Що таке тепловий насос?

Другий початок термодинаміки свідчить: "Теплота мимоволі переходить від тіл більш нагрітих до тіл менш нагрітих". А чи можна змусити тепло рухатися у зворотному напрямі? Так, але в цьому випадку буде потрібно додаткові витрати енергії (робота).

Системи, які переносять тепло у зворотному напрямі, часто називають тепловими насосами. Принципова схема роботи теплового насоса

Принципова схема роботи теплового насоса

heaterpomp - scheme - 1 Тепловий насос може бути парокомпрессионную холодильну установку, яка складається з наступних основних компонентів, : компресор, конденсатор, розширювальний вентиль і випарник. Газоподібний холодагент поступає на вхід компресора. Компресор стискує газ, при цьому його тиск і температура збільшуються (універсальний газовий закон Менделеева-Клапейрона). Гарячий газ подається в теплообмінник, званий конденсатором, в якому він охолоджується, передаючи своє тепло повітрю або воді, і конденсується - переходить в рідкий стан. Далі на шляху рідини високого тиску встановлений розширювальний вентиль, що знижує тиск холодагенту. Компресор і розширювальний вентиль ділять замкнутий гідравлічний контур на дві частини: сторону високого тиску і сторону низького тиску.

Проходячи через розширювальний вентиль, частина рідини випаровується і температура потоку знижується. heaterpomp - scheme - 2Далі цей потік поступає в теплообмінник (випарник), пов'язаний з довкіллям (наприклад, повітряний теплообмінник на вулиці). При низькому тиску рідина випаровується (перетворюється на газ) при температурі нижче, ніж температура зовнішнього повітря або грунту. В результаті частина тепла зовнішнього повітря або грунту переходить у внутрішню енергію холодагенту. Газоподібний холодагент знову поступає в компресор - контур замкнувся. Можна сказати, що робота компресора йде не стільки на "виробництво" теплоти, скільки на її переміщення. Тому витрачаючи всього 1 кВт електричній потужності на привід компресора, можна отримати тепловиготовлення конденсатора близько 5 кВт. Тепловий насоснескладно змусити працювати у зворотному напрямі, тобто використовувати його для охолодження повітря в приміщенні літом. Опалювання за допомогою теплових насосів Системи опалювання, засновані на застосуванні теплового насоса, відрізняються екологічною чистотою, оскільки працюють без спалювання палива і не виробляють шкідливих викидів в атмосферу. Крім того, вони характеризуються економічністю: при підводі до теплового насоса, наприклад, 1 кВт електроенергії, залежно від режиму роботи і умов експлуатації він дає до 3 - 5 кВт тепловій енергії. Серед достоїнств теплового насоса вказують зниження капітальних витрат за рахунок відсутності газових комунікацій, збільшення безпеки житла завдяки відсутності вибухонебезпечного газу, можливість одночасного отримання від однієї установки опалювання, гарячого водопостачання і кондиціонування. Більшість теплових насосів можуть працювати в режимі як опалювання, так і охолодження повітря.

Системи опалювання бувають моновалентні і бівалентні. Відмінність між двома видами полягає в тому, що моновалентні системи мають одне джерело тепла, яке повністю покриває річну потребу в опалюванні. Бівалентні системи мають у своєму складі два джерела тепла для розширення діапазону робочих температур. Наприклад, тепловий насос працює до температури зовнішнього повітря - 25°З, а при подальшому пониженні температури на додаток до нього підключається газовий або рідкопаливний котел для компенсації зниження продуктивності теплового насоса.

Нагрів води Традиційно різні інженерні системи житла призначалися для виконання однієї функції. І тільки з появою теплових насосів Mitsubishi Electric класу "Air to Water" ("повітря-вода") з'явилася можливість від однієї установки отримати опалювання приміщень, гаряче водопостачання і кондиціонування повітря. Достоїнства для житла при такій централізації наступні: повна автономність, висока комфортність, мінімальні капітальні витрати на устаткування, висока живучість установки, мінімальне енергоспоживання, максимальна гнучкість в роботі, а також мінімальна дія на довкілля. Незалежність теплового насоса від ліній газопостачання не просто забезпечує автономність житла, а різко збільшує його безпеку у зв'язку з відсутністю в будинку вибухонебезпечних речовин.

Окремо слід зазначити унікальну можливість інтеграції теплових насосів Mitsubishi Electric в систему "Розумний будинок". Зниження вартості комп'ютерного устаткування і спрощення призначеного для користувача інтерфейсу дають можливість кожному власникові житла створити систему життєзабезпечення на базі теплових насосів Mitsubishi Electric, яка якнайкраще враховує особливості життя хазяїна і при цьому споживає мінімальну кількість енергії. Другий початок термодинаміки свідчить: "Теплота мимоволі переходить від тіл більш нагрітих до тіл менш нагрітих". А чи можна змусити тепло рухатися у зворотному напрямі? Так, але в цьому випадку буде потрібно додаткові витрати енергії (робота).

