Ledusskapja siltumsūknis

Siltumsūkņiem ir liels enerģijas ietaupīšanas potenciāls, īpaši rūpnieciskos procesos. Tās ir tikai siltuma reģenerācijas sistēmas, kas ļauj siltuma līmeni atkritumiem paaugstināt līdz veselīgākam līmenim. Lai arī siltumsūkņa princips ir zināms kopš deviņpadsmitā gadsimta vidus, viņam nebija stimula tos attīstīt lētas un bagātīgas enerģijas laikā.

Jaunākie pētījumi un izstrāde norādīja, ka siltumsūkņa darbība nākamajos gados, iespējams, uzlabosies. Uzlabojumi sastāvdaļu dizainā un izlietotā siltuma avotu izmantošanā paaugstinās siltumsūkņa veiktspēju. Kas attiecas uz darba pieredzes tehniskajiem aspektiem, kas sniedza svarīgu ieskatu siltumsūkņu sistēmu plānošanā un projektēšanā. Turklāt pēdējās desmitgades laikā parādījās jaunas idejas un aprīkojums, kas pilnveidoja siltumsūkņu apkures un dzesēšanas sistēmu dizainu.

Siltumsūkņi un izskatās pēc gaisa kondicionēšanas (tikai piespiedu gaisa un izplūdes sistēmām), izņemot tos, kas nodrošina sildīšanu un dzesēšanu. Kamēr siltumsūkņiem, gaisa kondicionieriem ir nepieciešami dažādi komponenti, tie darbojas pēc viena un tā paša pamatprincipa.

Siltums dabiski plūst no augstākas līdz zemākai temperatūrai. Siltumsūkņi tomēr var panākt siltuma plūsmu otrā virzienā, izmantojot salīdzinoši nelielu daudzumu augstas kvalitātes piedziņas enerģijas (elektrība, degviela vai augstas temperatūras atkritumu siltums). Tādējādi siltumsūkņi var pārnest siltumu no tuvumā esošiem dabiskiem siltuma avotiem, piemēram, no gaisa, ūdens vai zemes, vai no cilvēku radītiem siltuma avotiem, piemēram, rūpniecības un sadzīves atkritumiem, celtniecības vai rūpniecības vajadzībām. Dzesēšanai var izmantot arī siltumsūkņus. Siltums tiek novirzīts pretējā virzienā no pielietojuma, ko augstā temperatūrā atdzesē līdz atmosfērai. Dažreiz siltuma pārpalikums no dzesēšanas tiek izmantots, lai apmierinātu vienlaicīgu siltuma pieprasījumu.

Gandrīz visu pašlaik izmantoto siltumsūkņu pamatā ir tvaiku saspiešana vai absorbcijas cikls. Teorētiski siltumsūkni var sasniegt ar daudz vairāk termodinamiskiem cikliem un procesiem, ieskaitot Stirlinga un Vuilleumier cikliem, vienfāzes cikliem (piemēram, ar gaisu vai inertu gāzi CO2), cieto tvaiku sorbcijas sistēmām, hibrīdām sistēmām, jo ​​īpaši apvienojot tvaika kompresiju un absorbcijas cikls), termoelektrisko ciklu un elektromagnētiskos un akustiskos procesus. Daži no tiem ienāk tirgū vai ir sasnieguši tehnisko gatavību, un paredzams, ka tas nākotnē būs nozīmīgs.

Siltumsūknis faktiski ir siltuma motors, kas darbojas atpakaļgaitā, un to var definēt kā ierīci, kas pārvietojas no karstuma zemas temperatūras un augstākas temperatūras reģionā. Dzīvojamo māju gaisa siltumsūkņi, kurus parasti izmanto, noņem siltumu no zemas apkārtējās gaisa temperatūras un izvada to siltumā telpās. Šī mērķa sasniegšanai un saskaņā ar otro termodinamikas likumu tiek veikts darbs ar siltumsūkņa darba šķidrumu (ti, aukstumaģentu).

Lai pārnestu siltumu no siltuma avotiem siltuma izkliedēšanai, siltumsūknim nepieciešama ārēja enerģija. Teorētiski kopējais siltums, ko piegādā siltumsūknis, ir vienāds ar siltumu, kas iegūts no siltuma avota, pieskaitot pievadītās piedziņas enerģijas summu. Elektriski darbināmi siltumsūkņi ēku siltumapgādei parasti dod 100 kW siltuma tikai 20-40 kW / h elektroenerģijas. Daudzi rūpnieciski siltumsūkņi var sasniegt vēl augstāku veiktspēju un nodot tādu pašu siltuma daudzumu tikai 3-10 kW / h elektrības.

Liela mēroga lietojumiem siltuma sūkņi, izmantojot papildu sadegšanas krāsni un / vai temperatūru ar maksimumu, kļuva populāri, pateicoties:

To piemērojamība modernizācijas tirgū kā papildu vienības pie esošajām eļļas vai gāzes plītīm un katliem
Pieaugot kombinētās sistēmas efektivitātei, salīdzinot ar elektriskās pretestības siltumsūkņiem.

Šajā sakarā siltumsūkņi, kas strādā ar papildu termisko, bieži saka, ka strādā binārā režīmā. Siltumsūknis ar sildošo elektrisko pretestību vai bez otra, teiksim, strādājot monovalentā režīmā. Izņemot dažus vadības komponentus, kas paredzēti kompresors un krāsns darbība, faktiski tiek izmantoti standarta siltumsūkņa komponenti. Sistēma darbojas siltumsūkņa režīmā līdz iestatītajai temperatūrai, ko sauc par līdzsvara punktu, un krāsns tiek ieslēgta, kad nepieciešams papildu siltums, vai gaisa siltumsūkņa sadales gadījumā atkausēšana. Dažās sistēmās izslēdz kompresoru pilnīgi zem līdzsvara punkta, bet citās ļauj paralēli siltumsūknim un krāsns darbība uz leju zelta zivtiņa10VC gaisa avota siltumsūknim. Siltumsūkņu tehnoloģija ir īpaši interesanta valstīs ar aukstu klimatu, kur tradicionāli tiek sildītas esošās ēkas ar gāzi vai eļļu un tiek prasīts kāds papildinājums gaisa kondicionēšanai. Sistēmu var izmantot arī sildīšanai tikai kombinācijā ar parasto krāsni. Pat aukstā klimatā ir pietiekams skaits apsildes dienu, kas pārsniedz esošā siltumsūkņa līdzsvara punktu šai kombinācijai, un tas ir jāņem vērā.