facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Page translation
 

КОМУНАЛЬНЕ ТЕПЛОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ. ТЕПЛОНАСОСНА УСТАНОВКА НОВОГО ПОКОЛІННЯ В НОВИХ ПІДХОДАХ ФУНКЦІОНАЛНО-СТРУКТУРНОГО СИНТЕЗУ

КОМУНАЛЬНЕ ТЕПЛОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ. ТЕПЛОНАСОСНА УСТАНОВКА НОВОГО ПОКОЛІННЯ В НОВИХ ПІДХОДАХ ФУНКЦІОНАЛНО-СТРУКТУРНОГО СИНТЕЗУ
Stronckiy Lev, senior research associate, candidate of technical sciences

National Academy of sciences - Institute for Renewable Energy, Ukraine

Conference participant

В С Т У П 

В статті [1], в контексті виживання людської спільноти (ЛС), розглянута необхідність започаткування, першочергових кроків на шляху трансформації емираючої енергетично закритої субсистеми «індустріалізована економіка» (ІЕ* ) сучасної моделі розвитку ЛС в життєздатну (без зростання енергетичної S) енергетично відкриту субсистему «ІЕо » (див. [4] та [5] − рис.16)). В основі енергетично раціонального функціонування ІЕо , в цілому, лежить сонячно-воднева енергетика (СВЕ), яка забезпечує отримання у вигляді електроенергії (е/е) компенсаційної негентропії сонячної радіації (NК(CР)), яку отримують за допомогою водневих паливних елементів (ВПЕ), та розпорошене генерування комунальної теплоти (КТ) за допомогою теплонасосних установок (ТНУ). ТНУ реалізують термодинамічну засаду «теплоенергетичної рекуперації» (з лат. recuperatio – зворотне одержання) − рекуперацію теплової енергії атмосферного повітря. Відмічено також, що в термодинамічному аспекті ТНУНП (нового покоління) є найбільш перспективною (детальніше див. дальше).

В контексті вимушеної трансформації сучасної моделі розвитку ЛС доречно звернутися до «символічної» спадщини попередніх цивілізацій, зокрема до «* міфу» (див. рис.1) про уявні опори, на яких лежить Земля [2]. На рисунку звертає на себе увагу: 1. В обох зображеннях фігурують три опори. На мою думку, це не випадково – вони символізують просторово-геометричну аксіому, що саме три опори забезпечують стійке утримання тіла на будь-якій віртуальній поверхні. Можливо саме це пов’язано з фундаментальними засадами (опорами) упорядкованого (раціонального) розвитку ЛС на планеті Земля [4,5]: 

A. Безперервне отримування NК(CР. (компенсаційної негентропії сонячної радіації).

B. Водозабезпечення.

С. Раціональний інтелект ЛС (вперш за все, ментальний [3]), пов'язаний з настройкою генетичних програм людини, що відповідають за взаємодію «в гармонії» з Природою в широкому контексті на підсвідомому рівні. В її основі лежить обмін об’єктивною *Міф, на мою думку− віддзеркалення узагальненоїособливості світосприймання людською спільнотою певного історичного періоду. 2    Рис.2 Динаміка зростання тем-ператури в життєвому просторі Землі в наслідок глобального потепління (по да-ним спостережень з кінця XIX століття) Національний центр (NCDC) Ін-т космічних досліджень ім..Горварда (США) Центр досліджепнь клімату ім.Хедлі (Великобританія). Університет східної Англії інформацією в широкому контексті. На мою думку, ця інформаційна взаємодія не зовсім відповідає сучасному спрощеному тлумаченню поняття «інформатика» − (остання пов’язана не стільки з алгоритмічно- інформаційною сутністю потоків, скільки з їх структурною природою та транспортними технологіями. .

Оскільки я торкнувся поняття «інтелект», то спробую дати своє глибинне його тлумачення. На мою думку, інтелект – це здатність моделювати об’єктивний простір буття [6]. Іншими словами, – це здатність уявно відтворювати динамічні образи багатовимірних реальних процесів, що протікають в довкіллі. В такому аспекті сутність поняття homo sapiens – людини мислячої, тобто здатної формувати, контролювати і утримувати (залежну від неї) гармонію у взаємодії «людина→Природа« (іншими словами, – здатна контролювати і утримувати синхронність (еволюційність) розвитку ЛС з довкіллям як цілісної системи [4]. Тож, чи відповідає сучасна ЛС статусу homo sapiens ?

