Toplinska pumpa hladnjaka

Toplinske pumpe imaju veliki potencijal za uštedu energije, posebno u industrijskim procesima. Oni su samo sustavi za povrat topline, koji omogućuju povećanje temperature otpadne topline na zdraviju razinu. Iako je princip toplinske pumpe poznat od sredine devetnaestog stoljeća, nije ih imao poticaj razvijati u doba jeftine i obilne energije.

Najnovija istraživanja i razvoj istaknuli su kako će se rad toplinske pumpe vjerojatno poboljšati u narednim godinama. Poboljšanja u dizajnu komponenata i upotreba otpadnih izvora topline povećati će rad toplinske crpke. Što se tiče tehničkih aspekata radnog iskustva, koji su stvorili važne spoznaje za planiranje i dizajn sustava toplinskih crpki mogu se koristiti. Pored toga, nove ideje i oprema koja su se pojavila u posljednjem desetljeću, racionalizirani dizajn sustava grijanja i hlađenja toplinske pumpe.

Toplinske pumpe i uveliko liče na klimatizaciju (samo za sustave s prisilnim zrakom i ispustima), s izuzetkom što nude grijanje i hlađenje. Dok toplinske crpke, klima-uređaji zahtijevaju upotrebu raznih komponenti, djeluju na istom osnovnom principu.

Toplina prirodno teče od viših do nižih temperatura. Toplinske crpke mogu, međutim, omogućiti protok topline u drugom smjeru, koristeći relativno malu količinu visokokvalitetne pogonske energije (električne energije, goriva ili visoke temperature otpadne topline). Stoga toplinske pumpe mogu prenositi toplinu iz prirodnih izvora topline u blizini, poput zraka, vode ili zemlje, ili od umjetnih izvora topline kao što su industrijski i kućni otpad, građevinski ili industrijski uređaji. Toplinske pumpe se također mogu koristiti za hlađenje. Toplina se prenosi u suprotnom smjeru od primjene koja se na visokim temperaturama hladi u atmosferu. Ponekad se višak topline hlađenjem koristi za podmirivanje istodobne potrebe za toplinom.

Gotovo sve toplinske crpke koje trenutno rade temelje se na ciklusu kompresije ili upijanja pare. Teoretski, toplinska pumpa se može postići mnogim termodinamičkim ciklusima i procesima, uključujući Stirlingov i Vuilleumierov ciklus, jednofazne cikluse (npr. Sa zrakom ili inertnim plinovima CO2), čvrste sisteme sorpcije para, hibridne sustave, posebno kombiniranjem kompresije pare i ciklus apsorpcije), termoelektrični ciklus i elektromagnetski i akustički procesi. Neki od njih ulaze na tržište ili su dostigli tehničku zrelost, a očekuje se da će biti značajni u budućnosti.

Toplinska pumpa je u stvari toplinski motor, koji radi obrnuto, i može se definirati kao uređaj koji se kreće od topline u području niskih temperatura u području viših temperatura. Stambena toplinska pumpa za zrak, tip koji se najčešće koristi, uklanja toplinu iz niskih temperatura okoliša i propušta tu toplinu u zatvorenom prostoru. Da bi se postigao taj cilj, a u skladu s drugim zakonom termodinamike, izvodi se rad na radnom fluidu (tj. Rashladnom sredstvu) toplinske pumpe.

Da bi se toplina prenosila iz izvora topline za rasipanje topline, potrebna je vanjska energija za toplinsku pumpu. Teoretski, ukupna toplina koju opskrbljuje toplinska pumpa jednaka je toplini izdvojenoj iz izvora topline, uvećanoj sumi pogonske energije. Električne električne pumpe za opskrbu toplinom zgrada u pravilu daju 100 kW topline samo 20-40 kW / h električne energije. Mnoge industrijske toplinske crpke mogu postići još veće performanse i stavljati istu količinu topline samo 3-10 kW / h električne energije.

Za velike primjene toplinske pumpe koje koriste peć za izgaranje za dodatnu toplinu i / ili temperaturu s vrhom postali su popularni zahvaljujući:

U svojoj primjeni na modernizacijsko tržište kao dodatne jedinice na postojećim pećima i bojlerima na naftu ili plin
Povećavanjem učinkovitosti kombiniranog sustava u usporedbi s toplinskim crpkama s električnim otporom.

S tim u vezi, toplinske crpke koje rade s dodatnim toplinskim toplinama često kažu da rade u binarnom načinu rada. Toplinska pumpa s električnim otporom za grijanje ili bez drugog, recimo, rada u monovalentnom načinu rada. Isključujući određene komponente kontrole namijenjene za regulaciju kompresor i rada peći se u stvari koriste standardne komponente toplinske pumpe. Sustav djeluje u režimu toplinske crpke do zadane temperature, koja se naziva ravnoteža i peć se uključuje kada je potrebna dodatna toplina ili, u slučaju distribucije odmrzavanja zračne toplinske pumpe. U nekim sustavima kompresor isključuje u potpunosti ispod točke ravnoteže, dok drugi omogućuju paralelno s toplinskom pumpom i rad peći dolje zlatna ribica10VC za toplinsku pumpu izvora zraka. Tehnologija toplinskih pumpi posebno je zanimljiva u zemljama s hladnom klimom, gdje se javljaju tradicionalna sredstva za grijanje postojećih zgrada na plin ili ulje i zahtjev za dopunom neke klimatizacije. Sustav se može koristiti i za grijanje samo u kombinaciji s uobičajenom pećnicom. Čak i u hladnoj klimi, postoji dovoljan broj dana grijanja preko točke ravnoteže postojeće toplinske crpke na ovu kombinaciju, vrijednu razmatranja.