HIGH-TECH
WÄRMEPUMPEN
 

Как работят

cefe6b04a0_600

принцип

Термопомпите преобразуват нискотемпературна топлина в по-висока температура на топлинна енергия - дори и през зимата , когато тя е доста под нулата.

Този процес се извършва в затворен кръг, като постоянно се променя състоянието на работния флуид ( изпаряване , компресия, кондензация , разширяване ) . Хладилниците работят на същия принцип да се извлече топлината от вътре и да се освободи от външната страна .

От друга страна, термопомпите взимат съхранената слънчева топлина от околната среда около сградите - почвата , водата или въздуха - и я освобождават заедно с допълнителна енергия под формата на използваема топлинна енергия за отопление и топла вода в сградите.



Цикълът на термопомпа



Термопомпата работи въз основа на работен флуид ( охлаждащата течност ) , която  променя състояние си ( течност / газ) в непрекъснат цикъл и абсорбира и освобождава топлина.

Цикълът на термопомпа се основава главно върху цикъла на Карно

prinzip_590



Диаграмата илюстрира работния цикъл на топлинна помпа :

1 . изпаряване
В топлообменник течния хладилен агент поглъща енергия от източника на топлина (вода , почва или въздух) и се изпарява, като се покачва температурата.

2 . компресия
В компресора добавянето на електрическа енергия предизвиква изпарения на работния флуид. Флуида напуска компресора като горещ газ.

3 . Втечняване / кондензация
Горещият газ се влива в кондензатора , освобождава енергия към отоплителната система , кондензира и напуска кондензатора, като течен хладилен агент. Тази енергия загрява гореща вода за отопление или домашна употреба до желаната температура .

4 . експанзия / разширение
Горещия течен флуид се прехвърля към разширителен клапан . В разширителния вентил налягането се намалява много бързо . Температурата на охлаждащата течност също пада много бързо, без освобождаване на енергия . Студената работен флуид се прехвърля към изпарителя и цикълът започва отново .

Отоплителната система на термопомпа

Отоплителната система с термопомпа се състои от система за източник на топлина ( WQA ) , термопомпа ( WP ) и системата за оползотворяване на топлината ( WNA ) .

Фигура : Термопомпена отоплителна система

rtemagicc_wqawpwna_04_300

Всички компоненти на системата трябва да бъдат перфектно съчетани един с друг , за да може системата да функционира правилно и да се гарантира високо съотношения за енергийна ефективност (фактор сезонна ефективност ) .

Следните режими на работа са възможни :
• Моновалентна
Термопомпата единствения източник на топлина. Термопомпата покрива 100 % от потреблението на топлинна енергия през цялото време. Подходяща е за температури от макс поток . 55 ° С ( 65 ° С за версия " плюс ") .
Системите, които използват земята или водата като източник на топлина се експлоатират като моновалентни.
• Бивалентна паралелно ( термопомпа + допълнителна отоплителна система)
[ Ако електрическия нагревател се използва като допълнителен енергиен източник се използва термина моновалентна.]
Термопомпата работи самостоятелно до точка на превключване . След тази температурна точка термопомпата работи заедно с допълнителен енергиен източник. Максималната температура на потока е 65 ° С.
Този режим се използва главно в нови инсталации, когато се използва въздух като източник на топлина или за реновиране на съществуващи отоплителни системи.
• Бивалентна алтернатива ( термопомпа или спомагателен отоплителна система )
Термопомпата загрява самостоятелно до точката на превключване . След точката на превключване термопомпата спира, а допълнителен енергиен източник продължава самостоятелно отоплението. Подходящ за температури на потока до 90 ° C. Използва се основно за модернизация на съществуващи системи.

Пример : В крайна точка от 0 ° C термопомпа въздух / вода осигурява 88% от годишното производство на топлина дори и при климати с много ниски външни температури от -16 ° C.
Колкото по-ниска е  точката на превключване на втори генератор на топлина, толкова по-голям принос от термопомпата за годишното производство на топлина. Годишното производство на топлинна енергия също зависи от климатичната зона и режим на работа.

Коефициент за енергийна ефективност

E = топлинна мощност / консумирана мощност = ( екологична енергия + входна мощност ) / консумирана мощност

Коефициента на енергийна ефективност показва топлинната мощност, като съотношение на консумираната мощност. Терминът коефициент на трансформация ( COP ) понякога се използва като алтернатива на коефициента за енергийна ефективност.

Коефициент на енергийна ефективност COP = 4 означава, че четири пъти електрическата енергия се превръща в полезна топлинна енергия . Коефициентът на енергийна ефективност е моментна стойност .

Потенциалната енергия потребеназа целия период на отопление във връзка с електрическата консумирана мощност, дава сезонния фактор на производителност. Може също да се направи разграничение между коефициента на трансформация на термопомпата и тази на системата като цяло.

Температурната разлика определя коефициента на енергийна ефективност

Степента на енергийната ефективност зависи от температурната разлика между източника на топлина и отоплителната система. Колкото по-малка е тази температурна разлика, толкова по - ефективна е термопомпената система. Ето защо цялостния дизайн на отоплителна система е толкова важен.

работен флуид

Вещества, които се изпаряват при ниска температура и имат висока вътрешна топлина се използват като работни течности ( охлаждащи течности ). В Европейския съюз са разрешени само несъдържащи хлор работни течности. Те нямат потенциал да разрушават озоновия слой ( ODP = 0). R 134А, R 407 C и пропан всички отговарят на тези условия.

OCHSNER използва R 134A и R 407 C като стандарт. И двата хладилни агенти за безопаснни, незапалими и нетоксични. Масло естер с работна течност е биоразградим. Това означава, че системата може да се инсталира във всяко помещение. С термопомпи, които използват запалими работни течности (пропан), от друга страна, има ограничения и правила, регулиращи инсталация.