Тепловий насос холодильника

Теплові насоси мають великий потенціал для економії енергії, особливо в промислових процесах. Це лише системи рекуперації тепла, які дозволяють підвищити температуру відпрацьованого тепла до більш здорового рівня. Незважаючи на те, що принцип роботи теплового насоса відомий з середини ХІХ століття, не було стимулів розвивати їх у часи дешевої та рясної енергії.

Останні дослідження та розробки вказували на те, що продуктивність теплового насоса, ймовірно, покращиться в найближчі роки. Покращення конструкції компонентів та використання джерел відпрацьованого тепла підвищить продуктивність теплового насоса. Що стосується технічних аспектів досвіду роботи, які дали важливе розуміння для планування та проектування систем теплових насосів. Крім того, нові ідеї та обладнання, що з'явилися в останнє десятиліття, впорядкували дизайн систем опалення та охолодження теплового насоса.

Теплові насоси і дуже нагадують кондиціонер (лише для систем з витяжним повітрям і вихлопом) за винятком того, що вони забезпечують опалення та охолодження. У той час як теплові насоси, кондиціонери вимагають використання різних компонентів, вони працюють за тим самим основним принципом.

Тепло природним чином тече від вищої до нижчої температури. Теплові насоси, однак, здатні здійснювати тепловий потік в іншому напрямку, використовуючи відносно невелику кількість високоякісної приводної енергії (електроенергії, палива або високотемпературного відпрацьованого тепла). Таким чином, теплові насоси можуть передавати тепло від природних джерел тепла в околицях, таких як повітря, вода або земля, або від техногенних джерел тепла, таких як промислові та побутові відходи, будівництво або промислове використання. Теплові насоси також можна використовувати для охолодження. Тепло передається у зворотному напрямку, від подачі, яке охолоджується до атмосфери при високих температурах. Іноді надлишок тепла від охолодження використовується для задоволення одночасного попиту на тепло.

Практично всі теплові насоси, що працюють в даний час, засновані або на циклі стискування пари, або на поглинанні. Теоретично, тепловий насос може бути досягнутий за допомогою багатьох більше термодинамічних циклів і процесів, включаючи цикли Стерлінга та Вуллейєма, однофазні цикли (наприклад, з повітрям або інертними газами CO2), тверді системи сорбції пари, гібридні системи, зокрема, комбінуючи стискання пари. і цикл поглинання), термоелектричний цикл та електромагнітні та акустичні процеси. Деякі з них виходять на ринок або досягли технічної зрілості, і, як очікується, це буде значним у майбутньому.

Тепловий насос - це, власне, тепловий двигун, що працює в зворотному напрямку, і його можна визначити як пристрій, який переміщується від тепла в область низьких температур в область більш високої температури. Житловий повітряний тепловий насос, тип, який найчастіше використовується, відводить тепло від низьких температур навколишнього повітря та пропускає тепло в приміщенні. Для досягнення цієї мети та відповідно до другого закону термодинаміки проводяться роботи на робочому середовищі (тобто холодоагенті) теплового насоса.

Для передачі тепла від джерел тепла для відведення тепла необхідна зовнішня енергія для теплового насоса. Теоретично, загальне тепло, що подається тепловим насосом, дорівнює тепла, що виділяється з джерела тепла, плюс сума поданої енергії приводу. Електричніпривідні теплові насоси для теплопостачання будівель, як правило, дають 100 кВт тепла лише 20-40 кВт / год електроенергії. Багато промислових теплових насосів можуть домогтися ще більшої продуктивності, і подавати однакову кількість тепла лише 3-10 кВт / год електроенергії.

Для масштабного застосування теплові насоси, що використовують топку для додаткового нагрівання та / або температури з піком, стали популярними завдяки:

За їх застосування до ринку модернізації в якості додаткових агрегатів на існуючих нафтогазових плитах і котлах
При підвищенні ефективності комбінованої системи порівняно з електричним опором теплові насоси, що доповнюються.

У зв'язку з цим теплові насоси, що працюють з додатковим теплом, часто кажуть, що працюють у бінарному режимі. Тепловий насос з діючим електричним опором нагріву або без іншого, скажімо, працює в одновалентному режимі. Виключаючи певні компоненти управління, призначені для регулювання компресор та експлуатації печі, фактично використовуються стандартні компоненти теплового насоса. Система працює в режимі теплового насоса до заданої температури, що називається точкою балансу, і піч включається, коли потрібне додаткове тепло або, у разі розподілу повітряного теплового насоса, що відтає. У деяких системах відключають компресор повністю нижче точки рівноваги, а інші дозволяють паралельно тепловому насосу і експлуатація печі вниз золота рибка10VC для теплового насоса джерела повітря. Технологія теплових насосів представляє особливий інтерес у країнах з холодним кліматом, де є традиційні засоби обігріву існуючих будівель газом чи нафтою, а також необхідна потреба в додатку до кондиціонування. Систему також можна використовувати для обігріву лише в поєднанні зі звичайною духовкою. Навіть у холодному кліматі існує достатня кількість опалювальних днів за точки рівноваги існуючого теплового насоса до цієї комбінації, заслуговує на увагу.