На зображеннях рис.1 не менш загадковим є ранжування уявних «опор» Землі в пряму лінію. Чи не символізує це втрату стійкості розвитку ЛС (?) – незворотність деградаційних процесів (стійкість зростання ентропії). Адже, при трансформації трьох опор тіла на поверхні в пряму лінію, стійкість тіла втрачається за умови, що проекція центра ваги тіла на поверхню виходить за межі трикутника, вершинами якого є точки опори. Якщо цей «міф» саме це передбачає, то сьогоденна реальність підтверджує достовірність такого передбачення. Я маю на увазі, вперш за все, зміну клімату в життєвому просторі Землі – глобальне потепління (ГП), яке вже перестало бути ілюзорним і стало однією із найгостріших екологічних проблем на шляху подальшого розвитку ЛС (див. рис.2),

Варто усвідомити глибинну сутність ГП. Це, вперш за все, процес накопичення теплоти в життєвому просторі планети [5], внаслідок порушення балансу енергообміну у взаємодії «Сонце→Земля→Космос» (не слід плутати накопичення теплоти із зростанням температури в життєвому просторі – це різні процеси і різні ефекти. Накопичення теплоти випереджає зростання температури (оскільки останнє є вторинним). Це пов’язано з тим, що на поверхні Землі є (точніше − «була») велика кількість льодовиків (до 90% планетарних ресурсів знаходилися в Антарктиді (на південному полюсі), де сьогодні, внаслідок ГП, їх залишилося менше за 25%. Снігові шапки гірських вершин Кіліманджаро (Африка→ Танзанія), які виконують роль базового джерела чистої води на африканському континенті, за останні 100 років швидко танули (в березні 2005 р. з’явилося повідомлення про їх повне зникнення). Гімалаї, які включають близько 15 000 льодовиків площею 33 000 км2 і які є 3    базовим джерелом чистої води на азіатському континенті. Останнім часом, внаслідок ГП, спостерігається стрімке зникнення льодовиків з гімалайських вершин. Це формує катастрофічну перспективу для сотень мільйонів людей, що живуть на півночі Індії, в час засушливих сезонів,. В процесі ГП, вперш за все, тануть льодовики. Теплота, що накопичується в життєвому просторі планети насамперед поглинається льодовиками, що призводить до їх танення − перетворення «лід→вода» з поглинанням теплоти, оскільки ентальпія води більша за ентальпію льоду.

Формування процесу ГП безпосередньо пов’язане з парниковим ефектом (ПЕ), сформованим синтетично надто активною) діяльністю ЛС (ірраціональною в інтелектуальному контексті. Слід також враховувати, що кількість населення ЛС останнім часом зросла майже втричі. ПЕ виникає через накопичення в атмосфері т.з. парникових газів (ПГ): вуглекислого газу СО2 (основного), метану СН4 (атмосфера очищається від нього за умови наявності лісових масивів в 100 разів повільніше в порівнянні з СО2), закису азоту N2O та інших. Енергетично закрита субсистема ІЕ* у взаємодії з довкіллям вже досягла абсурдної надпотужності, що сформувало революційний режим взаємодії з довкіллям (надто далекий від режиму «в гармонії»). А це підсилює забруднення атмосфери ПГ − формує самопідсилення ГП [4].

Термодинамічний механізм формування ГП

Негентропія сонячної радіації (NCP) з довжиною променів до 2 мкм відносно легко проходить через атмосферу Землі з ПГ. В той же час, випромінювання Землі (довжина променів – 2…50 мкм) не може вийти в Космос через присутність в атмосфері ПГ [5]. Воно залишається в життєвому просторі (частково віддзеркаленим від ПГ), де саме відбувається накопичення теплоти з подальшим поступовим зростанням температури. Людина не адаптована до такої швидкості зміни температури оточуючого середовища.

Якщо зміну клімату в життєвому просторі (вперш за все, зростання температури) найближчим часом не буде зупинено, то подальше життя на планеті Земля буде під реальною загрозою (див. рис.2). Слід відмітити, що сьогодні ГП інтенсивно самопідсилюється по принципу «доміно»: «ГП висушує і нагріває лісові масиви, які легко загораються від грому, а вітер швидко розповсюджує пожар. В результаті згорає багато деревини з викидом в атмосферу СО2, який декілька десятків разів масштабніший за промислові викиди при спалюванні викопних енергоносіїв (ВЕ/Н).

Історичним започаткуванням процесу ГП (здатного відчутно впливати на зміну клімату в життєвому просторі Землі) можна вважати появу субсистеми ІЕ* з ілюзорно бездонним джерелом компенсаційної негентропії викопних енергоносіїв (ВЕ/Н).

