Hűtőszivattyú

A hőszivattyúk nagy energiamegtakarítási potenciállal bírnak, különösen az ipari folyamatokban. Ezek csak hővisszanyerő rendszerek, amelyek lehetővé teszik a hulladékhőmérséklet egészségesebb szintre emelését. Noha a hőszivattyú elve a tizenkilencedik század közepe óta ismert, nem volt ösztönző arra, hogy olcsó és bőséges energia idején fejlesszék azokat.

A legújabb kutatások és fejlesztések rámutattak, hogy a hőszivattyú teljesítménye valószínűleg javul az elkövetkező években. Az alkatrészek tervezésének javítása és a hulladékhőforrások felhasználása növeli a hőszivattyú teljesítményét. Ami a munkatapasztalat technikai szempontjait illeti, amelyek fontos betekintést nyújtottak a hőszivattyú-rendszerek tervezéséhez és tervezéséhez. Ezenkívül az elmúlt évtizedben megjelenő új ötletek és felszerelések a hőszivattyú fűtési és hűtési rendszereinek korszerűsített kialakítását is tartalmazzák.

Hőszivattyúk és nagyon hasonló a légkondicionáláshoz (csak a levegő- és kipufogórendszerekhez), azzal a különbséggel, hogy fűtést és hűtést biztosítanak. Míg a hőszivattyúk, a légkondicionálók különféle alkatrészeket igényelnek, ugyanazon az alapelven működnek.

A hő természetesen folyik a magasabb hőmérséklettől az alacsonyabb hőmérsékletig. A hőszivattyúk viszont viszonylag kis mennyiségű, kiváló minőségű hajtóenergiát (villamos energia, üzemanyag vagy magas hőmérsékletű hulladékhő) felhasználva képesek a hő másik irányába áramlására. Így a hőszivattyúk képesek hőt átvinni a közelben lévő természetes hőforrásokból, például levegőből, vízből vagy földből, vagy ember által létrehozott hőforrásokból, például ipari és háztartási hulladékokból, építési vagy ipari alkalmazásokból. Hőszivattyúk is használhatók hűtéshez. A hőt az alkalmazásból az ellenkező irányba továbbítják, amelyet magas hőmérsékleten atmoszférára hűtnek. A hűtésből származó felesleges hőt néha felhasználják az egyidejű hőigény kielégítésére.

A jelenleg működő hőszivattyúk szinte az összes része a gőzpréselésen vagy abszorpciós cikluson alapul. Elméletileg a hőszivattyút sokkal több termodinamikai ciklus és folyamat révén lehet elérni, beleértve a Stirling és a Vuilleumier ciklusokat, az egyfázisú ciklusokat (pl. Levegővel vagy inert gázokkal CO2), szilárd gőz szorpciós rendszereket, hibrid rendszereket, különös tekintettel a gőz kompressziójának kombinálására. és abszorpciós ciklus), hőelektromos ciklus, valamint elektromágneses és akusztikus folyamatok. Ezek közül néhány belép a piacra, vagy elérte a technikai érettséget, és várhatóan jelentős lesz a jövőben.

A hőszivattyú valójában egy hátramenetileg működő hőmotor, és úgy definiálható, mint olyan eszköz, amely a hőtől az alacsony hőmérséklet és a magasabb hőmérséklet közelében mozog. Lakossági levegő hőszivattyú, amelyet a leggyakrabban használnak, eltávolítja a hőt az alacsony környezeti levegő hőmérséklettől, és továbbmelegíti ezt a hőt beltéren. E cél elérése érdekében, a termodinamika második törvényével összhangban, a hőszivattyú munkafolyadékán (azaz hűtőközegén) dolgoznak.

Annak érdekében, hogy a hő a hőforrásokból hőszigetelésre kerüljön, külső hőre van szükség a hőszivattyúzáshoz. Elméletileg a hőszivattyú által szolgáltatott teljes hő megegyezik a hőforrásból kivont hővel, plusz a meghajtott energia összege. Az elektromos hajtású hőszivattyúk épületek hőellátásához általában 100 kW hőmennyiséget adnak csak 20-40 kW / h villamos energiát. Számos ipari hőszivattyú még jobb teljesítményt érhet el, ugyanolyan hőmennyiséggel csak 3-10 kW / h villamos energiát képes leadni.

Nagyszabású alkalmazásokhoz a hőszivattyúk, amelyek égetőkemencét használnak a kiegészítő hő és / vagy hőmérséklet eléréséhez, és a csúcspontját a következőknek köszönhetően váltak népszerűvé:

A modernizációs piacon történő kiegészítő alkalmazhatóságukként a meglévő olaj- vagy gáztűzhelyek és kazánok számára
A kombinált rendszer hatékonyságának növelésénél az elektromos ellenállás hőszivattyúkhoz képest.

Ebben a tekintetben a kiegészítő hővel működő hőszivattyúk gyakran azt mondják, hogy bináris üzemmódban működnek. Hőszivattyú működő fűtési elektromos ellenállással vagy más nélkül, mondjuk, monovalens üzemmódban dolgozik. Kivéve a vezérlés egyes elemeit, amelyek célja a kompresszor és a kemence működése, valójában a standard hőszivattyú-alkatrészeket használják. A rendszert hőszivattyú üzemmódban üzemeltetik a beállított hőmérsékletig, az úgynevezett egyensúlyi pontig, és a kemence bekapcsol, ha kiegészítő hőre van szükség, vagy légszivattyú elosztás esetén. Egyes rendszerekben a kompresszort teljesen az egyensúlyi pont alatt lehet kapcsolni, másokban pedig a hőszivattyúval és a a kemence működése lefelé goldfish10VC légszivattyúhoz. A hőszivattyú-technológia különösen érdekes a hideg éghajlattal rendelkező országokban, ahol a meglévő épületek gáz- vagy olajmelegítésének hagyományos módszerei és a légkondicionáló kiegészítésének bizonyos követelményei fennállnak. A rendszer csak hagyományos sütővel kombinálva fűthető. Még a hideg éghajlaton is elegendő számú fűtési nap van a meglévő hőszivattyú egyensúlyi pontján ahhoz a kombinációhoz, amelyet érdemes megfontolni.