Šaldytuvo šilumos siurblys

Šilumos siurbliai turi didelį energijos taupymo potencialą, ypač pramoniniuose procesuose. Tai tik šilumos atgavimo sistemos, leidžiančios pakelti šilumą iki sveikesnio lygio. Nors šilumos siurblio principas buvo žinomas nuo XIX a. Vidurio, jis neturėjo jokios paskatos juos plėtoti pigios ir gausios energijos laikais.

Naujausi tyrimai ir plėtra pabrėžė, kad artimiausiais metais šilumos siurblio veikimas greičiausiai pagerės. Patobulinus komponentų dizainą ir panaudojant šiluminius šaltinius, padidės šilumos siurblio našumas. Kalbant apie techninius darbo patirties aspektus, kurie pateikė svarbias įžvalgas planuojant ir projektuojant šilumos siurblių sistemas. Be to, per pastarąjį dešimtmetį pasirodžius naujoms idėjoms ir įrangai, modernizuotas šilumos siurblio šildymo ir aušinimo sistemų dizainas.

Šilumos siurbliai atrodo panašiai kaip oro kondicionavimas (tik priverstinio oro ir išmetimo sistemoms), išskyrus tai, kad jie teikia šildymą ir vėsinimą. Šilumos siurbliams ir oro kondicionieriams reikia naudoti įvairius komponentus, tačiau jie veikia tuo pačiu pagrindiniu principu.

Šiluma natūraliai teka iš aukštesnės į žemesnę temperatūrą. Tačiau šilumos siurbliai gali panaudoti santykinai nedidelį kiekį aukštos kokybės varomosios energijos (elektros energijos, kuro ar aukštos temperatūros šilumos), kad šiluma tekėtų kita kryptimi. Taigi, šilumos siurbliai gali perduoti šilumą iš natūralių šilumos šaltinių, tokių kaip oras, vanduo ar žemė, arba dirbtinių šilumos šaltinių, tokių kaip pramoninės ir buitinės atliekos, statyba ar pramonė. Šilumos siurbliai taip pat gali būti naudojami aušinimui. Šiluma perduodama priešinga kryptimi, nuo panaudojimo, kuri aušinama iki atmosferos aukštoje temperatūroje. Kartais perteklinė aušinimo šiluma naudojama siekiant patenkinti tuo pačiu šilumos poreikį.

Beveik visi šiuo metu veikiantys šilumos siurbliai yra pagrįsti garų suspaudimu arba absorbcijos ciklu. Teoriškai šilumos siurblį galima pasiekti atliekant dar daugiau termodinaminių ciklų ir procesų, įskaitant Stirlingo ir Vuilleumier ciklus, vienfazius ciklus (pvz., Su oru ar inertinėmis dujomis CO2), kietų garų sorbcijos sistemas, hibridines sistemas, visų pirma derinant garų suspaudimą. ir absorbcijos ciklas), termoelektrinis ciklas ir elektromagnetiniai bei akustiniai procesai. Kai kurie iš jų ateina į rinką arba yra pasiekę techninę brandą, ir tikimasi, kad ateityje tai bus reikšminga.

Šilumos siurblys iš tikrųjų yra šilumos variklis, veikiantis atvirkščiai, ir jį galima apibrėžti kaip įrenginį, kuris juda nuo karščio žemos temperatūros ir aukštesnės temperatūros srityje. Gyvenamųjų namų oro šilumos siurblys, dažniausiai naudojamas, pašalina šilumą iš žemos aplinkos oro temperatūros ir praleidžia šilumą patalpose. Norint pasiekti šį tikslą ir vadovaujantis antruoju termodinamikos dėsniu, atliekamas šiluminio siurblio darbinis skystis (ty šaltnešis).

Norint perduoti šilumą iš šilumos šaltinių šilumos išsklaidymui, reikalinga išorinė energija šilumos siurbliui. Teoriškai bendra šilumos siurblio tiekiama šiluma yra lygi šilumai, išgaunamai iš šilumos šaltinio, pridėjus tiekiamos pavaros energijos sumą. Elektra varomi šilumos siurbliai, skirti pastatų šilumai tiekti, paprastai suteikia 100 kW šilumos tik 20-40 kW / h elektros energijos. Daugelis pramoninių šilumos siurblių gali pasiekti dar aukštesnį našumą ir tiek pat šilumos gali sunaudoti tik 3 – 10 kW / h elektros energijos.

Didelės apimties šilumos siurbliai, naudojantys degimo krosnį papildomai šilumai ir (arba) temperatūrai, kai piko yra, tapo populiarūs dėl:

Jie yra pritaikomi modernizacijos rinkoje kaip papildomi agregatai esamose alyvų ar dujų krosnyse ir katiluose
Padidėja kombinuotosios sistemos efektyvumas, palyginti su šiluminiais siurbliais, papildomais atsparumu elektrai.

Šiuo atžvilgiu šilumos siurbliai, dirbantys su papildomu šiluminiu, dažnai sako, kad dirba dvejetainiu režimu. Šilumos siurblys su veikiančia šildymo elektrine varža arba be kito, tarkime, darbo monovalentišku režimu. Išskyrus kai kuriuos valdymo komponentus, skirtus kompresorius ir krosnies eksploatacija, iš tikrųjų naudojami standartiniai šilumos siurblio komponentai. Sistema veikia šilumos siurblio režimu iki nustatytos temperatūros, vadinamos balanso tašku, ir krosnis įjungiama, kai reikia papildomos šilumos, arba, jei oro šilumos siurblio paskirstymas yra atitirpinamas. Kai kuriose sistemose kompresorių galima išjungti visiškai žemiau pusiausvyros taško, o kitose - lygiagrečiai šilumos siurbliui ir krosnies eksploatacija žemyn auksinė žuvis10VC oro šilumos šilumos siurbliui. Šilumos siurblių technologija ypač domina šalto klimato šalys, kuriose tradiciškai šildomos esamos pastatų dujos ar nafta ir reikalaujama papildymo oro kondicionieriumi. Sistema taip pat gali būti naudojama šildymui tik kartu su įprasta krosnele. Verta atsižvelgti į net ir šaltą klimatą, kai esamo šilumos siurblio pusiausvyra prie šio derinio yra pakankamai šildymo dienų.