Започаткуванням ІЕ* можна вважати появу парової машини (винахід шотландського механіка Джеймса Уатта). Всі інші машини ІЕ* , які створювалися (і створюються понині в контексті духовної деградації ЛС) і які здатні формувати надпотужну (революційну) взаємодію «ЛС↔довкілля», лише трамбують ірраціональну сутність субсистеми ІЕ* . ВЕ/Н з’явилися у «невідповідний» час як «дар Божий» і, згідно думки Горбачова – «процес пішов» (ідеться про подальший ірраціональний розвиток субсистеми ІЕ* ). Таблиця Термодинамічні власти-вості хладона Ф22 tкип.жладона о С p кип.жладона кгс/см2 –30 1,68 –10 3,63 0 5,09 +10 6,99 +30 12,27 +50 20,00 4   

Примітка 1.:

1. В оглядному майбутньому слід очікувати новий «газовий» феномен як наслідок інтенсивного ГП, який пов’язаний з російським природним газом в Тундрі («вічній» мерзлоті). По мірі просування ГП до Тундри (замерзлого болота з метаном на дні) болото Тундри поступово тане (процес танення вже розпочався) і метан буде підніматися в атмосферу замість йти по трубам на захід. Варто пам’ятати, що метан (СН4) в порівнянні з СО2 є на порядок більш стійким ПГ в атмосфері. 

2. Аспект глобалізації розвитку ЛС в ролі ефективного підсилювача стійкого зростання ентропії) вже також досягнув критичного рівня незворотності.

Фундаментальна причина лежить в енерго-ресурсному аспекті закритої ІЕ*. Чергове явне відчуття загострення планетарної кризи подальшого розвитку ІЕ* вже розпочалася − сьогодні розвиток ІЕ* тліє на останках сировинно-енергетичного планетарного попелища. (що можна вже безпосередньо «мацати»). Варто відзначити, що жоден із світових політиків публічно не розкрив глибинну сутність сценарія його розвитку. А криза, на мою думку, на цей раз буде масштабнішою і більш затяжною, оскільки реальне зростання ентропії ІЕ* на цей раз пов’язане не стільки з енергетичним аспектом, скільки з сировинно- ресурсним − зокрема з вичерпанням т.з. «рідкоземельними елементів» (р.з.е.): літія, берилія, галія, індія, германія, ванадія, титана, молібдена, вольфрама та особливо цінного метала тербія, лантана, неодима та інших, які є невід’ємним компонентом машинобудування, електротехнічної та електронної промисловостей − компонентом сучасного технічного «надпрогресу» (т.нп.). Планетарні ресурси р.з.е. до кінця 2012 р., практично, будуть вичерпані. 97% залишків р.з.е. розташовані на території Китаю, який з 2012 р. планує повністю зупинити їх експорт (інформація англійського видання «Independent», 2011). Для світових монстрів т.нп. це означає призупинення власне виробництво продукту т.нп. з катастрофічними наслідками − масштабним звільненням найманих працівників в мегаполісах (варто відмітити − населення Мехіко ≈ 35 мільйонів, Тайбею − ≈ 25 мільйонів). Ситуативний розвиток кризи легко змоделювати.

3. Пару слів про т.з. «сталий» економічний розвиток (СЕР). Вражаюча руйнація довкілля змусила деяких вчених (зокрема американського фінансиста-економіста Г.Дейлі [11]) задуматися над необхідністю змінити формат (не модель!) розвитку ЛС. В 1984 р. в США був створений (а згодом і його філіали в Європі, зокрема в Україні) Ін-т сталого розвитку, Стало очевидним, що рівень викидів в атмосферу ПГ необхідно обмежити до рівня 1990 р. (який буцімто ще «здатний» утримувати «рівновагу» у взаємодії «ІЕ*↔довкілля». Однак, модель СЕР донині не стала парадигмою (якщо б навіть і стала, то це було б тільки «соломонове» вирішення проблеми. Справа в тому, що СЕР не торкається проблеми уникнення зростання економічної ентропії через вичерпність ВВ(Е/Н). СЕР тільки дещо обмежує темп зростання ентропії. Іншими словами, СЕР здатне тільки дещо сповільнити темп розвитку ЛС, зміщуючи модельні негаразди на дещо пізніший період.

4. Сьогодні відсутні аналітичні багатовимірні динамічні моделі протікання ГП. Його вже сприймаємо феноменально – через призму феноменів, коли окремі його прояви можна «мацати безпосередньо» (і коли окремі регіони ЛС знаходяться в прямому контакті з проявами ГП). Мабуть тому, реальний процес ГП в початковий перехідний період слабо проявлявся (див. рис.2) і, практично, був слабо відчутний.

