Bomba de calor do refrigerador

As bombas de calor têm um grande potencial de economia de energia, especialmente em processos industriais. São apenas sistemas de recuperação de calor, que permitem elevar o calor residual da temperatura para níveis mais saudáveis. Embora o princípio da bomba de calor seja conhecido desde meados do século XIX, não havia incentivo para desenvolvê-los em uma época de energia barata e abundante.

Pesquisas e desenvolvimentos recentes apontaram que é provável que o desempenho de uma bomba de calor melhore nos próximos anos. Melhorias no design dos componentes e no uso de fontes de calor residual aumentarão o desempenho da bomba de calor. No que diz respeito aos aspectos técnicos da experiência de trabalho, os quais produziram informações importantes para o planejamento e o design de sistemas de bombas de calor podem ser utilizados. Além disso, novas idéias e equipamentos, aparecendo na última década, o design simplificado dos sistemas de aquecimento e refrigeração da bomba de calor.

As bombas de calor se parecem muito com o ar condicionado (apenas para sistemas de ar forçado e de escape), com a exceção de que fornecem aquecimento e resfriamento. Embora as bombas de calor, os condicionadores de ar exijam o uso de vários componentes, eles operam com o mesmo princípio básico.

O calor flui naturalmente da temperatura mais alta para a mais baixa. Bombas de calor, no entanto, capazes de fazer o fluxo de calor na outra direção, usando uma quantidade relativamente pequena de energia de acionamento de alta qualidade (eletricidade, combustível ou calor residual de alta temperatura). Assim, as bombas de calor podem transferir calor de fontes naturais de calor nas proximidades, como ar, água ou terra, ou de fontes de calor artificiais, como resíduos industriais e domésticos, aplicações em edifícios ou aplicações industriais. Bombas de calor também podem ser usadas para resfriamento. O calor é transferido na direção oposta, da aplicação, que é resfriada para a atmosfera em altas temperaturas. Às vezes, o excesso de calor do resfriamento é usado para atender à demanda simultânea de calor.

Quase todas as bombas de calor atualmente em operação são baseadas no ciclo de compressão ou absorção de vapor. Teoricamente, uma bomba de calor pode ser alcançada por muitos ciclos e processos termodinâmicos, incluindo ciclos de Stirling e Vuilleumier, ciclos monofásicos (por exemplo, com ar ou gases inertes CO2), sistemas de sorção de vapor sólido, sistemas híbridos, em particular, combinando compressão de vapor e ciclo de absorção), ciclo termoelétrico e processos eletromagnéticos e acústicos. Alguns deles estão entrando no mercado ou atingiram a maturidade técnica e espera-se que sejam significativos no futuro.

A bomba de calor é, de fato, um motor de calor, funcionando ao contrário, e pode ser definido como um dispositivo que se move do calor na região de baixas temperaturas na região de temperaturas mais altas. A bomba de calor residencial, do tipo mais comum em uso, remove o calor das baixas temperaturas do ar ambiente e passa esse calor em ambientes fechados. Para atingir esse objetivo, e de acordo com a segunda lei da termodinâmica, o trabalho é realizado no fluido de trabalho (ou seja, refrigerante) da bomba de calor.

Para transferir o calor das fontes de calor para dissipação de calor, é necessária energia externa para a bomba de calor. Teoricamente, o calor total fornecido pela bomba de calor é igual ao calor extraído da fonte de calor, mais a soma da energia fornecida. As bombas de calor acionadas eletricamente para suprimento de calor em edifícios, em regra, fornecem 100 kW de calor apenas 20-40 kW / h de eletricidade. Muitas bombas de calor industriais podem atingir um desempenho ainda mais alto e colocar a mesma quantidade de calor apenas com a 3-10 kW / h de eletricidade.

Para aplicações em larga escala, as bombas de calor que usam um forno de combustão para aquecimento e / ou temperatura adicionais com um pico se tornaram populares graças a:

Em sua aplicabilidade ao mercado de modernização como unidades adicionais nos fogões e caldeiras a óleo ou gás existentes
Ao aumentar a eficiência do sistema combinado em comparação com as bombas de calor suplementadas por calor de resistência elétrica.

Nesse sentido, as bombas de calor que trabalham com energia térmica adicional costumam dizer que trabalham no modo binário. Bomba de calor com a resistência elétrica de aquecimento operacional ou sem a outra, digamos, trabalhando no modo monovalente. Excluindo certos componentes do controle projetados para regular o compressor e na operação do forno, de fato, são usados ​​componentes padrão da bomba de calor. O sistema é operado no modo de bomba de calor até a temperatura definida, chamada de ponto de equilíbrio e o forno é ligado quando é necessário o calor adicional ou, no caso da distribuição do degelo da bomba de calor a ar. Em alguns sistemas, o compressor é desligado completamente abaixo do ponto de equilíbrio, enquanto outros permitem paralelo à bomba de calor e operação do forno down goldfish10VC para bomba de calor de fonte de ar. A tecnologia de bomba de calor é de particular interesse em países com climas frios, onde os meios tradicionais de aquecimento dos edifícios existentes a gás ou óleo e a exigência de algum suplemento de ar condicionado ocorrem. O sistema também pode ser usado para aquecimento apenas em combinação com um forno convencional. Mesmo no clima frio, há um número suficiente de dias de aquecimento acima do ponto de equilíbrio da bomba de calor existente para essa combinação, digno de consideração.