Системи, які переносять тепло у зворотному напрямі, часто називають тепловими насосами. Тепловий насос може бути парокомпрессионную холодильну установку, яка складається з наступних основних компонентів, : компресор, конденсатор, розширювальний вентиль і випарник. Газоподібний холодагент поступає на вхід компресора. Компресор стискує газ, при цьому його тиск і температура збільшуються (універсальний газовий закон Менделеева-Клапейрона). Гарячий газ подається в теплообмінник, званий конденсатором, в якому він охолоджується, передаючи своє тепло повітрю або воді, і конденсується - переходить в рідкий стан. Далі на шляху рідини високого тиску встановлений розширювальний вентиль, що знижує тиск холодагенту. Компресор і розширювальний вентиль ділять замкнутий гідравлічний контур на дві частини: сторону високого тиску і сторону низького тиску. Проходячи черезрозширювальний вентиль, частина рідини випаровується і температура потоку знижується. Далі цей потік поступає в теплообмінник (випарник), пов'язаний з довкіллям (наприклад, повітряний теплообмінник на вулиці). При низькому тиску рідина випаровується (перетворюється на газ) при температурі нижче, ніж температура зовнішнього повітря або грунту. В результаті частина тепла зовнішнього повітря або грунту переходить у внутрішню енергію холодагенту. Газоподібний холодагент знову поступає в компресор - контур замкнувся. Можна сказати, що робота компресора йде не стільки на "виробництво" теплоти, скільки на її переміщення. Тому витрачаючи всього 1 кВт електричній потужності на привід компресора, можна отримати теплопроизводительность конденсатора близько 5 кВт. Тепловий насос нескладнозмусити працювати у зворотному напрямі, тобто використовувати його для охолодження повітря в приміщенні літом. Опалювання за допомогою теплових насосів Системи опалювання, засновані на застосуванні теплового насоса, відрізняються екологічною чистотою, оскільки працюють без спалювання палива і не виробляють шкідливих викидів в атмосферу. Крім того, вони характеризуються економічністю: при підводі до теплового насоса, наприклад, 1 кВт електроенергії, залежно від режиму роботи і умов експлуатації він дає до 3 - 5 кВт тепловій енергії.

Серед достоїнств теплового насоса вказують зниження капітальних витрат за рахунок відсутності газових комунікацій, збільшення безпеки житла завдяки відсутності вибухонебезпечного газу, можливість одночасного отримання від однієї установки опалювання, гарячого водопостачання і кондиціонування. Більшість теплових насосів можуть працювати в режимі як опалювання, так і охолодження повітря.

Системи опалювання бувають моновалентні і бивалентные. Відмінність між двома видами полягає в тому, що моновалентні системи мають одне джерело тепла, яке повністю покриває річну потребу в опалюванні. Бивалентные системи мають у своєму складі два джерела тепла для розширення діапазону робочих температур. Наприклад, тепловий насос працює до температури зовнішнього повітря - 25°З, а при подальшому пониженні температури на додаток до нього підключається газовий або жидкотопливный котел для компенсації зниження продуктивності теплового насоса. Нагрів води Традиційно різні інженерні системи житла призначалися для виконання однієї функції. І тільки з появою теплових насосів Mitsubishi Electric класу "Air to Water" ("повітря-вода") з'явилася можливість від однієї установки отримати опалювання приміщень, гаряче водопостачання і кондиціонування повітря.

Достоїнства для житла при такій централізації наступні: повна автономність, висока комфортність, мінімальні капітальні витрати на устаткування, висока живучість установки, мінімальне енергоспоживання, максимальна гнучкість в роботі, а також мінімальна дія на довкілля. Незалежність теплового насоса від ліній газопостачання не просто забезпечує автономність житла, а різко збільшує його безпеку у зв'язку з відсутністю в будинку вибухонебезпечних речовин. Окремо слід зазначити унікальну можливість інтеграції теплових насосів Mitsubishi Electric в систему "Розумний будинок".

Зниження вартості комп'ютерного устаткування і спрощення призначеного для користувача інтерфейсу дають можливість кожному власникові житла створити систему життєзабезпечення на базі теплових насосів Mitsubishi Electric, яка якнайкраще враховує особливості життя хазяїна і при цьому споживає мінімальну кількість енергії.

 

Додати коментар

Шановні гості! Для того, щоб залишити своє запитання або прокоментувати статтю Вам потрібно заповнити форму.Після перевірки адміністратором вона буде опублікована.


Захисний код
Оновити

Автор: Ivan Fedchenko