Тепловой насос и его устройство

Тепловой насос и его устройство

Тепловой насос и его применение

Что вы знаете про устройство теплового насоса?

В системах отопления тепловой насос — это устройство, которое потребляет тепло от одного источника и перемещает его в другое место с помощью электрических или механических средств. Тепловые насосы могут использоваться для нагрева или охлаждения.

Технологии теплового насоса включают в себя фазовое изменение, термоэлектрические, термоакустические и магнитные охладители. HVAC и другие методы охлаждения с изменением фазы являются механическими по своей природе. Фазовое изменение работает с использованием летучего газа (хладагента), который механически сжимается до жидкости с низкой энергией, а затем прокачивается через петлю. Хладагент испаряется на источнике тепла, поглощая тепло. Затем он перемещается, чтобы излучать тепло из системы в другой области, а затем обратно в компрессор.

Устройство теплового насоса
Устройство теплового насоса. Система тепловых насосов.

Фазовое охлаждение используется в холодильниках и обогреве и охлаждении зданий, а также в экстремальном охлаждении электроники. Благодаря их относительно высокой эффективности, тепловые насосы HVAC часто используются для больших нагрузок, таких как центры обработки данных и промышленные применения, где их большой размер не является проблематичным.

Термоэлектрические охладители — это электрические тепловые насосы. Термоэлектрическая система охлаждения обычно использует матрицу из полупроводниковых гранул, расположенных между двумя большими электродами. Когда источник напряжения постоянного тока подключается между электродами, отрицательно заряженная сторона становится более холодной, а положительно заряженная сторона становится более горячей, чем температура входа.

Отрицательная сторона находится в контакте с компонентом, устройством или средой для охлаждения, а положительная сторона соединена с охлаждающим компонентом, таким как радиатор, который излучает или рассеивает тепловую энергию во внешнюю среду. Термоэлектричество можно найти в компактных размерах для охлаждения микроэлектроники и ряда научных приложений.

Термоакустические тепловые насосы используют преобразование тепла в акустические колебания. Основной силой термоакустики является движение тепла наряду с распространением волн. Термоакустическое охлаждение используется в криогениках.

Магнитные тепловые насосы используют способность набора магнитов для перемещения тепла с охлаждающей стороны на сторону нагрева. Тепло переносится в ферромагнитный сплав, который перемещается из области охлаждения во внешнюю среду, в которую нагревается тепло. Это более экспериментальная область, но, по оценкам, магнитные тепловые насосы могут повысить эффективность охлаждения до 40 процентов.

Тепловой насос и его устройство