Принцип работы тепловых насосов

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос представляет собой устройство, которое обеспечивает передачу тепловой энергии от источника тепла к месту назначения посредством теплоотвода. Он разработан, чтобы переместить тепловую энергию против направления непосредственного потока тепла, поглощая тепло от холодного пространства и выпуская его к более теплому и наоборот. Он использует некоторое количество внешнего источника питания, чтобы выполнить работу передачи энергии от источника тепла к радиатору.

Существует два основных типа тепловых насосов – на основе сжатия пара и на системе поглощения. Значительное большинство работает по принципу цикла сжатия пара. Основные компоненты в такой системе - компрессор, клапан расширения и два теплообменника, называемые испарителем и конденсором. Компоненты соединены, чтобы сформировать замкнутую цепь. Энергозависимая жидкость, известная как рабочая жидкость или хладагент, циркулирует через эти четыре компонента.

Системы поглощения используют возможность жидкостей или солей, чтобы поглотить пар рабочей жидкости. Наиболее распространенные рабочие пары для систем поглощения: вода (рабочая жидкость) и литиевый бромид (абсорбент), а также аммиак (рабочая жидкость) и вода (абсорбент).

В системах поглощения сжатие рабочей жидкости и получение тепла происходит за счет абсорбера, насоса решения, генератора и клапана расширения Пар низкого давления от испарителя поглощен абсорбентом. Этот процесс вырабатывает тепло.

Принцип работы теплового насоса

Тепловые насосы функционируют в основном как холодильник, только наоборот. Принцип довольно прост – тепло, забранное из одного естественного теплового источника такого как, геотермическое тепло, вода или воздух, используется для нагревания. Система отопления теплового насоса всегда состоит из трех компонентов:

  1. система теплового источника

  2. тепловой насос

  3. система распределения тепла и система хранения

Итак, как работает тепловой насос?

ШАГ 1: Хладагент транспортирует тепло.

В закрытом тепловом насосе тепло передано и транспортировано хладагентом. Здесь может возникнуть вопрос – где же реально происходит прирост тепла? Ответ очевиден – в испарителе.

ШАГ 2: Хладагент испаряется в испарителе

Испаритель приводит жидкий хладагент даже в низких температурах к кипению, испаряет его и хранит полученную энергию. Хладагент больше не жидкость, теперь он перешел в газообразное состояние. Что происходит дальше?

ШАГ 3: Под давлением газ становится горячим

Охлаждающий объем уменьшен в компрессоре, где давление увеличено и, следовательно, также увеличивается температура хладагента. Горячий хладагент течет по конденсору или теплообменнику, в котором экологически полученное тепло передано системе отопления.

ШАГ 4: Хладагент охлаждает и возвращает тепло

Хладагент постепенно остывает. После падения температуры и давления, он может снова пройти через клапан расширения, вырабатывая новое тепло. Таким образом, цикл начинается снова и снова.