Ulkona - 15 C pakkasta ja kaksi ilmalämpöpumpua pitää tämän torpan lämpöisenä. Miten se ilmalämpöpumppu nyt niin kuin teknisessä mielessä toimiikaan?
Kaverini Google ja etsimään. Kertaan taas asiaa, kun ei ole aktiivisessa muistissa
Toimintaperiaate
Kompressorin sähkömekaanisella työllä siirretään lämpöä kahden kennon välillä käyttäen hyväksi laitteen putkistossa kiertävän kylmäaineen olomuodon muutosta.
- Kun kylmäaine muuntuu nesteestä höyryksi ensimmäisessä kennossa (eli höyrystimessä), se sitoo voimakkaasti lämpöä itseensä.
- Ja kun se tiivistyy takaisin nesteeksi toisessa kennossa (eli lauhduttimessa), vapautuu lämpöä.
Sama perusilmiö on havaittavissa talvella tapahtuvassa veden ja jään olomuodon muutoksissa, kun mitataan lämmön sitoutumista aineeseen. Lämpöä siirretään kaasun mukana eli konvektiolla hyvin nopeasti kennosta toiseen. Tehokkaan järjestelmän yleistavoitteena on siis saavuttaa maksimaalinen olomuodon muutos molemmissa kennoissa niiden läpi kulkevalle lämmön välittämisestä vastaavalle kylmäaineelle. Tätä kylmäaineessa hyödynnettävää jyrkkää molekyylien energiatasojen siirtämistä tilasta toiseen kutsutaan fysiikassa yleisemmin myös faasimuutokseksi.
Ilmalämpöpumppu on siten suora sovellutus termodynamiikan I ja II säännön hyödyntämisestä käytännössä.
Lämmityskäytössä
Lämmityskäytössä kylmäaine sitoo ulkoyksikön kennossa höyrystyessään lämpöenergiaa, eli kenno kylmenee ulkoyksikön höyrystimellä. Höyrystyessään kylmäaine sitoo paljon lämpöä, kun kylmäaineen olomuoto muuttuu nesteestä kaasuksi. Ulkoyksikön puhallin siirtää ilmaa kennon läpi tehostaen muuten passiivisen kennon lämmönsiirtokykyä. Kun höyry sisäyksikön kennolla myöhemmin tiivistetään nesteeksi, se luovuttaa tuon saman ulkoa saadun lämpöenergian pois. Aivan kuten ulkoyksikössäkin tuulettimella puhalletaan vapautuva lämpöenergia osaksi talon huoneen sisäilmaa.
Kompressori tuottaa sisäyksikön kennolle tarvittavan ylipaineen ja ulkoyksikön kennolle alipaineen.
Kompressori painaa höyryn sisäyksikön kennoon, jossa se paineen vaikutuksesta tiivistyy nesteeksi, ja yksikön kenno lämpenee. Lämmenneen kennon läpi puhalletaan ilmaa, joka lämpenee. Sisäyksikön jälkeen neste jatkaa paineen vaikutuksesta ulkoyksikön kennoon. Ennen ulkokennoa on kuristin eli pieni reikä, joka jarruttaa nesteen menoa ja säilyttää kompressorin paineen.
Lämmityskäytössä pumpun jatkuvan lämmöntuoton lisäksi katkaisevat aika ajoin tapahtuvat sulatussyklit, joissa prosessi käännetään tarkoituksella hetkeksi jäähdytystilaan, jotta ulkokennoon syntyneet jääkerrostumat sulatetaan pois. Näiden normaalien sulatussyklien tiheys ja kesto ovat tärkeitä, kun pyritään maksimoimaan nykyisten ilmalämpöpumppujen lämmöntuoton tehokkuutta talven kylmimpien kuukausien aikana. Johtuen ulkolämpötilasta ja ilmankosteudesta ulkoyksiköllä olisi hyvä olla pohjapellin lämmitysvastus estämässä jään kerääntyminen sulatuksen jälkeen. Kaikki pumput eivät kuitenkaan tällaista vastusta kaipaa.
Jäähdytyskäytössä
Jäähdytyskäytössä nelitieventtiili kääntää kylmäaineen virtauksen vastakkaiseksi, jolloin sisäyksikön kennossa höyrystyvä kylmäaine sitoo lämpöenergiaa, eli kenno kylmenee. Sisäyksikön puhallin kierrättää kennon lävitse sisäilmaa, joka viilenee. Tiivistyessään ulkoyksikössä kylmäaine luovuttaa sisäyksikön kennolta saamansa lämpöenergian ulkoyksikön kennon ja puhaltimen avulla ulkoilmaan. Kylmäaineen virtaus tapahtuu siis vastakkaiseen suuntaan kuin lämmityskäytössä, samalla kun höyrystin ja lauhdutin vaihtavat myös keskenään paikkaansa.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti