УДК 536.8
А. М. А р х а р о в, И. А. А р х а р о в,
В. Л. Б о н д а р е н к о
АНАЛИЗ ВОЗДУШНОГО ИНТЕГРИРОВАННОГО
ЦИКЛА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ ГЕНЕРАЦИИ
ТЕПЛОТЫ И ХОЛОДА
Приведен анализ воздушного интегрированного цикла для одновре-
менной генерации теплоты и холода. Показано, что степень тер-
модинамического совершенства подобных циклов может дости-
гать 50% и более, что весьма существенно для снижения энерго-
затрат. Определены также другие характеристики цикла.
E-mail:
safmom@yandex.ru
;
crio@power.bmstu.ru
Ключевые слова
:
воздушный интегрированный цикл, генерация теплоты и хо-
лода.
Организация экономически эффективного тепло- и хладоснабже-
ния одинаково актуальна и для производственных, и для жилых по-
мещений. В системах отопления и водоснабжения в качестве тепло-
носителя обычно используется вода. Способы ее нагрева различны.
Каждый способ нагрева характеризуется конкретным видом источни-
ка теплоты топлива и затратами энергии. Генерация холода для систем
кондиционирования, жизнеобеспечения, хранения и консервации про-
дуктов предполагает использование специальных хладагентов, а также
соответствующие затраты энергии. Учитывая непрерывный рост цен
на традиционные энергоносители, сегодня существует потребность в
создании интегрированных замкнутых систем, использующих одно
рабочее вещество и способы одновременно генерировать теплоту и
холод. Принципиально такая система представляет собой теплотранс-
форматор с несколькими контурами, работающими при разных темпе-
ратурах.
С термодинамической точки зрения любые криогенераторы явля-
ются, по сути, тепловыми насосами (или теплотрансформаторами),
передающими теплоту низкотемпературного источника (при
Т
x
)
на
более высокотемпературный уровень (
Т
г
)
—
приемнику теплоты. По-
этому принципиально циклы криогенераторов и тепловых насосов мо-
гут быть интегрированы в единые общие циклы.
В интегрированных газовых циклах тепловых насосов для гене-
рации теплоты и холода (на уровнях
Т
г
и
Т
x
)
наиболее вероятно ис-
пользование в качестве рабочих тел воздуха, азота, неона и гелия. Они
экологически безупречны, что в наше время очень важно! Кроме того,
спектр их прикладного применения может быть весьма разнообразен,
поскольку они допускают парциальность, т.е. неравное разделение по-
токов рабочего тела в “теплых” и “холодных” ветвях цикла, и обес-
печивают при этом существенно различные количества генерируемых
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
71