях температуры.
Схема такой тепловой машины показана на рисунке 2. В этой схеме тепловая энергия, которая является приводом процесса, обладает движущей мощностью при самом высоком уровне температуры, а устройство может осуществлять (1) охлаждение при самой низкой температуре или (2) нагрев при промежуточной температуре.
Блоки с температурами, обозначенными на рисунке 2 как Th, Tc и Te, представляют собой тепловые граничные условия, с которыми должна взаимодействовать абсорбционная машина.
Самая высокая температура находится вверху, а самая низкая - внизу диаграммы.
Внутри абсорбционной машины температурные уровни обозначаются индексом i. Соотношение между внутренними температурами (с индексом i) и внешними температурами, с которыми взаимодействует машина, определяется процессами теплообмена.
Например, для теплового насоса на рисунке 2 необходимо, чтобы Th было бы больше Thi, поскольку это приведет к передаче тепла в указанном направлении. На каждом уровне температуры теплообмен между абсорбционной машиной и окружающей средой происходит через теплообменник, обозначенные буквой R. Эти диаграммы подчеркивают ключевую роль температуры в понимании технологии абсорбции.

Схема

Абсорбционные тепловые насосы представленного типа обычно используются в коммерческих зданиях в качестве водоохлаждающих машин (чиллеров) для систем кондиционирования воздуха. Такими машинами оснащаются тысячи коммерческих зданий по всему миру.



 

Термин «тепловой насос» относится к технологиям, которые передают теплоту от тела с низкой температурой к телу с высокой температурой. К таким технологиям относятся системы охлаждения, а также системы отопления с помощью теплового насоса. Такой перенос теплоты требует термодинамического ввода либо в виде механической работы или тепловой энергии. Это ясно видно из утверждения Рудольфа Клаузиуса о втором законе термодинамики:

«Теплота сама собой не может переходить от тела холодного к телу горячему». 

Это утверждение, которое Клаузиус назвал «тепловой аксиомой», было сформулировано в 1850 г. в работе «О движущей силе теплоты и о законах, которые можно отсюда получить для теории теплоты». «Само собой теплота передаётся лишь от тела с более высокой температурой к телу с меньшей температурой. В обратном направлении самопроизвольная передача теплоты невозможна». Таков смысл постулата Клаузиуса, определяющего суть второго закона термодинамики.
Проще говоря, можно сказать, что передача тепла от низкой температуры к высокой температуре требует затрат энергии.
Тип подводимой энергии, будь то теплота от внешнего источника или внешняя механическая работа, определяет технологии, которые необходимы для обеспечения процесса передачи теплоты.
Для функционирования тепловой машины необходимы следующие составляющие: источник тепла с более высоким температурным уровнем, источник тепла с более низким температурным уровнем и рабочее тело.
Технология абсорбции и является примером технологии с тепловым приводом. Принципиальная схема простого цикла абсорбции показана на рисунке 1.

Схема


Основное отличие данной схемы от схемы парокомпрессионного цикла - это процессы переноса энергии между элементами абсорбционного цикла и окружающей средой. Возможна передача теплоты от среды с низкой температурой к среде с высокой температурой, подавая только тепловую энергию в качестве движущей силы процесса. Устраняя необходимость производства внешней механической работы, требующей затрат электрической энергии, абсорбционный цикл обеспечивает уникальное решение для ряда технологических проблем, связанных с производством холода, например при использовании энергии солнца или водяного пара. Некоторые другие технологии, применяемые в тепловых насосах такие как: адсорбция (твердое вещество / пар), цикл Стирлинга, эжекторное и магнитное охлаждение были разработаны и запатентованы, однако технология абсорбции является наиболее широко применяемой.
Простейший вариант машины с тепловым приводом - это устройство, передающее теплоту при трех уровнях температуры.
Схема такой тепловой машины показана на рисунке 2. В этой схеме тепловая энергия, которая является приводом процесса, обладает движущей мощностью при самом высоком уровне температуры, а устройство может осуществлять (1) охлаждение при самой низкой температуре или (2) нагрев при промежуточной температуре.
Блоки с температурами, обозначенными на рисунке 2 как Th, Tc и Te, представляют собой тепловые граничные условия, с которыми должна взаимодействовать абсорбционная машина.
Самая высокая температура находится вверху, а самая низкая - внизу диаграммы.
Внутри абсорбционной машины температурные уровни обозначаются индексом i. Соотношение между внутренними температурами (с индексом i) и внешними температурами, с которыми взаимодействует машина, определяется процессами теплообмена.
Например, для теплового насоса на рисунке 2 необходимо, чтобы Th было бы больше Thi, поскольку это приведет к передаче тепла в указанном направлении. На каждом уровне температуры теплообмен между абсорбционной машиной и окружающей средой происходит через теплообменник, обозначенные буквой R. Эти диаграммы подчеркивают ключевую роль температуры в понимании технологии абсорбции.

Схема

Абсорбционные тепловые насосы представленного типа обычно используются в коммерческих зданиях в качестве водоохлаждающих машин (чиллеров) для систем кондиционирования воздуха. Такими машинами оснащаются тысячи коммерческих зданий по всему миру.



 
Мы рады, если эта статья оказалась для Вас полезной. Обратившись в компанию CENTURY, Вы сможете получить консультацию по вопросам подбора, поставки, обслуживания и целесообразности применения абсорбционных чиллеров и абсорбционных тепловых насосов. Вы также сможете получить цену на АБХМ от производителя и купить абсорбционный чиллер на максимально выгодных для Вас условиях.
   
Связаться с нами можно по телефону +7(495)1087524 или отправить запрос на электронную почту info@century.com.ru.