Bomba de calor del refrigerador

Las bombas de calor tienen un gran potencial de ahorro de energía, especialmente en procesos industriales. Son solo sistemas de recuperación de calor, que permiten elevar el calor residual de la temperatura a niveles más saludables. Aunque el principio de la bomba de calor se conoce desde mediados del siglo XIX, no tenía ningún incentivo para desarrollarlos en un momento de energía barata y abundante.

Investigaciones y desarrollos recientes señalaron que es probable que el rendimiento de una bomba de calor mejore en los próximos años. Las mejoras en el diseño de los componentes y el uso de fuentes de calor residual aumentarán el rendimiento de la bomba de calor. En lo que respecta a los aspectos técnicos de la experiencia laboral, se pueden utilizar conocimientos importantes para la planificación y el diseño de sistemas de bomba de calor. Además, nuevas ideas y equipos, que aparecieron en la última década, el diseño simplificado de los sistemas de calefacción y refrigeración con bomba de calor.

Las bombas de calor se parecen mucho al aire acondicionado (solo para sistemas de aire forzado y de escape) con la excepción de que proporcionan calefacción y refrigeración. Mientras que las bombas de calor, los acondicionadores de aire requieren el uso de varios componentes, funcionan con el mismo principio básico.

El calor fluye naturalmente de mayor a menor temperatura. Sin embargo, las bombas de calor pueden hacer que el calor fluya en la otra dirección, utilizando una cantidad relativamente pequeña de energía de accionamiento de alta calidad (electricidad, combustible o calor residual a alta temperatura). Por lo tanto, las bombas de calor pueden transferir calor de fuentes naturales de calor en las cercanías, como aire, agua o tierra, o de fuentes de calor artificiales como desechos industriales y domésticos, edificios o aplicaciones industriales. Las bombas de calor también se pueden usar para enfriar. El calor se transfiere en la dirección opuesta, desde la aplicación, que se enfría a la atmósfera a altas temperaturas. A veces, el exceso de calor del enfriamiento se utiliza para satisfacer la demanda simultánea de calor.

Casi todas las bombas de calor actualmente en funcionamiento se basan en el ciclo de compresión o absorción de vapor. Teóricamente, se puede lograr una bomba de calor mediante muchos más ciclos y procesos termodinámicos, incluidos los ciclos Stirling y Vuilleumier, los ciclos monofásicos (por ejemplo, con aire o gases inertes CO2), sistemas de sorción de vapor sólido, sistemas híbridos, en particular, combinando compresión de vapor y ciclo de absorción), ciclo termoeléctrico y procesos electromagnéticos y acústicos. Algunos de estos están ingresando al mercado o han alcanzado la madurez técnica, y se espera que sea significativo en el futuro.

La bomba de calor es, de hecho, un motor térmico que funciona en reversa, y puede definirse como un dispositivo que se mueve del calor en la región de bajas temperaturas en la región de mayor temperatura. La bomba de calor de aire residencial, del tipo que se usa con mayor frecuencia, elimina el calor de las bajas temperaturas del aire ambiente y pasa ese calor al interior. Para lograr este objetivo, y de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, el trabajo se realiza en el fluido de trabajo (es decir, refrigerante) de la bomba de calor.

Para transferir el calor de las fuentes de calor para la disipación de calor, se necesita energía externa para bombear calor. Teóricamente, el calor total suministrado por la bomba de calor es igual al calor extraído de la fuente de calor, más la suma de la energía de accionamiento suministrada. Las bombas de calor accionadas eléctricamente para el suministro de calor de los edificios, por regla general, dan 100 kW de calor solo 20-40 kW / h de electricidad. Muchas bombas de calor industriales pueden lograr un rendimiento aún mayor y poner la misma cantidad de calor solo 3-10 kW / h de electricidad.

Para aplicaciones a gran escala, las bombas de calor que usan un horno de combustión para calor y / o temperatura adicional con un pico se hicieron populares gracias a:

En su aplicabilidad al mercado de modernización como unidades adicionales en las estufas y calderas de gas o petróleo existentes
Al aumentar la eficiencia del sistema combinado en comparación con la resistencia eléctrica, bombas de calor suplementadas con calor.

En este sentido, las bombas de calor que funcionan con energía térmica adicional a menudo dicen que funcionan en modo binario. Bomba de calor con la resistencia eléctrica de calefacción en funcionamiento o sin la otra, por ejemplo, trabajando en modo monovalente. Excluyendo ciertos componentes del control diseñados para regular el compresor y la operación del horno, de hecho, se utilizan componentes estándar de la bomba de calor. El sistema funciona en modo de bomba de calor hasta la temperatura establecida, denominado punto de equilibrio, y el horno se enciende cuando se requiere calor adicional o, en el caso de la distribución de la descongelación de la bomba de calor de aire. En algunos sistemas, el compresor se apaga completamente por debajo del punto de equilibrio, mientras que otros lo permiten en paralelo con la bomba de calor y funcionamiento del horno abajo goldfish10VC para bomba de calor de fuente de aire. La tecnología de bomba de calor es de particular interés en países con climas fríos, donde los medios tradicionales de calentar los edificios existentes de gas o petróleo, y el requisito de un suplemento de aire acondicionado se produce. El sistema también se puede utilizar para calentar solo en combinación con un horno convencional. Incluso en el clima frío, hay una cantidad suficiente de días de calentamiento sobre el punto de equilibrio de la bomba de calor existente para esta combinación, digno de consideración.