Jääkaapin lämpöpumppu

Lämpöpumppuilla on suuri energiansäästöpotentiaali, etenkin teollisissa prosesseissa. Ne ovat vain lämmön talteenottojärjestelmiä, jotka mahdollistavat hukkalämpötilan nostamisen terveellisemmälle tasolle. Vaikka lämpöpumpun periaate on ollut tiedossa yhdeksästoista vuosisadan puolivälistä lähtien, sillä ei ollut mitään kannustinta kehittää niitä halvan ja runsaan energian aikana.

Tuoreessa tutkimuksessa ja kehityksessä todettiin, että lämpöpumpun suorituskyky paranee todennäköisesti tulevina vuosina. Komponenttien suunnittelun ja jätelämmönlähteiden käytön parannukset lisäävät lämpöpumpun suorituskykyä. Työkokemuksen teknisistä näkökohdista voidaan käyttää tärkeitä näkemyksiä lämpöpumppujärjestelmien suunnittelusta ja suunnittelusta. Lisäksi viime vuosikymmenellä ilmestyneet uudet ideat ja laitteet, lämpöpumpun lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmien virtaviivaistettu suunnittelu.

Lämpöpumput ja näyttävät paljon ilmastointilaitteilta (vain paineilma- ja poistojärjestelmille) paitsi, että ne tarjoavat lämmityksen ja jäähdytyksen. Lämpöpumput, ilmastointilaitteet vaativat eri komponenttien käyttöä, mutta ne toimivat samalla perusperiaatteella.

Lämpö virtaa luonnollisesti korkeammasta matalampaan lämpötilaan. Lämpöpumput kykenevät kuitenkin saamaan lämmön virtaamaan toiseen suuntaan käyttämällä suhteellisen vähän korkealaatuista käyttöenergiaa (sähkö, polttoaine tai korkean lämpötilan jätelämpö). Siten lämpöpumput voivat siirtää lämpöä läheisyydessä olevista luonnollisista lämmönlähteistä, kuten ilmasta, vedestä tai maasta, tai ihmisen tekemistä lämmönlähteistä, kuten teollisuus- ja kotitalousjätteistä, rakennus- tai teollisuussovelluksista. Lämpöpumppuja voidaan käyttää myös jäähdytykseen. Lämpö siirretään vastakkaiseen suuntaan sovelluksesta, joka jäähdytetään ilmakehään korkeissa lämpötiloissa. Joskus jäähdytyksestä saatua ylimääräistä lämpöä käytetään samanaikaisen lämmön tarpeen täyttämiseen.

Lähes kaikki tällä hetkellä toiminnassa olevat lämpöpumput perustuvat joko höyryn puristus- tai absorptiosykliin. Lämpöpumppu voidaan teoriassa saavuttaa monilla muilla termodynaamisilla jaksoilla ja prosesseilla, mukaan lukien Stirling- ja Vuilleumier-syklit, yksivaiheiset jaksot (esim. Ilmalla tai inertillä kaasulla CO2), kiinteät höyryn sorptiojärjestelmät, hybridijärjestelmät, erityisesti yhdistämällä höyryn puristus ja absorptiosykli), termoelektrinen sykli ja sähkömagneettiset ja akustiset prosessit. Jotkut näistä ovat tulossa markkinoille tai saavuttaneet teknisen kypsyyden, ja niiden odotetaan olevan merkittäviä tulevaisuudessa.

Lämpöpumppu on itse asiassa lämpömoottori, joka toimii käänteisesti, ja se voidaan määritellä laitteeksi, joka siirtyy lämmöstä matalien lämpötilojen alueella korkeamman lämpötilan alueella. Asuinilmalämpöpumppu, tyyppi, jota käytetään yleisimmin, poistaa lämpö matalasta ympäristön lämpötilasta ja lämmittää sen sisätiloissa. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi ja termodynamiikan toisen lain mukaisesti tehdään työ lämpöpumpun käyttönesteelle (ts. Kylmäaineelle).

Lämpöenergian siirtämiseksi lämmönlähteistä lämmönpoistoa varten tarvitaan ulkoista energiaa lämpöpumppuun. Lämpöpumpun toimittama kokonaislämpö on teoreettisesti yhtä suuri kuin lämmönlähteestä uutettu lämpö, ​​plus toimitetun käyttöenergian summa. Sähkökäyttöiset lämpöpumput rakennusten lämmönjakeluun antavat yleensä 100 kW lämpöä vain 20-40 kW / h sähköä. Monet teollisuuslämpöpumput voivat saavuttaa vielä paremman suorituskyvyn ja laittaa saman määrän lämpöä vain 3-10 kW / h sähköä.

Laajamittaisissa sovelluksissa lämpöpumput, joissa käytetään polttouunia lisälämmön ja / tai lämpötilan saavuttamiseksi, ovat huippuja, johtuen:

Niitä voidaan soveltaa modernisointimarkkinoille lisäyksiköinä olemassa olevissa öljy- tai kaasu-uuneissa ja kattiloissa
Lisäämällä yhdistetyn järjestelmän tehokkuutta verrattuna sähkövastuksella lämpökäsiteltyihin lämpöpumppuihin.

Tältä osin lämpölämpöpumput, jotka toimivat lisälämpötiloilla, sanovat usein työskentelevän binaaritilassa. Lämpöpumppu, jolla on toimiva lämmityksen sähkövastus tai ilman toista, esimerkiksi työskentelevät yksiarvoisessa tilassa. Lukuun ottamatta tiettyjä säätimen komponentteja, jotka on suunniteltu säätelemään kompressori ja uunin toiminnassa käytetään itse asiassa vakio lämpöpumppukomponentteja. Järjestelmää käytetään lämpöpumppumoodissa asetettuun lämpötilaan saakka, jota kutsutaan tasapainopisteeksi, ja uuni kytketään päälle, kun tarvitaan lisälämpöä tai jos kyseessä on ilmalämpöpumpun sulaminen. Joissain järjestelmissä kompressori voidaan kytkeä kokonaan pois tasapainopisteen alapuolella, kun taas toisissa järjestelmissä sallii lämpöpumpun ja uunin toiminta alas goldfish10VC ilmalämpöpumpulle. Lämpöpumpputeknologia on erityisen kiinnostava maissa, joissa on kylmä ilmasto, joissa perinteiset lämmitysmenetelmät olemassa oleville rakennuksille kaasua tai öljyä ja vaatimus joihinkin ilmastointilisään täydennetään. Järjestelmää voidaan käyttää myös lämmitykseen vain yhdessä tavanomaisen uunin kanssa. Jopa kylmässä ilmastossa on olemassa riittävä määrä lämmityspäiviä olemassa olevan lämpöpumpun tasapainopisteessä tämän yhdistelmän suhteen, ja se on huomionarvoinen.