Тепловым насосом называется машина, работающая по обратному циклу и предназначенная для отопления помещений.
Цикл теплового насоса отличается от цикла холодильной машины тем, что он совершается в интервале температур выше температуры окружающей среды , которая является границей между этими циклами. Окружающая среда в ХМ служит приемником теплоты, а в тепловом насосе - ее источником. При осуществлении теплонасосного цикла рабочее вещество получает теплоту от окружающей или другой среды и передает ее вместе с тепловым эквивалентом затрачиваемой работы нагреваемому воздуху с более высокой температурой. В результате затраты этой работы тепловой насос превращает теплоту низкого температурного потенциала в теплоту более высокого потенциала.
Энергетическая эффективность компрессионного теплового насоса оценивается отопительным коэффициентом.
Холодильные машины и тепловые насосы одинаковы по принципу действия и устройству. Схема одноступенчатой ПКХМ, которая может быть использована как тепловой насос, при непосредственном охлаждении и нагревании воздуха показана на рис.12.
|
|
В режиме теплового насоса рабочее вещество кипит в конденсаторе-испарителе, получая необходимую для кипения теплоту от прокачиваемой через конденсатор забортной воды и охлаждая ее. Образовавшийся пар отсасывается компрессором из конденсатора-испарителя через запорный клапан ЗКЗ. После сжатия горячий пар нагнетается компрессором через ЗК4 в испаритель-конденсатор, служащий в режиме отопления конденсатором.
Рис. 12. Схема компрессионной холодильно-теплонасосной машины.
В нем рабочее вещество охлаждается воздухом и конденсируется, отдавая теплоту воздуху и нагревая его. Затем жидкое рабочее вещество возвращается в конденсатор-испаритель через регулирующий клапан теплового насоса. Таким образом, чтобы ХМ перевести в режим теплового насоса при непосредственной системе охлаждения и отопления, изменяется направление движения рабочего вещества через теплообменные аппараты и
их назначение, а при водяной системе охлаждения и отопления помещений осуществляется реверсирование промежуточного теплоносителя (воды).
Все запорные клапаны конструктивно объединяются в один переключатель режимов, выполняемый в виде четырехходового крана. Если дополнительный регулирующий клапан теплового насоса не устанавливается, то требуется еще один четырехходовой кран. Отечественные тепловые насосы состоят из компрессорно-конденсаторных и испарительно-ресиверных агрегатов, станций переключений, щитов управления и сигнализации.