Tepelné čerpadlo chladničky

Tepelné čerpadlá majú veľký potenciál na úsporu energie, najmä v priemyselných procesoch. Sú to iba systémy na rekuperáciu tepla, ktoré umožňujú zvyšovanie teploty odpadového tepla na zdravšiu úroveň. Hoci princíp tepelného čerpadla je známy už od polovice devätnásteho storočia, nemal motiváciu ich rozvíjať v čase lacnej a bohatej energie.

Posledný výskum a vývoj poukázali na to, že výkon tepelného čerpadla sa pravdepodobne v nasledujúcich rokoch zlepší. Vylepšenia v konštrukcii komponentov a vo využívaní zdrojov odpadového tepla zvýšia výkonnosť tepelného čerpadla. Pokiaľ ide o technické aspekty pracovných skúseností, ktoré priniesli dôležité informácie o plánovaní a navrhovaní systémov tepelných čerpadiel. Okrem toho sa v poslednom desaťročí objavili nové nápady a zariadenia, zjednodušený dizajn vykurovacích a chladiacich systémov tepelných čerpadiel.

Tepelné čerpadlá a vyzerajú podobne ako klimatizácia (iba pre systémy s núteným obehom vzduchu a výfukové systémy) s tou výnimkou, že poskytujú vykurovanie a chladenie. Kým tepelné čerpadlá, klimatizátory vyžadujú použitie rôznych komponentov, pracujú na rovnakom základnom princípe.

Teplo prirodzene prúdi z vyššej na nižšiu teplotu. Tepelné čerpadlá však dokážu urobiť tepelný tok opačným smerom, využívajúc relatívne malé množstvo vysoko kvalitnej pohonnej energie (elektrina, palivo alebo vysokoteplotné odpadové teplo). Tepelné čerpadlá tak môžu prenášať teplo z prírodných zdrojov tepla v okolí, napríklad zo vzduchu, vody alebo zeme, alebo z umelých zdrojov tepla, ako sú priemyselný odpad a domový odpad, budovy alebo priemyselné aplikácie. Tepelné čerpadlá môžu byť tiež použité na chladenie. Teplo sa prevádza v opačnom smere z aplikácie, ktorá sa pri vysokých teplotách ochladí na atmosféru. Prebytočné teplo z chladenia sa niekedy používa na uspokojenie súčasnej potreby tepla.

Takmer všetky tepelné čerpadlá, ktoré sú v súčasnosti v prevádzke, sú založené buď na kompresnom cykle, alebo na absorpčnom cykle. Teoreticky možno tepelné čerpadlo dosiahnuť mnohými ďalšími termodynamickými cyklami a procesmi vrátane Stirlingovho a Vuilleumierovho cyklu, jednofázových cyklov (napr. Vzduchom alebo inertnými plynmi CO2), sorpčných systémov tuhých pár, hybridných systémov, najmä kombináciou kompresie pár a absorpčný cyklus), termoelektrický cyklus a elektromagnetické a akustické procesy. Niektoré z nich vstupujú na trh alebo dosiahli technickú vyspelosť a očakáva sa, že budú v budúcnosti významné.

Tepelné čerpadlo je v skutočnosti tepelným motorom pracujúcim opačným spôsobom a môže byť definované ako zariadenie, ktoré sa pohybuje od tepla v oblasti nízkych teplôt v oblasti vyšších teplôt. Tepelné čerpadlo pre obytný vzduch, ktoré sa najčastejšie používa, odstraňuje teplo z nízkych teplôt okolitého vzduchu a teplo odovzdáva do interiéru. Na dosiahnutie tohto cieľa av súlade s druhým termodynamickým zákonom sa pracuje na pracovnej tekutine (tj chladive) tepelného čerpadla.

Na prenos tepla zo zdrojov tepla na rozptyl tepla je potrebná tepelná pumpa na externú energiu. Teoreticky je celkové teplo dodávané tepelným čerpadlom rovnaké ako teplo získané zo zdroja tepla plus súčet dodanej energie pohonu. Elektricky poháňané tepelné čerpadlá na dodávku tepla do budov spravidla dávajú 100 kW tepla iba 20-40 kW / h elektriny. Mnoho priemyselných tepelných čerpadiel môže dosiahnuť ešte vyšší výkon a dá rovnaké množstvo tepla iba 3-10 kW / h elektriny.

Pre aplikácie vo veľkom meradle sa stali tepelné čerpadlá využívajúce spaľovaciu pec na ďalšie teplo a / alebo teplotu so špičkou vďaka:

V rámci ich použiteľnosti na trhu modernizácie ako ďalšie jednotky na existujúcich sporákoch a kotloch na ropu alebo plyn
Pri zvyšovaní účinnosti kombinovaného systému v porovnaní s tepelnými čerpadlami s elektrickým odporom.

V tomto ohľade tepelné čerpadlá pracujúce s dodatočnými teplotami často hovoria, že pracujú v binárnom režime. Tepelné čerpadlo s prevádzkovým elektrickým odporom vykurovania alebo bez neho, povedzme, pracujúce v monovalentnom režime. Okrem určitých komponentov ovládacieho prvku určeného na reguláciu kompresor a prevádzka pece sa v skutočnosti používajú štandardné komponenty tepelného čerpadla. Systém sa prevádzkuje v režime tepelného čerpadla až po nastavenú teplotu, ktorá sa nazýva rovnovážny bod, a pec sa zapne, keď je potrebné ďalšie teplo, alebo v prípade distribúcie rozmrazovania tepelného čerpadla vzduchom. V niektorých systémoch kompresor vypnite úplne pod rovnovážnym bodom, zatiaľ čo iné umožňujú paralelné s tepelným čerpadlom a prevádzka pece down goldfish10VC pre tepelné čerpadlo so zdrojom vzduchu. Technológia tepelného čerpadla je obzvlášť zaujímavá v krajinách so studeným podnebím, kde sa vyskytujú tradičné prostriedky na vykurovanie existujúcich budov na plyn alebo ropu a vyskytuje sa požiadavka na určitý doplnok klimatizácie. Systém môže byť tiež použitý na vykurovanie iba v kombinácii s konvenčnou rúrou. Dokonca aj v chladnom podnebí existuje dostatočný počet vykurovacích dní nad rovnovážnym bodom existujúceho tepelného čerpadla k tejto kombinácii, ktorý si zasluhuje pozornosť.