Luft til luft varmepumpe – Driftsprincipper

Luft til luft varmepumpe – Driftsprincipper

Dette afsnit kræver yderligere citater for verifikation. Hjælp venligst med at forbedre denne artikel ved at tilføje citater til pålidelige kilder. Uudnyttet materiale kan udfordres og fjernes. (December 2016) (Lær hvordan og hvornår du vil fjerne denne skabelonbesked)
Mekaniske varmepumper udnytter de fysiske egenskaber af en flygtig fordampnings- og kondenseringsvæske kendt som kølemiddel. Varmepumpen komprimerer kølemidlet for at gøre det varmere på den side, der skal opvarmes, og frigiver trykket ved siden af ​​hvor varme absorberes.

Et simpelt stiliseret diagram af varmepumpens dampkompressions kølecyklus: 1) kondensator, 2) ekspansionsventil, 3) fordamper, 4) kompressor

Et fiktivt trykvolumendiagram for en typisk kølecyklus
Arbejdsfluidet, i dets gasformige tilstand, trykkes og cirkuleres gennem systemet med en kompressor. På kompressorens udløbs side afkøles den nu varme og stærkt trykte damp i en varmeveksler kaldet kondensator, indtil den kondenserer til en højtryks, moderat temperaturvæske. Det kondenserede kølemiddel passerer derefter gennem en tryksænkende anordning, der også kaldes en måleanordning. Dette kan være en ekspansionsventil, kapillarrør eller muligvis en arbejdsudvindingsanordning, såsom en turbine. Det lavtryksvæskeformige kølemiddel kommer derefter ind i en anden varmeveksler, fordamperen, hvor væsken absorberer varme og koger. Kølemidlet vender derefter tilbage til kompressoren, og cyklussen gentages. https://www.novasolar-webshop.dk/varmepumper/49-luft-til-luft-varmepumper/

Det er vigtigt, at kølemidlet når en tilstrækkelig høj temperatur, når den komprimeres, for at frigive varmen gennem den ”varme” varmeveksler (kondensatoren). Tilsvarende må væsken nå en tilstrækkelig lav temperatur, når den tillades at ekspandere, ellers kan varmen ikke strømme fra det omgivende kolde område ind i væsken i den kolde varmeveksler (fordamperen). Især skal trykforskellen være stor nok til at væsken kondenserer ved den varme side og stadig fordampes i det nederste trykområde ved den kolde side. Jo større temperaturforskellen er, jo større er den nødvendige trykforskel, og dermed den mere energi, der er nødvendig for at komprimere væsken. Således, som med alle varmepumper, reduceres ydelseskoefficienten (mængden af ​​termisk energi, der flyttes pr. Enhed af indført arbejde), med en stigende temperaturforskel.

Isolering bruges til at reducere det arbejde og den energi, der kræves for at opnå en lav nok temperatur i det rum, der skal afkøles.

Varmetransport

Varme overføres typisk gennem konstruerede varme- eller kølesystemer ved anvendelse af en flydende gas eller væske. Luft bruges undertiden, men bliver hurtigt upraktisk under mange omstændigheder, fordi det kræver store kanaler at overføre relativt små mængder varme. I systemer, der anvender kølemiddel, kan denne arbejdsvæske også bruges til at overføre varme en betydelig afstand, selv om dette kan blive upraktisk på grund af øget risiko for dyr kølemiddellækage. Når store mængder varme skal overføres, bruges vand typisk, ofte suppleret med frostvæske, korrosionsinhibitorer og andre additiver.

Varmekilder / dræn

En almindelig kilde eller vask til varme i mindre installationer er udendørsluften, som den bruges af en luftkilde varmepumpe. En ventilator er nødvendig for at forbedre effektiviteten af ​​varmeudvekslingen.

Større installationer, der håndterer mere varme eller i trange fysiske rum, bruger ofte vandkilde varmepumper. Varmen hentes eller afvises i vandstrømmen, som kan bære meget større mængder varme gennem et givet rør eller kanal tværsnit end luftstrømmen kan bære. Vandet kan opvarmes på et fjernt sted ved hjælp af kedler, solenergi eller andre midler. Alternativt kan vandet afkøles ved anvendelse af et køletårn eller udledes i en stor vandkrop, såsom en sø, strøm eller et hav.

Geotermiske varmepumper eller jordvarmepumper bruger overfladiske underjordiske varmevekslere som varmekilde eller vask og vand som varmeoverføringsmedium. Dette er muligt, fordi temperaturen under jorden er relativt konstant over årstiderne, og jorden kan give eller absorbere en stor mængde varme. Jordkildevarmepumper fungerer på samme måde som luftkildevarmepumper, men bytter varme med jorden via vand pumpet gennem rør i jorden. Jordkildevarmepumper er mere enkle og derfor mere pålidelige end luftkildevarmepumper, da de ikke har brug for ventilator- eller afrimningsanlæg og kan indbygges indeni. Selvom en jordvarmeveksler kræver en højere startkapitalomkostning, er de årlige driftsomkostninger lavere, fordi veludformede varmekildeanlæg fungerer mere effektivt, fordi de starter med en varmere kildetemperatur end luften om vinteren.

Varmepumpinstallationer kan installeres sammen med en ekstra konventionel varmekilde, f.eks. Elektriske modstandsvarmere eller olie- eller gasforbrænding. Hjælpekilden er installeret til at opfylde højopladningsbelastninger eller til at yde et sikkerhedssystem.