Альтернативою централізованій системі теплопостачання є використання адсорбційних теплових насосів (АТН) в системах опалення і гарячого водопостачання, але великі габарити та висока температура регенерації адсорбентів, які використовуються в таких пристроях, виключає можливість використання низькопотенційних та альтернативних джерел енергії для стадії десорбції.

Метою роботи є показати енергоефективність модернізованої конструкції АТН (рис. 1, а) на базі композитних сорбентів типу «силікагель-кристалогідрат» в системі децентралізованого опалення.

Рис. 1. Конструктивне виконання (а) та термодинамічний цикл роботи (б) АТН

Робочий цикл АТН (рис. 1, 6) складається з чотирьох ліній: ізостери нагрівання      (a-b), ізобари десорбції (b-c), ізостери охолодження (c-d) й ізобари адсорбції (d-a). Iзостера опалення (a-b): клапани між адсорбером, конденсатором і випарником закриті. Температура адсорбенту збільшується з T_a до T_b шляхом нагрівання за допомогою тепла Q_ab.

Введення в конструкцію АТН зварних штирів 12 гідравлічного контуру 2, які приварені під під кутом 45^о до горизонту, на які насаджуються ребра 3, спрощує заміну сорбційного матеріалу та призводить до зниження експлуатаційних затрат при роботі агрегату та трудоємності його обслуговування та ремонту.

Було здійснено порівняння енергоспоживання газового, електричного та твердопаливного котлів з енергоспоживанням АТН. В розрахунках враховано, що регенерація композитного матеріалу здійснювалась за допомогою сонячного колектора. Індексом min позначено споживання енергії насосом при сонячній погоді, а max – при пасмурній. Результати представлені в табл. 1.

Таблиця 1 – Економія енергоресурсів за рахунок використання АТН для опалення будинку площею 100 м²

З табл.1 видно, що для системи децентралізованого опалення приміщень різного призначення, площею 100 м², використання АТН дає можливість економити біля 20 кг у. п. на добу, при цьому температура в приміщенні підтримується на оптимальному рівні 19…22 ^оС. Цю цифру завжди можна віднести до діючої ціни на вихідні енергоресурси.