Термин «тепловой насос» относится к технологиям, которые передают теплоту от тела с низкой температурой к телу с высокой температурой. К таким технологиям относятся системы охлаждения, а также системы отопления с помощью теплового насоса. Такой перенос теплоты требует термодинамического ввода либо в виде механической работы или тепловой энергии. Это ясно видно из утверждения Рудольфа Клаузиуса о втором законе термодинамики:
«Теплота сама собой не может переходить от тела холодного к телу горячему».
Основное отличие данной схемы от схемы парокомпрессионного цикла - это процессы переноса энергии между элементами абсорбционного цикла и окружающей средой. Возможна передача теплоты от среды с низкой температурой к среде с высокой температурой, подавая только тепловую энергию в качестве движущей силы процесса. Устраняя необходимость производства внешней механической работы, требующей затрат электрической энергии, абсорбционный цикл обеспечивает уникальное решение для ряда технологических проблем, связанных с производством холода, например при использовании энергии солнца или водяного пара. Некоторые другие технологии, применяемые в тепловых насосах такие как: адсорбция (твердое вещество / пар), цикл Стирлинга, эжекторное и магнитное охлаждение были разработаны и запатентованы, однако технология абсорбции является наиболее широко применяемой.
Простейший вариант машины с тепловым приводом - это устройство, передающее теплоту при трех уровнях температуры.
Схема такой тепловой машины показана на рисунке 2. В этой схеме тепловая энергия, которая является приводом процесса, обладает движущей мощностью при самом высоком уровне температуры, а устройство может осуществлять (1) охлаждение при самой низкой температуре или (2) нагрев при промежуточной температуре.
Блоки с температурами, обозначенными на рисунке 2 как Th, Tc и Te, представляют собой тепловые граничные условия, с которыми должна взаимодействовать абсорбционная машина.
Самая высокая температура находится вверху, а самая низкая - внизу диаграммы.
Внутри абсорбционной машины температурные уровни обозначаются индексом i. Соотношение между внутренними температурами (с индексом i) и внешними температурами, с которыми взаимодействует машина, определяется процессами теплообмена.
Например, для теплового насоса на рисунке 2 необходимо, чтобы Th было бы больше Thi, поскольку это приведет к передаче тепла в указанном направлении. На каждом уровне температуры теплообмен между абсорбционной машиной и окружающей средой происходит через теплообменник, обозначенные буквой R. Эти диаграммы подчеркивают ключевую роль температуры в понимании технологии абсорбции.
Абсорбционные тепловые насосы представленного типа обычно используются в коммерческих зданиях в качестве водоохлаждающих машин (чиллеров) для систем кондиционирования воздуха. Такими машинами оснащаются тысячи коммерческих зданий по всему миру.
Термин «тепловой насос» относится к технологиям, которые передают теплоту от тела с низкой температурой к телу с высокой температурой. К таким технологиям относятся системы охлаждения, а также системы отопления с помощью теплового насоса. Такой перенос теплоты требует термодинамического ввода либо в виде механической работы или тепловой энергии. Это ясно видно из утверждения Рудольфа Клаузиуса о втором законе термодинамики:
«Теплота сама собой не может переходить от тела холодного к телу горячему».
Основное отличие данной схемы от схемы парокомпрессионного цикла - это процессы переноса энергии между элементами
абсорбционного цикла и окружающей средой. Возможна передача теплоты от среды с низкой температурой к среде с высокой
температурой, подавая только тепловую энергию в качестве движущей силы процесса. Устраняя необходимость производства
внешней механической работы, требующей затрат электрической энергии, абсорбционный цикл обеспечивает уникальное
решение для ряда технологических проблем, связанных с производством холода, например при использовании энергии
солнца или водяного пара. Некоторые другие технологии, применяемые в тепловых насосах такие как: адсорбция (твердое
вещество / пар), цикл Стирлинга, эжекторное и магнитное охлаждение были разработаны и запатентованы, однако
технология абсорбции является наиболее широко применяемой.
Простейший вариант машины с тепловым приводом - это устройство, передающее теплоту при трех уровнях температуры.
Схема такой тепловой машины показана на рисунке 2. В этой схеме тепловая энергия, которая является приводом
процесса, обладает движущей мощностью при самом высоком уровне температуры, а устройство может осуществлять (1)
охлаждение при самой низкой температуре или (2) нагрев при промежуточной температуре.
Блоки с температурами, обозначенными на рисунке 2 как Th, Tc и Te, представляют собой тепловые граничные условия, с
которыми должна взаимодействовать абсорбционная машина.
Самая высокая температура находится вверху, а самая низкая - внизу диаграммы.
Внутри абсорбционной машины температурные уровни обозначаются индексом i. Соотношение между внутренними
температурами (с индексом i) и внешними температурами, с которыми взаимодействует машина, определяется процессами
теплообмена.
Например, для теплового насоса на рисунке 2 необходимо, чтобы Th было бы больше Thi, поскольку это приведет к
передаче тепла в указанном направлении. На каждом уровне температуры теплообмен между абсорбционной машиной и
окружающей средой происходит через теплообменник, обозначенные буквой R. Эти диаграммы подчеркивают ключевую роль
температуры в понимании технологии абсорбции.
Абсорбционные тепловые насосы представленного типа обычно используются в коммерческих зданиях в качестве водоохлаждающих машин (чиллеров) для систем кондиционирования воздуха. Такими машинами оснащаются тысячи коммерческих зданий по всему миру.