Другоетапність зростання температури в життєвому просторі в процесі ГП пов’язана з першочерговим накопичуванням теплоти, А, оскільки ГП асоціюється з процесом «нагрівання» (зростанням температури), то це дає можливість спекулювати темою ГП. Не буду голослівним і наведу декілька прикладів,, а також цитату екс-віце-президента США (лауреата Нобелівської премії 2007 р.,) А.Гора:    

− У березні 2004 р. Пентагон опублікував заяву: «…шум навколо ГП є лише науковою спекуляцією…».

− У 2005 р. російські вчені від нафтогазової та ядерної енергетики написали президенту Росії В.Путіну листа з «науковим» обґрунтуванням, що ГП – це блеф (?). А вже через кілька тижнів російська Дума ратифікувала Кіотський Протокол (1997р.) всупереч категоричній відмові ратифікувати його раніше (мабуть злякалася втратити можливість отримати прибуток за «недовикиди» ПГ. Як далеко ж зайшла ЛС у спотворені раціональної сутності життя [3], коли проблема екологічного виживання стала ринковим (базарним) товаром (?).

− У лютому 2006 р. низка академіків АН Російської Федерації оприлюднила (без відповідного обґрунтування енергетичного балансу) думку про те, що протікає не ГП, а наступає глобальне похолодання (льодовиковий період).

− Цитата А.Гора: «…А оскільки криза все-таки має описуватися мовою науки, то ми виявляємося чутливими також до оманливих запевнень невеликої групи в науковій спільноті, яка переконує, що загроз немає.».

5. Низька температура зимою 2012 р. дає формальну можливість висловлювати думку, що можливо немає ГП, а, навпаки, – наступає похолодання. На мою думку, феномен надто низьких температур, тільки демонструє інтенсивність розвитку ГП і має наступне термодинамічне пояснення. В екваторіальному регіоні вода з поверхні океану інтенсивно випаровує. Водяні пари піднімаються у верхні шари атмосфери і формують повітряні потоки, які швидко переміщаються до холодних полюсів (зокрема в Арктику), де підвищують атмосферний тиск сухого надхолодного арктичного повітря і, витісняючи його, формують рух по поверхні Землі в напрямку екватора холодної арктичної повітряної маси (здійснюється термодинамічна засада − термосифонний круговорот). При відповідно поміркованій швидкості руху холодної повітряної маси (при відповідно поміркованій інтенсивності ГП) холодні наземно-атмосферні повітряні потоки «Арктика→екватор» вспівають в «транзитному» режимі прогріватися (оскільки температура поверхні материка вища за температуру холодних арктичних повітряних потоків), Однак, коли процес ГП стає надто крутим, то швидкість руху холодного повітря по поверхні Землі відповідно зростає, повітря в транзитному режимі нагріватися менше. Тоді поверхню материків покривають надхолодні сухі повітрямі арктичні маси підвищеного тису. Коли гарячі повітряні потоки (насичені водяними парами), що переміщаються в напрямку «екватор→Арктика», на шляху свого руху контактують з зустрічною холодною сухою арктичною повітряною масою (яка рухаються в протилежному напрямку «Арктика→екватор), то здійснюється конденсація водяних парів – розпорошений водяний конденсат замерзає, перетворюється в сніг (або дощ) і осідає на поверхні Землі. Саме такі інтенсивні снігопади (зимою 2012) спостерігалися в північній півкулі. Таким чином, надхолодна зима 2012 р. в північній півкулі підтверджує прогресуючий розвиток ГП.

Підтвердженням наведених вище аналітичних роздумів (основою яких є термодинамічні засади сутності ГП) є рис.2 – результат прикладних реальних спостережень. На рисунку видно – крутизна зростання температури в життєвому просторі трансформувалася вже майже у вертикаль.

Теплонасосна установка нового покоління (ТНУНП).

Стаття пов’язана з поняттям ТНУНП (нового покоління). Це означає, що ТНУНП має певні ознаки, які суттєво покращують її функціонально-енергетичну ефективність і виділяють її серед традиційних сучасних моделей ТНУ.

Загальні функціональні ознаки (ТНУНП).

