Ponp chalè

Yon ponp chalè (PAC), yo rele tou thermopompe an franse kanadyen ^[1], se yon aparèy ki fè li posib transfere enèji tèmik (ansyen "kalori") soti nan yon mwayen tanperati ki ba (sous frèt) nan yon mwayen tanperati ki wo (sous cho). Aparèy sa a Se poutèt sa fè li posib ranvèse direksyon natirèl la nan transfè a espontane nan enèji tèmik.

Tou depan de direksyon operasyon nan aparèy la ponpe, yon ponp chalè ka konsidere kòm yon sistèm chofaj, si yon moun vle ogmante tanperati a nan sous la cho, oswa nan refrijerasyon, si nou vle a. pou bese tanperati sous frèt la. Pou pwodiksyon frèt, pwosesis la se baz prèske tout lè kondisyone ak frijidès. Pou pwodiksyon chalè, pwosesis la diferan de chofaj konvansyonèl, kote yon kò chofe (pa efè Joule, pa konbisyon, oswa pa nenpòt lòt pwosesis).

Lè aparèy ponp lan bay chofaj ak refrijerasyon an menm tan, sistèm lan se yon ponp chalè.

Ponp chalè yo konsidere pa divès ekspè kòm youn nan solisyon kout tèm pou diminye emisyon nan konsomasyon kay domestik^[2]^,^[3]. Dapre yon etid 2022, 85% itilizatè domestik yo di ke yo satisfè ak teknoloji sa a pou kay yo^[2].

Prensip

Prensip fonksyònman yon ponp chalè idantik ak yon frijidè, ki bay èkondisyone. Nan ka chofaj, operasyon sa a ranvèse: olye pou yo retire chalè nan yon patiraj fèmen pou refwadi li, ponp chalè a retire chalè nan anviwònman an pou transfere li nan yon kay. . Nan tout ka li itilize konpresyon ak ekspansyon yon gaz^[4] .

Dyagram prensipal yon sikwi frijidè.

Ponp chalè yo itilize yon sik Chanjman Faz. Pwosesis sa a fè yon sik refrijerasyon pou transfere chalè soti nan pati yo dwe refwadi (yo rele yon "sous frèt") nan pati ki pral chofe a (yo rele yon "sous cho"). COMPRESSOR a se ponp sikwi a, ki fè sikile likid frijidè.

Sik sa a gen kat etap:

Konpresyon: febrifuj la nan eta vapè konprese epi sòti nan COMPRESSOR a nan presyon ki wo ak tanperati ki wo;
Kondansasyon: vapè ki trè cho (ak konprese) pase nan yon kondansasyon (oswa echanjeur chalè) kote li pral transfere chalè nan anviwònman anbyen (lè a nan chanm nan), ki pral pèmèt li likide, sa vle di pase soti nan eta a vapè (gaz) nan eta a likid;
Ekspansyon: nan priz kondansasyon an, likid ki anba gwo presyon ap elaji lè li bese rapidman presyon an nan yon ekspansyon (nan sikile likid la nan 'yon orifis. ). Sa a gout toudenkou nan presyon gen efè a nan vaporize yon pati nan likid la. Frijidè a kounye a nan eta ki pi frèt li nan sik la;
Evaporasyon: likid refrijeran an, kounye a frèt ak pasyèlman vaporize, sikile nan yon échangeur chalè (evaporatè) ki sitiye nan anviwònman an yo dwe refwadi. Li soustraksyon chalè nan mwayen an (lè) pou refwadi li. Pa absòbe chalè, febrifuj la konplètman evapore (tranzisyon soti nan eta likid a gaz).

Modèl:Seksyon jiska sous Etid tèmodinamik sou operasyon yon ponp chalè, kit se jewotèmal (ki sèvi ak chalè ki genyen nan tè a), ayewotèmal (sa ki genyen nan lè a) oswa akwatèmal (ki genyen nan dlo lanmè a, rivyè oswa akwifè gratis), mande pou izole likid transfè chalè epi aplike prensip konsèvasyon enèji pandan yon sik^[5].

Lè sa a, flux tèmik "ki fèk ap rantre" ak "sòtan" likid sa a nesesèman balanse pandan sik la. Kidonk, koule chalè ki emèt pa likid la nan sous cho a pandan reyaksyon ègzotèmik (sa vle di chalè pwodwi) nan kondansasyon an wè negatif pa likid transfè chalè a, pandan ke tou de fòm enèji ke li resevwa soti nan deyò yo wè pozitivman pa sa a. menm likid, sètadi kontribisyon enèji prensipal konsome pa ponp lan li menm ak kontribisyon tèmik ki soti nan sous frèt la pandan reyaksyon andotèmik (sa vle di chalè konsome) nan evaporatè la.

Teknik sa a, li te ye pou plis pase trant ane, te sibi devlopman teknik remakab ki pèmèt li fè konpetisyon ak oswa menm depase metòd chofaj "tradisyonèl" nan pèfòmans^[6].

Yo di yon ponp chalè revèsib (oswa envèrsib) lè sikwi likid transfè chalè a gen ladann yon valv twa-fason ki pèmèt fonksyon kondansasyon an ak evaporator la ranvèse. Sa fè li posib pou bay lè frèt (èkondisyone) nan yon kay, oswa pou refwadi etaj la (nan yon pi piti limit) nan ka a nan yon ponp chalè kap founi yon sikwi dlo sou tè a.