משאבת חום מקרר
למשאבות חום פוטנציאל גדול לחיסכון באנרגיה, במיוחד בתהליכים תעשייתיים. אלה רק מערכות לשחזור חום, המאפשרות להעלות את חום הפסולת הטמפרטורה לרמות בריאות יותר. למרות שעקרון משאבת החום היה ידוע מאז אמצע המאה התשע עשרה, לא היה שום תמריץ לפתח אותם בתקופה של אנרגיה זולה ושופעת. מחקרים ופיתוח שנערכו לאחרונה הצביעו על כך שביצועי משאבת החום עשויים להשתפר במהלך השנים הקרובות. שיפורים בתכנון הרכיבים ושימוש במקורות חום פסולת יעלו את ביצועי משאבת החום. באשר להיבטים הטכניים של ניסיון בעבודה, אשר הניבו תובנות חשובות לתכנון ועיצוב מערכות משאבות חום ניתן להשתמש בהן. בנוסף, רעיונות וציוד חדשים, המופיעים בעשור האחרון, התכנון היעיל של מערכות החימום והקירור של משאבות החום. משאבות חום ונראות הרבה כמו מיזוג אוויר (רק למערכות אוויר וכפייה בכפייה) למעט העובדה שהם מספקים חימום וקירור.
בעוד שמשאבות חום, מזגנים דורשים שימוש ברכיבים שונים, הם פועלים על אותו עיקרון בסיסי. החום זורם באופן טבעי מטמפרטורה גבוהה יותר ונמוכה. עם זאת, משאבות חום מסוגלות לגרום לזרימת החום לכיוון השני, תוך שימוש בכמות קטנה יחסית של אנרגיית כונן איכותית (חשמל, דלק או חום פסולת בטמפרטורה גבוהה). לפיכך, משאבות חום יכולות להעביר חום ממקורות חום טבעיים בסביבה, כמו אוויר, מים או אדמה, או ממקורות חום מעשה ידי אדם כמו פסולת תעשייתית וביתית, לבניין או ליישומים תעשייתיים. ניתן להשתמש גם במשאבות חום לקירור. החום מועבר בכיוון ההפוך, מהיישום, שמתקרר לאטמוספרה בטמפרטורות גבוהות. לפעמים החום העודף מהקירור משמש כדי לענות על הביקוש בו זמנית לחום. כמעט כל משאבות החום הפועלות כיום מבוססות על מחזור דחיסת האדים או הספיגה. באופן תיאורטי, ניתן להשיג משאבת חום על ידי מחזורים ותהליכים תרמודינמיים רבים נוספים, כולל מחזורי סטירלינג וויליאר, מחזורים חד פאזיים (למשל עם גזים אוויר או אינרטיים CO2), מערכות ספיחת אדים מוצקות, מערכות היברידיות, בפרט, המשלבות דחיסת אדים. ומחזור ספיגה), מחזור תרמו-אלקטרי ותהליכים אלקטרומגנטיים ואקוסטיים. חלקם נכנסים לשוק או הגיעו לפדיון טכני וצפויים להיות משמעותיים בעתיד.
משאבת החום הינה, למעשה, מנוע חום, הפועל לאחור, וניתן להגדירו כמכשיר שנע מהחום באזור הטמפרטורות הנמוכות באזור הטמפרטורה הגבוהה יותר. משאבת חום למגורים, סוג הנפוץ ביותר בשימוש, מסלק את החום מטמפרטורות האוויר הסביבתיות הנמוכות ומעביר את החום לבית. כדי להשיג מטרה זו, ובהתאם לחוק השני של התרמודינמיקה, מבוצעות עבודות על נוזל העבודה (כלומר קירור) של משאבת החום. על מנת להעביר את החום ממקורות חום לפיזור החום, יש צורך באנרגיה חיצונית לשאיבת החום. תיאורטית, סך החום שמספק משאבת החום שווה לחום המופק ממקור החום, בתוספת סכום אנרגיית הכונן המסופקת. משאבות חום מונע חשמלי לאספקת חום של בניינים, ככלל, נותנות 100 קילוואט חום בלבד 20-40 קילוואט חשמל לשעה. משאבות חום תעשייתיות רבות יכולות להשיג ביצועים גבוהים אף יותר, ולהכניס לאותה כמות חום רק 3-10 קוט"ש חשמל. ליישומים בקנה מידה גדול, משאבות חום המשתמשות בתנור בעירה לחום ו / או טמפרטורה נוספים עם שיא הפכו פופולריות בזכות: ביישומם לשוק המודרניזציה כיחידות נוספות בתנורי הדלק הקיימים בנפט או בגז
בהגברת היעילות של המערכת המשולבת בהשוואה למשאבות החום התוספות בחשמל. בהקשר זה, משאבות חום העובדות עם תרמיות נוספות אומרות לעיתים קרובות כי עבודה במצב בינארי. משאבת חום עם התנגדות חשמלית לחימום הפעלה או ללא האחר, נניח, עובדת במצב חד-מונעי. לא כולל רכיבים מסוימים בבקרה שנועדו להסדיר את ה- מַדחֵס ותפעול הכבשן, למעשה משתמשים ברכיבי משאבת חום סטנדרטיים. המערכת מופעלת במצב משאבת חום עד לטמפרטורה שנקבעה, הנקראת נקודת האיזון והתנור מופעל כאשר החום הנוסף נדרש או במקרה של חלוקת הפשרת משאבת חום האוויר. במערכות מסוימות מאפשרים מדחס מחוץ לחלוטין לנקודת שיווי המשקל, בעוד שאחרים מאפשרים במקביל למשאבת חום ו הפעלת הכבשן דג זהב למטה משאבת חום מקור מקור אוויר 10VC. טכנולוגיית משאבות החום מעניינת במיוחד במדינות עם אקלים קר, שם מתרחשות האמצעים המסורתיים לחימום מבנים קיימים של גז או נפט, והדרישה לתוספת מיזוג אוויר מתרחשת. ניתן להשתמש במערכת גם לחימום רק בשילוב עם תנור קונבנציונאלי. אפילו באקלים הקר יש מספר מספיק של ימי חימום בנקודת שיווי המשקל של משאבת החום הקיימת לשילוב זה, ראוי להתחשבות בו. ..
|