כיצד משאבת חום עובד?

איור 1: יחידת משאבת חום אופיינית.

משאבת חום מעבירה את החום בין חימום קירור מערכת הפצה וחיבור כדור הארץ. זהו בניין היסוד של מערכת GSHP. הסוג הנפוץ ביותר של משאבת חום המשמשת עם מערכות GSHP היא יחידת "מים אל אוויר", החל מגודל של 3.5 קילוואט עד 35 קילוואט של קיבולת קירור. ההגדרה של מים-אוויר מעידה על כך שחום הנוזל הנוזלים אל חיבור כדור הארץ וממנו הוא מים או תערובת של מים / נוזל לרדיאטור וכי מערכת חלוקת החום שבבניין מסתמכת על אוויר חם או קר.

משאבת החום עשויה להיות יחידת טווח מורחבת, המאפשרת כניסה נמוכה יותר של טמפרטורות נוזל במצב חימום וטמפרטורות נוזל גבוהות יותר במצב קירור.

כל הרכיבים של סוג זה של משאבת חום הםבמארז אחד: המדחס, מחליף חום לקירור, חיבורים, ומערכת חלוקת אוויר המכילה את מטוס האוויר, מאוורר צינור, מסנן, מחליף חום-קירור-אוויר ומערכת הסרה מעובה למיזוג אוויר. יחידת משאבת חום ארוזה אופיינית מודגשת איור 1.

עבור יישומים למגורים ומסחר קטןמערכות, יחידה אחת משאבת חום יספיק. עבור מערכות מסחריות, מוסדיות או תעשייתיות גדולות יותר, יחידות משאבת חום מרובות משמשות בדרך כלל ברשת מבוזרת המחוברת ללולאת נוזל שכיחה.

משאבת החום פועלת באמצעות מחזור זהה לזה של מקרר. משאבת חום משתמש דחיסה והרחבה שלקירור להניע חום בין החלק הפנימי של הבניין לבין חיבור כדור הארץ. על פי החוק השני של התרמודינמיקה, החום יזרום רק חם יותר חומר קר, אבל משאבת חום ימשוך חום מהקרקע ב, נאמר, 5ºC ולהשתמש בו כדי לחמם בניין 21 מעלות צלזיוס. בזמנים מסוימים של השנה, טמפרטורת הקרקע תהיה כזו שהחום יזרום בכיוון הרצוי בכל מקרה. המשאבה החום עדיין עשוי לפעול, עם זאת, על מנת להבטיח כי קצב זרימת החום מספיקה.

קצב זה קשור לטמפרטורהההבדל בין משאבת החום לבין חיבור כדור הארץ: במהלך הקירור, ככל שהטמפרטורה של הבניין גבוהה יותר, כך קצב ההעברה עם החיבור הארצי יהיה טוב יותר.

במצב חימום, משאבת החום פועלת כדלקמן: חום מהקשר כדור הארץ מגיע מחלף חום אל קירור חיבור האדמה נקרא המאייד (ראה איור 2). בצד השני של מחליף חום קירור קר במצב נוזלי בעיקר. קירור קר יותר מאשר את הטמפרטורה של נוזל העברת חום מן החיבור הארץ, כך זורם החום לתוך קירור. חום זה גורם למקרר הנוזלי להתאדות; הטמפרטורה שלה לא להגדיל הרבה. זה גז, לחץ נמוך טמפרטורה נמוכה קירור ואז עובר לתוך מדחס מונע חשמלית. זה מעלה את הלחץ של קירור, וכתוצאה מכך, הטמפרטורה שלו.

הטמפרטורה הגבוהה, לחץ גבוה, גזיפלט של המדחס מוזן לתוך מחליף חום השני, קרא את הקבל. ב-אוויר משאבות חום אוויר, מאוורר המכות האוויר להיות מחומם דרך זה "סליל אוויר". ב מים אל מים משאבות חום, מים אשר יהיה לחמם את הבניין זורם דרך הקבל. מאז קירור חם יותר מאשר האוויר או המים, הוא מעביר חום אליו. כפי שהוא מאבד חום, הטמפרטורה של קירור טיפות קצת זה מתעבה.

זה קירור נוזלי בטמפרטורה גבוהה אזעובר דרך שסתום הרחבה. שסתום מפחית את הלחץ של קירור, וכתוצאה מכך, הטמפרטורה שלו יורד באופן משמעותי. עכשיו, זה נוזל טמפרטורה נמוכה זורמת אל המאייד, ואת מחזור מתחיל שוב. בדרך זו, החום מן המים או נוזל העברת חום אחר בחיבור כדור הארץ מועבר לאוויר או למים בבניין: ומכאן השם "משאבת חום-אוויר-אוויר" או "משאבת חום מים-מים ".

הבדל משמעותי אחד בין א משאבת חום קרקעית ומקרר זה החום של מקור הקרקעהמשאבה אמורה לפעול בשני הכיוונים. כאשר במצב קירור, מחליף חום הקירור של החיבור בין כדור הארץ הופך למעבה, ומחליף חום-קירור-אוויר הופך למאייד. זה נעשה באמצעות שסתום היפוך בתוך משאבת החום.

א desuperheater, כפי שמוצג ב איור 2, מספק מים חמים המקומי כאשר המדחספועלת. ה desuperheater הוא מחליף חום עזר קטן בשקע המדחס. הוא מעביר את החום העודף מן הגז הדחוס למים המסתובבים במיכל מים חמים.

במהלך עונת הקירור, כאשר מיזוג האוויר פועל לעתים קרובות, desuperheater עשוי לספק את כל המים החמים הדרושים ביישום מגורים.

מחזור קירור (חימום מצב) של יחידת משאבת חום ארוז אופייני.

כמה משאבות חום מגורים נועדו לספק מים חמים השנה בכמויות מספיקות כדי לענות על הצרכים של משק הבית.