Термопомпа на хладилник

Топлинните помпи имат голям потенциал за икономия на енергия, особено в индустриалните процеси. Те са само системи за рекуперация на топлина, които позволяват повишаване на температурата на отпадъчната топлина до по-здравословни нива. Въпреки че принципът на термопомпата е известен от средата на деветнадесети век, не е имал стимул да ги развива във време на евтина и изобилна енергия.

Последните изследвания и разработки посочиха, че работата на термопомпата вероятно ще се подобри през следващите години. Подобренията в конструкцията на компонентите и използването на източници на отпадна топлина ще повишат работата на термопомпата. По отношение на техническите аспекти на работния опит, които дадоха важни идеи за планиране и проектиране на системи за термопомпи. В допълнение, нови идеи и оборудване, появяващи се през последното десетилетие, опростения дизайн на отоплителните и охлаждащи системи за термопомпа.

Топлинните помпи и приличат много на климатик (само за системи с принудителен въздух и изпускателни газове) с изключение на това, че осигуряват отопление и охлаждане. Докато термопомпите, климатиците изискват използването на различни компоненти, те работят на същия основен принцип.

Топлината тече естествено от по-висока към по-ниска температура. Топлинните помпи обаче могат да направят топлинния поток в другата посока, като използват сравнително малко количество висококачествена задвижваща енергия (електричество, гориво или високотемпературна отпадна топлина). По този начин термопомпите могат да пренасят топлина от естествени източници на топлина в близост, като въздух, вода или земя, или от изкуствени източници на топлина, като например промишлени и битови отпадъци, строителни или промишлени приложения. Топлинните помпи могат да се използват и за охлаждане. Топлината се пренася в обратна посока, от приложението, което се охлажда до атмосфера при високи температури. Понякога излишната топлина от охлаждането се използва за задоволяване на едновременното търсене на топлина.

Почти всички термопомпи, които в момента работят, се основават или на цикъла на компресия на парата или на абсорбцията. Теоретично, термопомпата може да бъде постигната чрез много повече термодинамични цикли и процеси, включително цикли на Стърлинг и Вуйлемиер, еднофазни цикли (напр. С въздушни или инертни газове CO2), твърди системи за сорбция на парите, хибридни системи, по-специално, комбиниране на компресия на парите и абсорбционен цикъл), термоелектричен цикъл и електромагнитни и акустични процеси. Някои от тях навлизат на пазара или са достигнали техническа зрялост и се очаква да бъдат значителни в бъдеще.

Топлинната помпа всъщност е топлинен двигател, работещ в обратна посока и може да бъде определен като устройство, което се движи от топлината в областта на ниските температури в района на по-висока температура. Жилищна въздушна термопомпа, тип, която се използва най-често, премахва топлината от ниските температури на околния въздух и преминава през тази топлина на закрито. За постигане на тази цел и в съответствие с втория закон на термодинамиката се извършва работа върху работния флуид (т.е. хладилен агент) на термопомпата.

За да се прехвърли топлината от топлинни източници за разсейване на топлината, за термопомпата е необходима външна енергия. Теоретично общата топлина, подавана от термопомпата, е равна на топлината, извлечена от източника на топлина, плюс сумата на задвижваната енергия. Електрическидвижените термопомпи за топлоснабдяване на сгради, като правило, дават 100 kW топлина само 20-40 kW / h електроенергия. Много индустриални термопомпи могат да постигнат още по-висока производителност и да поставят същото количество топлина само с 3-10 kW / h електроенергия.

За широкомащабни приложения термопомпите, използващи пещ за изгаряне за допълнителна топлина и / или температура с пик, станаха популярни благодарение на:

По своята приложимост към модернизационния пазар като допълнителни агрегати в съществуващите петролни и газови печки и котли
При повишаване на ефективността на комбинираната система в сравнение с термопомпите с добавяне на електрическо съпротивление.

В тази връзка, термопомпите, работещи с допълнителна топлина, често казват, че работят в двоичен режим. Топлинна помпа с работещо електрическо съпротивление за отопление или без другото, да речем, работи в моновалентен режим. С изключение на някои компоненти на управлението, предназначено за регулиране на компресор и работата на пещта, всъщност се използват стандартни компоненти на термопомпата. Системата работи в режим на термопомпата до зададената температура, наречена точка на баланс и пещта се включва, когато се изисква допълнителна топлина или, в случай на разпределение на размразяването на въздушната термопомпа. В някои системи се изключва компресора напълно под точката на равновесие, докато други позволяват успоредно с термопомпата и работа на пещта надолу златна рибка10VC за термопомпа за източник на въздух. Технологията за термопомпи представлява особен интерес в страни със студен климат, където традиционните средства за отопление на съществуващите сгради на газ или масло и изискването за някои добавки за климатик. Системата може да се използва и за отопление само в комбинация с конвенционална фурна. Дори в студения климат има достатъчен брой отоплителни дни над точката на равновесие на съществуващата термопомпа към тази комбинация, заслужаваща внимание.