ТНУНП – це генератор тепла-холода реверсивної дії (обігрів або охолодження жилого середовища (ЖС) при наявності системи повітряного охолодження). Електропривід герметичного гвинтового мотор-компресора нового покоління (МКНП) живиться від локальної сонячно-водневої електростанції (СВЕСЛ) [5,8]. В основі функціонування ТНУНП лежить термодинамічна засада − рекуперація теплової енергії атмосферного повітря. Останнє виконує роль «джерела «холодної» теплоти – «холодильника». Ознаки «нового покоління» ТНУНП – нові функціонально-структурні елементи.

I. Мотор-компресор нового покоління (МКМП).

МКМП є принципово новим функціонально-структурним елементом ТНУНП – представляє собою герметичний конструктив, який об’єднує два функціональні елементи:

а) гвинтовий (шнековий) високообертовий ( ≥ 60.000 об/хв) компресор роторного типу на магнітній підвісці;

б) електропривід на постійних надмагнітах з живленням від СВЕСЛ [8] з частотою струму живлення – 700…900 гц.

Примітка 2.:

1. Проблемою створення вмсокообертового МК довгий час була відсутність надійних немеханічних підшипників. Київська фірма «АЛКОН» (алмазний концерн) в 90-х роках минулого століття виготовляла в промисловому форматі токарні верстати з обертальністю шпінделя (на «повітряній» підвісці) 30.000 об/хв. За допомогою синтетичних алмазних різців власного виробництва верстат забезпечував отримання безпосередньо різцем чистоти поверхні алюмінієвих деталей 12 од..

2. В кінці минулого століття компанія Magnetic Energy (США − складова техаської компанії ABCH) створила електричний мотор-генератор нового покоління на магнітній підвісці (модель Elgen Magnetic Fuel Cell Generator – маса ротора ≈ 1,5 т) потужністю 1МВт. На холостому ходу ротор легко прокручується пальцем руки. Постійні надмагніти сьогодні виготовляють в Китаї.

Підвіска обертальних елементів конструктиву МКНП на постійних надмагнітах, відкриває, на мою думку, також гарну перспективу:

– для подальшого розвитку наземних транспортних засобів;

– для створення енергетично ефективної установки отримання чистої води шляхом низькотемпературної перегонки (див. [5] – рис.16), оскільки в такій установці немає механічних підшипників з мастилами, що забруднюють внутрішній простір МКНП.

3. Сьогодні існують суперечливі думки про вплив «чистої» води (знесоленої, тобто очищеної від солей та мікроелементів – т.з. дистильованої) на здоров'я людини. Одні вчені вважають її корисною. Інші вважають її шкідливою (спричиняє розбалансованість роботи організму, знижує його опірність, провокує різні захворювання). Виникає дилема вибору думки − «хто ближче до істини»? На мою думку, дистильована вода, яка «забруднена негативно інформаційно», може бути шкідливою і навіть дуже шкідливою. Під «чистою» водою слід розуміти не тільки дистильовану воду (очищену від солей та мікроелементів способом перегонки), але і «чисту» (можливо, впреш за все) в інформаційному аспекті (не є переносником «негативної» інформації, яка провокує хвороби, вперш за все, хронічні).

Тому, «чиста» вода (в інформаційно-хімічному аспектах) людині надпотрібна: не тільки як сировинний ресурс економіки (для фармакології тощо), але також як питна вода (з відповідною добавкою потрібних солей та мікроелементів).

МКМП забезпечує термодинамічну досконалість ТНУНП:

– збільшує питому продуктивність тепла-холода (віднесених до одиниці маси), що пов’язано з високими обертами шнека (гвинта) при малій масі МКНП;

– знижує питомі теплові втрати (знижує потік « ? )(ТНУNq → оточуюче середовище») – див. [1], рис.3), внаслідок зменшення поверхні енергетичної взаємодії «МКНП↔оточуюче середовище», що підвищує термодинамічну досконалість ТНУНП (підвищує коефіцієнт kТНУ – див. [1], вираз (2-а);  

– забезпечує більш високий перепад тиску перегрітих парів хладона  між входом і виходом МКМП, знижуючи при цьому тиск насичених парів хладона в теплообміннику-випаровувачі хладона ВХ перед входом в МКМП, тобто зниження температури кипіння хладона (це розширює границю від’ємних температур атмосферного повітря для використання в якості джерела «холодної» теплоти − див. таблицю). 

Сучасний прорив нанотехнологій (мінімізація масштабів просторової взаємодії елементарних частинок в реальному світі) дозволяє ставити завдання (з реальною успішною перспективою створення МКМП зі швидкістю обертанням шнека (ротора) на магнітній підвісці в межах 60.000−120.000 об/хв..

