Aplicação da bomba de calor e análise de tecnologia da bomba de calor
November 03, 2023
Resumo: Aplicações de bomba de calor e análise de tecnologia da bomba de calor A bomba de calor como um dos equipamentos principais para fornecer calor, com seus recursos favoráveis ao ambiente e economia de energia, tem sido amplamente utilizada em muitos campos. No texto. Primeiro de tudo, a história da bomba de calor é revisada. Os tipos, características, condições de uso e condições da bomba de calor são introduzidos. Os problemas na aplicação de várias bombas de calor principais são discutidos. O progresso da pesquisa, nova tecnologia. Uma bomba de calor e a bomba de calor da geladeira é um tipo de sistema de refrigeração [1] que aquece o ambiente regulado pelo calor liberado pelo condensador. No que diz respeito ao processo termofísico de um sistema de bomba de calor, é um tipo especial de geladeira usado, de um princípio de trabalho ou ponto de vista termodinâmico [2]. Sua principal diferença com a geladeira geral é: ① O objetivo de usar diferente. O objetivo da bomba de calor é o aquecimento, o foco do estudo é a troca de calor do fluido de trabalho entre o lado de alta pressão do sistema através do trocador de calor e do ambiente externo; O objetivo da geladeira é o resfriamento ou a temperatura criogênica, o foco do estudo é o fluido de trabalho no sistema de baixa pressão do trocador de calor entre o trocador de calor e o mundo exterior; ② A faixa de temperatura do trabalho do sistema é diferente. A bomba de calor é a temperatura ambiente como fonte de calor de baixa temperatura, o objeto a ser ajustado como uma fonte de calor de alta temperatura; A geladeira é a temperatura ambiente como uma fonte de calor de alta temperatura, o objeto a ser ajustado como uma fonte de calor de baixa temperatura. Portanto, quando as condições ambientais são equivalentes, a temperatura de operação do sistema de bomba de calor é maior que a temperatura operacional do sistema de refrigeração. 2 Origem e principal aplicação da bomba de calor 2.1 A origem da bomba de calor com o desenvolvimento da revolução industrial, o início do século 19, as pessoas foram capazes de aquecer a partir da "bomba" de média média de temperatura até o problema de meio de temperatura mais alta ocorreu um forte interesse. O físico britânico JPJoule propôs o princípio de "mudar a temperatura de um fluido compressível alterando sua pressão" [3]. Em 1854, o professor W. Thomson (conhecido como Lord Kelvin) publicou um artigo apresentando o conceito de multiplicador de calor, que pela primeira vez descreveu a idéia de uma bomba de calor [3]. Naquela época, o principal alvo do aquecimento da bomba de calor é civil, a quantidade total de demanda de aquecimento é pequena, especialmente devido ao modo de aquecimento e seu impacto no ambiente, não há consciência suficiente. As pessoas estão aquecendo principalmente o aquecimento de carvão e madeira; portanto, o desenvolvimento da bomba de calor fica muito atrás do desenvolvimento a longo prazo da geladeira. Na década de 1930, com o desenvolvimento de geladeiras Freon, as bombas de calor se desenvolveram rapidamente. Especialmente após a Segunda Guerra Mundial, a enorme demanda por suprimentos de aquecimento e a relativa escassez de energia trazida pelo rápido desenvolvimento da economia industrial promoveu o desenvolvimento de suprimentos de calor em larga escala e bombas de calor industrial. A crise energética global de 1973 promoveu ainda mais o desenvolvimento mundial de bombas de calor. 2.2 A aplicação principal do sistema de bomba de calor da bomba de calor de acordo com o tipo de ciclo de calor, geralmente a bomba de calor é dividida nas seis categorias a seguir: ① Bomba de calor de compressão de vapor como uma geladeira, o sistema de compressão de vapor também é a aplicação mais importante de calor de calor bombas. De acordo com a combinação de fonte de calor de baixa temperatura e meio de aquecimento, o sistema de bomba de calor de compressão de vapor é dividido em bomba de calor do ar, bomba de calor de água-água, bomba de calor da água, bomba de calor aquático, bomba de calor geotérmica ao ar E bomba de calor do calor do solo e várias outras aplicações importantes. Bomba Bomba de calor de compressão a gás e bomba de