Tepelné čerpadlo chladničky

Tepelná čerpadla mají velký potenciál pro úsporu energie, zejména v průmyslových procesech. Jsou to pouze systémy rekuperace tepla, které umožňují zvyšování teploty odpadního tepla na zdravější úroveň. Ačkoli princip tepelného čerpadla je znám již od poloviny devatenáctého století, neměl žádnou motivaci k jejich vývoji v době levné a bohaté energie.

Nedávný výzkum a vývoj poukázal na to, že výkon tepelného čerpadla se pravděpodobně v příštích letech zlepší. Vylepšení v konstrukci součástí a využití zdrojů odpadního tepla zvýší výkon tepelného čerpadla. Pokud jde o technické aspekty pracovních zkušeností, které přinesly důležité poznatky pro plánování a návrh systémů tepelných čerpadel. Kromě toho se v posledním desetiletí objevily nové nápady a zařízení, zjednodušená konstrukce systémů vytápění a chlazení tepelných čerpadel.

Tepelná čerpadla a vypadají podobně jako klimatizace (pouze u systémů nuceného vzduchu a výfukových plynů) s výjimkou, že poskytují topení a chlazení. Zatímco tepelná čerpadla, klimatizace vyžadují použití různých komponent, fungují na stejném základním principu.

Teplo přirozeně proudí z vyšší na nižší teplotu. Tepelná čerpadla však jsou schopna zajistit tok tepla v opačném směru pomocí relativně malého množství vysoce kvalitní pohonné energie (elektřina, palivo nebo vysokoteplotní odpadní teplo). Tepelná čerpadla tedy mohou přenášet teplo z přírodních zdrojů tepla v okolí, jako je vzduch, voda nebo země, nebo z umělých zdrojů tepla, jako je průmyslový a domácí odpad, stavební nebo průmyslové aplikace. Tepelná čerpadla lze také použít pro chlazení. Teplo se přenáší v opačném směru z aplikace, která se při vysokých teplotách ochladí na atmosféru. Někdy se přebytečné teplo z chlazení používá k uspokojení současné potřeby tepla.

Téměř všechna tepelná čerpadla, která jsou v současné době v provozu, jsou založena buď na kompresi páry, nebo na absorpčním cyklu. Teoreticky lze tepelné čerpadlo dosáhnout mnoha termodynamickými cykly a procesy, včetně Stirlingových a Vuilleumierových cyklů, jednofázových cyklů (např. Se vzduchem nebo inertními plyny CO2), systémů sorpce pevných par, hybridních systémů, zejména kombinací kompresí par a absorpční cyklus), termoelektrický cyklus a elektromagnetické a akustické procesy. Některé z nich vstupují na trh nebo dosáhly technické zralosti a očekává se, že budou v budoucnu významné.

Tepelné čerpadlo je ve skutečnosti tepelným motorem pracujícím obráceně a lze jej definovat jako zařízení, které se pohybuje od tepla v oblasti nízkých teplot v oblasti vyšších teplot. Tepelné čerpadlo pro obytný vzduch se nejčastěji používá, odvádí teplo z nízkých teplot okolního vzduchu a teplo prochází uvnitř. K dosažení tohoto cíle a v souladu s druhým zákonem o termodynamice se pracuje na pracovní tekutině (tj. Chladivu) tepelného čerpadla.

K přenosu tepla ze zdrojů tepla pro odvod tepla je zapotřebí tepelné energie pro tepelné čerpadlo. Teoreticky je celkové teplo dodávané tepelným čerpadlem stejné jako teplo odebrané ze zdroje tepla plus součet dodané energie pohonu. Elektricky poháněná tepelná čerpadla pro dodávku tepla do budov zpravidla dávají 100 kW tepla pouze 20-40 kW / h elektřiny. Mnoho průmyslových tepelných čerpadel může dosáhnout ještě vyššího výkonu a dát stejné množství tepla pouze 3-10 kW / h elektřiny.

Pro aplikace ve velkém měřítku se stala tepelná čerpadla využívající spalovací pec pro další teplo a / nebo teplotu se špičkou díky:

V jejich použitelnosti na modernizačním trhu jako další jednotky u stávajících kamen nebo plynových kamen a kotlů
Při zvýšení účinnosti kombinovaného systému ve srovnání s tepelnými čerpadly doplněnými elektrickým odporem.

V tomto ohledu tepelná čerpadla pracující s přídavnými tepelnými čerpadly často říkají, že pracují v binárním režimu. Tepelné čerpadlo s provozním topným elektrickým odporem nebo bez druhého, řekněme, pracuje v monovalentním režimu. S výjimkou určitých součástí ovládacího prvku určeného k regulaci kompresor a provoz pece, ve skutečnosti se používají standardní komponenty tepelného čerpadla. Systém je provozován v režimu tepelného čerpadla až na nastavenou teplotu, nazývanou rovnovážný bod, a pec se zapíná, když je potřeba další teplo, nebo v případě distribuce tání vzduchového tepelného čerpadla. V některých systémech povolte kompresor vypnout úplně pod rovnovážným bodem, zatímco jiné umožňují paralelní s tepelným čerpadlem a provoz pece down goldfish10VC pro tepelné čerpadlo zdroje vzduchu. Technologie tepelných čerpadel je zvláště zajímavá v zemích se studeným podnebím, kde se vyskytují tradiční způsoby vytápění stávajících budov na plyn nebo ropu a požadavek na některý doplněk klimatizace. Systém lze také použít pro vytápění pouze v kombinaci s konvenční troubou. I v chladném podnebí existuje dostatečný počet topných dnů nad rovnovážným bodem stávajícího tepelného čerpadla k této kombinaci, která stojí za zvážení.