Bơm nhiệt cơ học và ứng dụng

Bơm nhiệt cơ học và ứng dụng

Bơm nhiệt cơ học là bơm nhiệt phổ biến nhất được áp dụng thương mại. Nguyên lý hoạt động của nó: Bên trong một bơm nhiệt cơ học, áp suất của chất làm lạnh được tăng lên khi sử dụng máy nén. Do sự gia tăng áp suất này, nhiệt độ ngưng tụ tăng lên. Hầu hết các cài đặt có một động cơ điện để lái máy nén. Có hai loại bơm nhiệt cơ học: một hệ thống với sự mở rộng trực tiếp chất làm lạnh ở đầu vào của thiết bị bay hơi (hệ thống dx) và một cái gọi là bơm nhiệt ‘hệ thống bơm’ nơi chất làm lạnh lỏng được bơm vào thiết bị bay hơi. Cả hai loại được mô tả chi tiết hơn dưới đây.
Hệ thống DX
Hình bên phải cho thấy một hệ thống với mở rộng trực tiếp. Mở rộng trực tiếp ngụ ý rằng toàn bộ khối lượng môi chất lạnh ở đầu ra của thiết bị giãn nở được đưa đến thiết bị bay hơi. Do sự giãn nở, một phần lớn chất làm lạnh chất lỏng bay hơi, được ký hiệu là khí flash. Chất làm lạnh, phần lớn là khí và một phần chất lỏng, được gửi đến thiết bị bay hơi. Chỉ có phần chất lỏng của chất làm lạnh có khả năng bay hơi trong thiết bị bay hơi. Khi môi chất lạnh hoàn toàn bay hơi và hơi quá nhiệt, môi chất lạnh chảy vào máy nén. Quá nhiệt là cần thiết để ngăn chặn máy nén bị hư hỏng do trượt chất lỏng. Lượng chất làm lạnh được gửi qua thiết bị giãn nở, được kiểm soát bởi mức độ quá nhiệt được đo ở đầu ra của thiết bị bay hơi. Công suất máy nén được kiểm soát bởi nhiệt độ ngưng tụ tại cửa ra của máy nén.
Hệ thống bơm
Loại khác của bơm nhiệt cơ học là bơm nhiệt hệ thống bơm. Hình bên trái cho thấy nguyên tắc hoạt động của nó. Một hệ thống bơm chứa một tàu tách biệt. Từ tàu này, chất làm lạnh chất lỏng được bơm đến thiết bị bay hơi. Bên trong thiết bị bay hơi, môi chất lạnh bị bay hơi một phần: hỗn hợp chất lỏng và chất làm lạnh dạng khí chảy trở lại tàu tách rời. Tàu này tách chất làm lạnh trong chất lỏng và hơi. Chất lỏng được bơm vào thiết bị bay hơi một lần nữa; hơi nước chảy vào máy nén. Một lợi thế của hệ thống này là các thiết bị bay hơi nhỏ hơn có thể được sử dụng so với các hệ thống dx có cùng công suất, do chỉ cung cấp chất làm lạnh chất lỏng. Mặt khác, cần có thêm một bơm làm lạnh và bình tách rời. Do đó, bơm nhiệt hệ thống bơm thích hợp nhất cho các ứng dụng công nghiệp quy mô lớn. Phần lớn các bơm nhiệt với Amoniac được chế tạo theo kiểu hệ thống bơm. Các hệ thống amoniac dx rất nhạy cảm khi nói đến việc cảnh báo thiết bị mở rộng. Ngoài ra, quá nhiệt của chất làm lạnh trong các hệ thống dx gây ra nhiệt độ xả cao có thể phá hủy dầu máy nén.