calor do sistema de compressão de vapor é diferente nesse tipo de sistema de bomba de calor, a área de trabalho do meio de trabalho para a zona de superaquecimento. Para o sistema de bomba de calor de compressão a gás, o sistema de bomba de calor e as tecnologias relacionadas, que usam principalmente dióxido de carbono e ar úmido como meio de trabalho, são dois tipos de tópicos quentes estudados em campos relacionados. Os sistemas e instalações da bomba de calor de ar condicionado que usam o ar úmido como meio de trabalho são tradicionalmente usados principalmente para aplicações aeroespaciais, por exemplo, como equipamentos de fonte de fria e calor de ar condicionado para cabines de aeronaves. Para o uso do ar úmido como o meio de trabalho do sistema de bomba de calor de ar condicionado nas possibilidades gerais de regulamentação e aplicação ambiental industrial ou de construção civil, o autor possui ensaio [4]. ③ A bomba de calor do jato de jato a jato a jato a vapor funciona e os princípios e a bomba de calor de compressão de vapor é basicamente a mesma, apenas pelo ejetor do vapor em vez do compressor. Esta bomba de calor é usada principalmente para a utilização de calor integrada da usina térmica, em comparação com a bomba de calor de absorção, a bomba de calor é menos eficiente, menos usada no momento. ④ A bomba de calor da bomba de absorção de calor de absorção é uma fonte de calor de baixa qualidade para atingir o calor da bomba de calor de baixa temperatura até o sistema de ciclo da bomba de calor de alta temperatura. O par comum de fluido de trabalho é "Brometo de água - lítio (que a solução de brometo de lítio como meio de trabalho com brometo de lítio como uma solução concentrada absorvente"), "Amônia - água (que, como amônia de fluido, absorvente de água)," Água - cálcio Cloreto (que aluminato de cálcio diluiu a solução como meio de trabalho, solução concentrada de cloreto de cálcio como absorvente) ". ⑤ Bomba de calor termoelétrica de calor termoelétrica Bomba de calor, também conhecida como diferença de temperatura Bomba de calor elétrico. É o uso do efeito Peltier, ou seja, quando DC Passa através de um laço de dois condutores diferentes, há uma diferença de temperatura entre os dois terminais do loop [5]. Bomba de calor termoelétrica sem peças móveis, confiável, vida longa, ajuste de controle fácil, vibração pequena, baixo ruído, pequeno ambiente ambiental Poluição, mas quanto maior o custo dos termopilos e menos eficiente e, portanto, usado principalmente para algumas ocasiões especiais. ⑥ Bomba de calor solar esse coletor solar da bomba de calor como fonte de calor. A Figura 3 mostra uma das opções para o processo de bomba de calor solar. Além da bomba de calor acima, existem bomba de calor química e bomba de calor de adsorção, bomba de calor do tubo de vórtice e outras outras usadas principalmente em algumas ocasiões especiais, bombas de calor. 3 Os principais problemas e a bomba de calor do status de vapor de aplicação é atualmente a bomba de calor comercial mais usada. Principalmente ar, água ou terra como uma fonte de calor de baixa temperatura. 3.1 Bomba de calor de fonte de ar (bomba de calor da fonte de ar) O ar como a bomba de calor é chamada de bomba de calor de fonte de ar ou bomba de calor da fonte de ar (ASHP). Geralmente é transformado em um sistema de circulação de uso duplo capaz de resfriamento e aquecimento. O ASHP precisa ser projetado para uma determinada condições climáticas, garantindo sua capacidade e eficiência em uma ampla gama de temperaturas ambiente. Como resultado, é necessário abordar tal contradição em termos de desempenho, minimizando a temperatura da fonte do ar quando a oferta máxima é necessária e, ao mesmo tempo, a capacidade e a eficiência da unidade também são minimizadas. Além disso, a unidade Ashp precisa considerar completamente a seleção de parâmetros do mecanismo do acelerador e a correspondência razoável entre os dois trocadores de calor dentro de casa e ao ar livre sob diferentes condições de ciclismo. Com o objetivo de minimizar o custo total ao longo da vida útil da unidade, o autor recomenda um método de manuseio de ar como um princípio de correspondência entre dois trocadores de calor dentro e fora do sistema Ashp [6]. Ao determinar a capacidade da unidade, para