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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA O uso de bombas de calor em geradores de calor Potapov, usinas eólicas e hidrelétricas. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa O aquecimento global revelou a futilidade de continuar a queimar combustíveis fósseis: carvão, petróleo, urânio. Hoje, o regresso à energia tradicional é mais importante do que nunca. Este artigo incidirá não tanto nas instalações de utilização de energia solar e geotérmica, mas nas bombas de calor, que podem aumentar significativamente a eficiência da utilização de energia amiga do ambiente. O futuro pertence à energia híbrida, utilizando tudo de melhor que a humanidade desenvolveu ao longo da sua história. Todas as centrais energéticas, bem como muitos processos industriais, devem incluir uma bomba de calor. Antes de falar sobre o uso de bombas de calor (HP), é necessário separar claramente as bombas de calor de aceleração das bombas de calor expansoras. As bombas aceleradoras são as bombas mais vendidas atualmente, pois não utilizam energia, mas a desperdiçam. Além de refrigeradores domésticos e condicionadores de ar, também existem dispositivos mais potentes baseados em turbocompressores de aceleração [2], mas sua eficiência, que é prudentemente renomeada como “coeficiente de desempenho” (Coeficiente de Desempenho COP), é de apenas 1,9-5,4. Os mesmos resultados são obtidos com a instalação de geradores de calor Griggs-Potapov (TG) mais simples, ou medidores de calor. Nos expansores HP, a energia não é desperdiçada, mas aproveitada, por isso foram preservadas apenas no complexo espacial e de foguetes e nas grandes indústrias controladas pelos oligarcas. O Expander HP difere do acelerador HP apenas porque seu design usa motores pneumáticos - expansores de pistão, rotativos e de turbina - em vez de um acelerador que retarda o fluxo de gás. Estes últimos são os mais eficazes. Como a energia em um expansor HP não é desperdiçada, mas sim utilizada, tais HP devolvem a energia elétrica, mecânica e qualquer outra energia utilizada para acioná-los. Propriedades semelhantes são possuídas, por exemplo, por geradores eletroquímicos [3] e outros dispositivos pouco conhecidos - esquecidos, classificados e proibidos. O que estou oferecendo? Em [1, p.144] acadêmico. L. P. Fominsky escreve: “O gerador de calor de Potapov não é uma bomba de calor, embora fosse muito racional transformá-lo numa bomba”. Na verdade, combinando o TG de Potapov e um expansor HP, 4 problemas podem ser resolvidos de uma vez. 1. Pré-aqueça a água utilizada no Potapov TG para maximizar a sua eficiência e simplificar o arranque (a t<63°C o TG tem baixa eficiência). 2. Utilize o calor transportado pelo ar que sai pela ventilação para aquecer o ambiente e evitar o vazamento de ar quente através de vazamentos em janelas, portas, etc. 3. Reduzir a massa e as dimensões do Potapov TG aumentando a velocidade de rotação de seu rotor em 1-2 ordens de magnitude. 4. Aproveitamento de calor externo (Sol, ar, água, solo) para repor a energia interna do ar utilizado. A operação de um TG combinado é mostrada na Fig. 1, onde H é uma bomba de ar (compressor) que comprime o ar de uma sala aquecida e ventilada; D - turboexpansor (o autor experimentou uma turbobroca dentária de fabricação tchecoslovaca), liquefazendo o ar que sai da sala (externa), G - circuito quente. O circuito frio (X) é o ambiente. O Potapov TG funciona como uma bomba d'água neste dispositivo, para a qual é feita uma ranhura especial no rotor.
Embora acadêmico L. P. Fominsky não valoriza muito a energia eólica [1, p.281], mas as turbinas eólicas são muito baratas e, além disso, as instalações de energia eólica mais baratas, mais fáceis de serem produzidas pelos artesãos do que qualquer outra. A utilização de HP como parte de um parque eólico permite-nos resolver novamente 4 problemas. 1. Aumentar a eficiência do WPP em baixas velocidades da turbina eólica. 2. Aumentar a eficiência nas estações quentes (hoje a produtividade dos parques eólicos em agosto é 4 vezes menor que em fevereiro). 3. Torna-se possível utilizar geradores de alta velocidade altamente eficientes, uma vez que a velocidade de rotação do rotor aumenta em 3-4 ordens de grandeza. 4. Torna possível o uso abrangente da energia eólica, solar, geotérmica e outras fontes de energia de baixo potencial. Para retirar a energia do ambiente externo (calor), pode-se utilizar todo o mastro do parque eólico (Fig. 2), pintando-o de preto. Você pode aumentar o uso de energia solar iluminando a parte inferior da sombra do mastro do parque eólico usando painéis de espelho móveis.
Mas a energia hidrelétrica baseada em HP [1, P.143] Acad. L. P. Fominsky considera isso muito promissor: “... se... o calor for retirado do rio Volga por meio de bombas de calor, então com uma vazão média anual deste rio de 200 km3, resfriar sua água em apenas 1 ° C daria 2 kcal por ano, ou em termos de energia elétrica, mais de 1014 MWh por ano. Isso é 200 vezes mais do que toda a cascata de usinas do Volga gera!" Como conseguir esse milagre energético? A Figura 3 mostra o projeto de um HPP combinado com HP.
A água gira a bomba H, que aciona a substância de trabalho (gás, líquido de baixo ponto de ebulição) dentro dos circuitos quente (G) e frio (X). A substância de trabalho gira o expansor (D), que aciona o gerador elétrico. Portanto, a HP pode ser usada em casa (HP aérea mais HP de Potapov), e nas terras baixas (usinas hidrelétricas, usinas eólicas offshore) e nas montanhas e estepes (usinas eólicas). Mas o maior efeito pode ser obtido em regiões quentes e mares quentes. Para a Ucrânia, este é o Sudeste e a costa do Mar Negro. E mais longe. As bombas de calor não geram, mas transformam energia de um tipo para outro. Como os HPs apenas transmitem energia no espaço (mesmo através de fios de energia), eles não contribuem para o aumento da quantidade de calor na Terra e podem eliminar completamente o perigo de ultrapassar a temperatura climática média anual do nosso Planeta. Literatura:
Autor: Y. Barbudo
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