_________________________________ ___RO__________________________________15
3.2.
Prezentarea funcţionării
Pe baza celor prezentate mai sus „capacitatea energetică" a pompei de
căldură se bazează pe transmisia de căldură, prin sutragerea căldurii din sursă
liberă, de temperatură mai mică (în acest caz din aerul din mediu) decât
materialul ce trebuie încălzit (adică decât apa aflată în rezervorul de încălzire.
Pentru funcţionarea compresorului (care duce la schimbarea stării fizice a
lichidului de răcire din circuitul frigorific), şi astfel la predarea energiei
termice, avem nevoie de energie electrică
circuit hidraulic închis, în care lichidul se transformă în formă lichidă sau de
gaz, în raport cu temperatura şi presiunea deţinută. Elementele principale ale
circuitului hidraulic (imaginea 3.2-1) sunt următoarele:
1
compresor, care cu ridicarea presiunii şi temperaturii lichidului de răcire
–
(care în acest ciclu se află în stare fizică gazoasă) permite parcurgerea
circuitului
2 – primul radiator aflat în rezervorul de apă pentru încălzirea apei: prin
intermediul suprafeţei acesteia se realizează schimbul de căldură între
lichidul de răcire şi apa menajeră care trebuie încălzită. Deoarece în această
fază se schimbă starea fizică a gazului de răcire cald, şi se condensează în
lichid, în timp ce îşi transmite căldura către apă, acest radiator este determinat
ca şi un condensator
3 – valvă de expansiune: un echipament prin care trece lichidul de răcire
în momentul în care se reduce presiunea şi temperatura acestuia, urmărind în
mod sesizabil dilatarea lichidului ca şi rezultat a creşterii profilului de ţeavă
deasupra valvei
4 – în partea de sus a încălzitorului de apă se găseşte cel de-al doilea radiator, a cărei
suprafaţă a fost mărită cu nervuri. Cel de-al doilea radiator efectuează schimbul de căldură între
lichidul de răcire şi sursa liberă sau aerul de mediu revărsat în mod artificial în mod
corespunzător de către un ventilator special. Deoarece în această fază lichidul de răcire se
evaporă, şi sustrage căldură de la aerul din mediu, acest radiator este determinat ca şi un element
de vaporizare.
Deoarece energia termică se poate revărsa de la un nivel de temperatură mai înalt la un nivel
de temperatură mai mic, mediul frigorific aflat în elementul de vaporizare (4) trebuie să fie de
o temperatură mai redusă decât aerul de mediu constituind sursa liberă, totodată pentru a putea
transmite căldură, mediul frigorific aflat în condensator (2) trebuie să aibă o temperatură mai
înaltă decât temperatura apei ce trebuie încălzit în rezervor.
Diferenţa de temperatură în interiorul pompei de căldură este realizată de compresorul (1)
şi valva de expansiune (3) aşezată între elementul de vaporizare (4) şi condensator (2), datorită
caracteristicilor fizice ale lichidului de răcire.
Randamentul ciclului pompei de căldură se poate măsura cu coeficientul de performanţă
(COP). COP este rata dintre energia care intră în aparat (în această situaţie căldura predată apei
ce trebuie încălzită) şi energia electrică folosită (de către compresor şi echipamentele auxiliare
ale aparatului). COP se schimbă în funcţie de tipul pompei de căldură şi a condiţiilor de uzină
existente. Exemplu: un
COP cu o valoare de 3 înseamnă că după fiecare 1 kWh de energie electrică consumată pompa
de căldură transmite 3 kWh căldură pentru materialul ce trebuie încălzit, din care 2 kWh este
sustrasă din sursa liberă.
Valorile nominale COP referitoare la boilerul cu pompă de căldură de tipul HB300(C(1)) se
găsesc în tabelul de date tehnice din tabelul 1.1.1.
Temperaturile ciclului tipic de pompă de căldură, în corelaţie cu lichidul de răcire şi
Lichidul de răcire trece peste un
.
Imaginea 3.2.-1.