a área geral, porque a carga de ar condicionado é maior que a carga de aquecimento, portanto, de acordo com a carga de resfriamento do ar condicionado, pode ser determinada. Para usuários em áreas frias, em um certo período de tempo, a carga de ar condicionado pode não ser mais maior que a carga de aquecimento. Sob essas condições, dois tipos de métodos de tratamento podem ser tomados de acordo com a situação: um é determinar a capacidade da unidade com base na carga de aquecimento extrema e nas condições ambientais correspondentes e nas condições operacionais da unidade; O outro é determinar a capacidade da unidade com a carga de resfriamento do ar condicionado; O aquecimento não pode atender às condições de aquecimento, para tomar medidas de aquecimento suplementar. A condição recomendada para iniciar o aquecimento auxiliar em [7] é que "a eficiência operacional do sistema da bomba de calor é de 1,5 a 2,0". Outro problema que precisa ser considerado nas áreas quentes e úmidas no inverno e quente no verão é a cobertura no trocador de calor ao ar livre da unidade Ashp e uma série de problemas causados por ela. Geralmente acreditava que a temperatura ambiente na faixa de -5 ~ 5 ℃, área propensa a gelo [7] [8], precisar de atenção especial. 3.2 Bomba de calor da fonte de água Uma bomba de calor com água como fonte de calor é chamada de bomba de calor da fonte de água (WSHP). A água do mar, a água do rio, a água do lago e a água do poço geralmente são usados como fontes de calor de baixa temperatura. Devido às pequenas alterações de temperatura da água, o desempenho da bomba de calor da fonte de água é geralmente melhor e mais estável do que o ASHP. Atualmente, o sistema de bomba de calor usando a água da lagoa de esgoto como fonte de calor de baixa temperatura tem sido usada em projetos práticos e o desempenho econômico é bom. Para a água do mar, a água do rio ou o lago como uma bomba de calor de baixa temperatura, por um lado, sujeita a condições naturais, por outro lado, a necessidade de sistema de bomba de calor, tratamento de água e medidas anticorrosão tomadas. Atualmente, o sistema de bomba de calor usando água do poço como fonte de calor de baixa temperatura é um ponto quente na pesquisa e aplicação de unidades e sistemas de bomba de calor da fonte de água. Água do poço, especialmente águas profundas, a temperatura anual é basicamente estável e a boa qualidade da água, o sistema de bomba de calor é uma fonte de calor ideal de baixa temperatura, usada mais no projeto. No entanto, esses sistemas podem ter problemas ambientais, como dificuldades de remanso, poluição por remazia e destruição de recursos ecológicos das águas subterrâneas. Do ponto de vista do desenvolvimento sustentável, essa é uma maneira de não ser adotada. Na verdade, em muitos países e regiões, as leis correspondentes proíbem o uso de recursos de água subterrânea como uma fonte de calor de baixa temperatura para sistemas de bomba de calor. 3.3 Bomba de calor do solo Bomba de calor do solo Bomba de calor (SHP) usa a Terra como sua fonte de calor de baixa temperatura. Geralmente, a placa de resfriamento no gerenciamento subterrâneo, bobina e troca de calor do solo, sistema de bomba de calor desde seu próprio sistema fechado. De acordo com as diferentes formas de tubo enterrado, este sistema é dividido em horizontal e vertical enterrado (também conhecido como enterrado) de duas maneiras. O SHP possui as seguintes deficiências: ① Condições de construção caras e severas; ② pode vazar para causar poluição da terra; ③ Pode causar uma grande área de ?? rachadura na terra. Na engenharia, pode -se aprender com o tubo tem cerca de 100 metros de comprimento, cerca de 15 centímetros de diâmetro como um grupo de tubos, enterrado no subsolo. E através de um pequeno conjunto de tubos internos para enviar água para o fundo de um tubo grande. 3.4 Bomba solar de calor solar A bomba de calor solar usa coletores solares como a baixa temperatura do sistema da bomba de calor. A Figura 3 é um esquema de diagrama de fluxo do sistema de bomba de calor solar. Este é um sistema que desenha com eficiência o calor de um ambiente de temperatura mais baixa. Quando o sistema está executando uma bomba de calor, a água no tanque atua como um calor de baixa temperatura do sistema