II. Розпізнавач фізіологічного теплового комфорту людини (РФТКЛ).

РФТКЛ є другим принципово новим функціонально-структурним елементом ТНУНП [5,7,8,9]. РФТКЛ здійснює безперервний контроль та утримання ввідповідного теплового мікроклімату ЖС, що відповідає фізіологічному тепловому комфорту людини (ФТКЛ) [7], шляхом регулювання за допомогою ЦНГВ (див.рис.3) подачі обігрівальної води в АОП при обігріві ЖС або шляхом регулювання за допомогою ЦНХП подачі охолоджувального повітря в систему ЖС при його охолодженні (на рис.3 не показано). РФТКЛ характеризується надчутливістю (остання досягається схемними прийомами), яка при достатній продуктивності тепла-холода, забезпечує якісне утримання відповідного мікроклімату в ЖС [9]. 

РФТКЛ включає функціональні «блоки» – а) чутливий елемент (параметричного типу – мідний резистор); б) внутрішній блок електричного живлення; в) електронний блок, формуючий керівно-виконавчі та інформаційні команди. РФТКЛ (з сучасним дизайном конструктиву) варто механічно надійно закріпляти в розетці електроживлення на одній із вертикальних стін ЖС (в місці, що забезпечує максимальний просторовий огляд стін ЖС чутливим елементом РФТКЛ). Передача інформаційних сигналів слід здійснювати безпровідним шляхом («по радіо»). Для підвищення надійності функціонування ТНУНП в екстремальних ситуаціях, ФТКЛ, ЦНГВ та ЦНХП повинні передбачувати наявність «аварійних» джерел електричного живлення (наприклад електричні акумулятори, які в нормальних умовах постійно підзаряджаються).

III. Алюмінієва обігрівальна підлога (АОП).

АОП є третім принципово новим (визначальним в термодинамічному аспекті) функціонально-структурним елементом ТНУНП [5,7]. В будівельно-прикладному аспекті АОП є конструктивом, складеним із спеціальних алюмінієвих профілів. Останні виготовляють методом екструзії (видавлюванням розігрітого до ≈ 450 о С алюмінієвого сплаву через спеціальний інструмент).

Метод виготовлення профілів – безвідхідний.

Застосування АОП має два суттєві достоїнства:

А. Забезпечує безвідхідне виробництво: вихідний продукт виробництва (виготовлений алюмінієвий профіль або він же після певного експлуатаційного періоду) є вхідним ресурсом.

Б. Зумовлює термодинамічну досконалість ТНУНП (див. вираз (2-а) в [1]), оскільки АОП дає можливість знизити температуру ТГ обігрівальної води («гарячої» теплоти) із прийнятої сьогодні 328 о К (55 о С) до 303…304 о К (31…32 о С). Крім цього, забезпечує рівномірний нагрів просторового об’єму ЖС. 8 

IV. Додаткові функціонально-структурні елементи – ФК, ПК.

Форконденсатор (ФК). Теплообмінник, розміщений перед конденсатором (К). Функціональне призначення ФК – догрів обігрівальної води «31…32 о С» → «46…50 о С» для отримання гарячої води побутового призначення.

Посткондкнсатор (ПК). Теплообмінник, розміщений після конденсатора (К). Функціональне призначення ПК – підігрів холодної води із мережі обігрівальною водою до температури ≈24 о С (перша ступінь отримання гарячої води побутового призначення). 

Термодинаміча основа функціонування структури ТНУНП 

 

