Тепловая энергия от транс­критических тепловых насосов на CO₂ для малых морских применений

Тепловые насосы являются более эффективным способом нагрева воды по сравнению с обычными электрическими системами нагрева. Однако вредное воздействие на окружающую среду традиционных хладагентов — хлорфторуглеродов (CFC) и гидрохлорфторуглеродов (HCFC) — требует внедрения более устойчивых альтернатив. В морских применениях утечки HCFC могут нанести значительный ущерб чувствительным прибрежным экосистемам и оказывают сильное парниковое воздействие. Обычный CO₂ (R744 при использовании в качестве хладагента) является перспективной заменой HCFC благодаря низкому потенциалу глобального потепления и разрушения озонового слоя. В статье исследуется адаптация традиционного грунтового контура геотермального теплового насоса в морской контур для использования с морской водой или в прибрежных условиях. Представлены новые аналитические результаты по использованию тепловой энергии морской воды для нагрева хозяйственно-бытовой воды с помощью транс­критического теплового насоса на CO₂. В последнее время были проведены значительные исследования циклов транс­критических тепловых насосов на CO₂, включая методы совершенствования и оптимизации циклов. Однако эти исследования в основном были сосредоточены на традиционных конфигурациях тепловых насосов, в которых источником теплоты обычно служит окружающий воздух. Температура геотермальных источников в течение года в среднем изменяется от 8 до 12°C. Большой водоём с температурой в этом диапазоне может обеспечить стабильный источник тепловой энергии и тем самым эффективно заменить грунтовый источник, используемый в обычных геотермальных тепловых насосах.