МКМП  формує  в  замкнутому  герметичному  тракті  циркуляцію  хладона  (Ф22  або відповідного замінника) з його транзитними енергетичними перетвореннями (див. рис.3) –  
«→  ТРВ→ВХ→  НПМК (Е/д +К)  →РТ→  ФК→ КТ (АОВ)→ ПК → РТ →…  →ТРВ». 
Електропривід  (елемент конструктиву МКНП) живиться від СВЕСЛ, (на рис.3  показана 
умовно).  На рис.3 позначено:  
ТРВ – терморегулюючий вентиль (дозує подачу розпиленого рідкого хладона);  
РТ – регенеративний теплообмінник в тракті руху хладона; 
БРОВ –   бачок  об’ємної  компенсації  при  розширенні  обігрівальної  води (h –  висота 
розміщення); 
АОВ − акумулятор обігрівальної води з теплообмінником «хладон→обігрівальна вода»; 
АОП – алюмінієва обігрівальна підлога; 
МКНП − мотор-компресор (високообертовий герментичний гвинтовий) з електроживленням постійним струмом від СВЕСЛ;  
Е/д  – елктричний двигун привода компресора; 
К – гвинтовий високообертовий компресор (60-120 об/хв); 
КТ –  конструктив  конденсатора-теплообмінника «хладон→обігрівальна  вода» 
(розміщений в АОВ); 
ВХ – теплообмінник-випаровувач хладона (термодинамічно досконалий теплообмінник 
«навколишнє повітря↔розпилений хладон»); 
tk , рk  – температура та тиск конденсації хладона в КТ; 
t0 , р0 − температура та тиск насичених парів при кипінні хладона  в ВХ; 
tобігр.води − температура обігрівальної води; 
ПК – постконденсатор (теплообмінник – див. вище «Посткондкнсатор»; 
ФК – форконденсатор (теплообмінник – див. вище «Форконденсатор»; 
ЦН – циркуляційний насос (подає обігрівальну воду із бака-акумулятора в АОП); 
СВЕСЛ  − локальна сонячно-воднева електрична станція; 
РФТКЛ –  розпізнавач  відповідності  теплового  мікроклімату  ЖС  фізіологічному тепловому комфорту людини.  
БКЕ/д  – блок керування роботою Е/д МКНП; 
qN  – втратний (в оточуюче середовище) негентропійний потік;  
qрN(РТ)  –  потік N в  РТ від рідинної фази хладона до його насичених парів; 
qппN( Хл) – потік N перегрітих парів хладона на виході із  РТ; 
qгрN( Хл)  – потік N гарячої рідинної фази хладона «КТ→ФК; 
qрN( Хл) – потік N рідинної фази хладона на виході ізРТ(перед входом в  ТРВ); 
qгрN( Хл) – потік N гарячого рідинного хладона (на виході із КТ після конденсації). 

Короткий коментар до рис.3

Компресор К створює у внутрішній порожнині хладонового тракту у ВХ відповідне розрідження, висмоктуючи насичені пари хладона ( )( Хлqнп N , які утворюються при кипінні, з поглинанням теплоти від оточуючого повітря. Цей потік )( Хлqнп N на виході із К проходить через РТ, де отримує теплоту від рідинного хладона )( Хлq р N , нагріваючись до стану «перегрітих» парів )( Хлqпп N . Дальше він нагрівається (при стисканні) до температури вищої за 100 о С і попадає в ФК. В ФК він догріває «гарячу воду» комунального призначення до температури 40…50 о С, знижуючи, при цьому, свою температуру до рівня ≈ kt . Після ФК потік )( Хлqпп N поступає в )( АОВКТ , де конденсується, віддаючи теплоту обігрівальній воді (нагріваючи її до 31…32 о С). Потік гарячого рідинного хладона )( Хлqгр N на виході із )( АОВКТ після конденсації попадає в ПК, де охолоджуючись, здійснює попередній підігрів «холодної води» комунального призначення (етапи її нагріву: «холодна вода із мережі → ПК→ ).( показанонериснаКТ → ФК». В АОВ розміщені відповідні температурні датчики, які формують в дЕБК / відповідні сигнали керування функціонуванням ТНУНП.

В И С Н О В К И

1. Ірраціональний розвиток субсистеми ІЕ* вже досягнув критичного рівня – стійкої її дегрпдпції (стійкого зростання S) як незворотного процесу. Фундаментальною причиною є її замкнутість (вперш за все, в енергетично-ресурсному аспекті). Сьогодні, по суті, вона «тліє» на залишках сировинно-енергетичних ресурсів. Чергова фаза її кризи, по суті, вже розпочалася, (точніше – продовжує проявлятися з підсиленою відчутністю). Варто відзначити, що ні один із публічно політиків (підтверджуючи початок кризи) ще не розкрив глибинний алгоритмічний сценарій її протікання (така інформація поки що не зустрічалася). На мою думку, цього разу криза буде масштабнішою та затяжнішою (див. вище – «Примітка 1» (п. 1, 2, 3, 4, 5).

2. Створення та масштабне впровадження розглянутої концептуально ТНУНП (перший крок неминучої трансформації в контексті виживання ЛС (вперш за все, в контексті «ІЕ* →ІЕо » − див. [1]–рис.1) вимагає великих інтелектуально-технічних та організаційних зусиль, а також матеріальних затрат. Тому, ініціатором постановки (формулювання) 10    завдання та контролю за його реалізацією повинна бути ООН (як структура ЛС найбільш високого рівня). Створення досконалої моделі ТНУНП та її масштабне впровадження – це процес, який вимагає відповідних матеріальних затрат та часу (варто порівняти з розвитком нафто-газо-вугільної промисловості та розвитком, в цілому, технічного прогресу. Разом з тим, слід врахувати науково-революційні досягнення в нанотехнологіях − мінімізації масштабів просторової взаємодії реального світу.

3. Створення та масштабне впровадження високооборотного МКНП (як функціонально-структурного компоненту ТНУНП) внесе також суттєвий вклад у боротьбу із наслідками ГП (в контексті деградації довкілля), зокрема у боротьбу із супроводжуючим ГП дефіцитом чистої води, оскільки МКНП дозволяє створити енергетично ефективну установу отримання чистої води методом низькотемпературної перегонки − див.: [5]−рис.16, а також див. вище − «Примітка 1» (п.4, 5) та «Примітка 2» (п.1, 2, 3). Це можливе, вперш за все, через відсутність механічної підвіски традиційних компресорів ТНУНП (мастила яких забруднюють внутрішній простір МКНП).

4. ТНУНП суттєво використовує резервний потенціал раціональної термодинамічної засади «теплоенергетичної рекуперації».

В и к о р и с т а н а    л і т е р а т у р а:

  • 1. Стронський Л.М. Першочергові кроки на шляху трансформації існуючої моделі розвитку людської спільноти (ЛС) без зростання ентропії // Зб. матеріалів II-ої Міжнародної науково-практичної конференції «АКТУАЛНІ ПРОБЛЕМИ ЕКОНОМІКИ І ПРАВА»,− (Київ-Лондон),− лютий 2012.
  • 2. Волков О. Земля і небо. // К: Держ. вид-во дит. Літератури УРСР,− 1961.
  • 3. Сторонський Л.М. Ментальність – базовий чинник ірраціонального розвитку людської спільноти // Зб. матеріалів Х-ої Міжнародної науково-практичної конференції «ШЛЯХИ ТА ПРОБЛЕМИ РОЗВИТКУ ЛЮДСКОЇ СПІЛНОТИ»,− (Київ-Лондон),− вересень−жовтень 2012.
  • 4. Стронський Л.М. Ентропія розвитку людської спільноти різко зростає. Чому? Куди рухатися далі? // Зб. Матеріалів IV-ої Міжнародної науково-практичної конференції «ПРОБЛЕМИ КОНСТРУКЦІЇ ТА РОЗВИТКУ ФОРМ САМООРГАНІЗАЦІЇ ЛЮДСЬКОЇ СПІЛЬНОТИ»,− (Кмїв-Лондон),− квітень 2011. 
  • 5. Стронський Л.М. КУДИ РУХАТИСЯ ДАЛІ? ІЗ РОЗДУМІВ ПРО ДЕГРАДАЦІЮ ДОВКІЛЛЯ. // Київ: Видавничий дім «Києво-Могилянська академія», 2008.– 152 с.  
  • 6. Стронський Л.М. ПІЗНАВАЙ СВІТ ЧЕРЕЗ СИСТЕМНЕ МОДЕЛЮВАННЯ // Київ,− вид-во ЛОГОС, − 2009. 
  • 7. Стронський Л.М. Фізіологічний тепловий комфорт людини та жиле середовище. Як його розпізнавати? Як його утримувати? // Зб. Матеріалів XII-ої Міжнародної науково-практичної конференції «КЛЮЧОВІ ІНСТРУМЕНТИ ОРГАНІЗАЦІЇ ЛЮДСКОГО СПІВІСНУВАННЯ. ЕКОНОМІКА І ПРАВО»,− (Кмїв-Лондон),− жовтень-листопад 2011. 
  • 8. Стронський Л.М. РАЦІОНАЛНА ЕНЕРГЕТИКА (ч. III) – єдина модель економічного розвитку без зростання ентропії // ж. ЕЛЕКТРОпанорама, − К.: № 11 – 2010, − (С. 52-53),  
  • 9. Стронський Л.М. Розробка та дослідження теплового сонячного колектора високої енергоперетворювальною ефективністю // Звіт 0295 U 000590 з наукової дослідної роботи. − Київ: Ін-т електродинаміки НАН України, 1994. − 121 с.
  • 10. Стронський Л.М. Раціональна енергетика. Економічна ентропія різко зростає. Чо-му? // ж. ЕЛЕКТРО-панорама, − К.: № 10 – 2010, − (с. 65-68).
  • 11. Дейлі Г. ПОЗА ЗРОСТАННЯМ. Економічна теорія сталого розвитку // Київ. − Вид-во «Інтерсфера». − 2002, С. 297.
Comments: 0
PARTNERS
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.