Всички категории

Как работи двуканален топлообменник за топлинна помпа

Sep 30, 2025

Топлообменникът на двуканална топлинна помпа е основният компонент на двуканална топлинна помпа. Двуканалните топлообменници за топлинни помпи са разпространени в индустриалното отопление, търговските системи за климатизация и домашните системи за термичен комфорт. Liatem е професионално предлагаем доставчик на услуги за термичен контрол, като компанията отговаря на нуждите на такива системи чрез напреднали проекти, изградени за максимизиране на дизайна на двойния поток за ефективен топлообмен между две отделни флуидни системи. Двуканалните топлообменници за топлинни помпи представляват подобрение спрямо едноканалните модели, които работят само с един източник на топлина. В допълнение към традиционния единичен източник за абсорбция и отделяне на топлина, двуканалните системи осигуряват необходимата сложност за високо ефективни системи с топлинни помпи. Това става възможно чрез оптимизирана работна структура, която позволява едновременна абсорбция и отделяне. Вътрешната анатомия на топлообменника определя неговата функционалност. Това разбиране произлиза от анализ на неговите системи: ядрена структура, двуциклова система, топлообмен с регулиране, ядрена система и регулация.

Dual Channel Chiller

Двуканалният топлинен насос на Liatem използва топлообменник, който използва устройство, разделено вътрешно по дължина за разделяне на охладителя и целевата течност, като охладител за компресор на топлинен насос и целева течност (например вода или въздух). В единия канал, за охладителя, нискотемпературният, нисковолтажен охладител изпарява, за да абсорбира наличната топлина, а в другия – каналът за целевата течност, течността, която трябва да се охлади или загрее, преминава, за да обмени топлина с охладителя. Да вземем за пример битова система за топлинен насос, при която каналът за охладителя пренася и циркулира охладителя, а каналът за целевата течност пренася вода за домакински нужди. Преградата между двата канала е изработена от материал с висока топлопроводимост (например сплав от мед и алуминий), за да се осигури топлообмен и да се предотврати изтичане. Независимият двуканален дизайн служи за независимата цел на двуканалния топлообменник на топлинния насос – да може да извършва две функции за топлообмен едновременно.

**Подобрени кръстосани топлообменници** Топлинните помпи, които най-накрая постигнаха близък температурен подход между входа и изхода на водата и охладителя, имат взаимно свързана низходяща част за протичане на вода. Топлообменникът осигурява също близък пренос на топлина от вода към охладител, за да споделя топлината с охладителя. При всички други кръстосани топлообменници топлината се получава и предава през повече от една повърхност за топлообмен.

**Резюме** Подобрението на двуканалната топлинна помпа използва кръстосани топлообменници, за да се постигнат два канала. Горният канал получава вода от оптимизирана помпа, след което водата се разделя на две клонинга. В другия канал единичен охладител минава през двоен кръстосан поток, който позволява противоточен кръстосан поток в двуканална система.

Източници: Водният и топлинният обменник. Лятем, октомври 2023 г.

В двуканалния топлинен насосен разменник на liatem, в каналите за охлаждащ агент има охлаждащ агент, който тече от долната част на канала към горната, по възходящ път, по който охлаждащият агент при издигането си изпарява и съответно абсорбира топлина, а в канала за целевата течност, целевата течност тече отгоре надолу, като отделя енергия под формата на топлина, ако се охлажда, или, ако се затопля, абсорбира енергия под формата на топлина. Противоположното течение „термично закърнява“ по дължината на двата канала, тъй като течностите текат в противоположни посоки по канала и в канала на целевата течност. Например, в режим на отопление на помпа, долната част на канала за охлаждащ агент, „охлаждащият агент с ниска температура“ при 5°C, абсорбира от целевата течност, която е в низходящ регион при 20°C и тече надолу. В тази възходяща и изпаряваща се зона, охлаждащият агент, целевата течност и 15°C, 10°C съответно, запазват температурна разлика от 5°C, което увеличава топлообмена, който е стабилен в рамките на всяка течност. Двуканалният топлинен насосен разменник е много по-ефективен при противоточно течение, при което течностите текат в противоположни посоки, вместо при съвременно течение. Противоточното течение увеличава ефективността на топлопренасянето на двуканалния топлинен насос с 30–40%, което подпомага бързото функциониране на системата за топлинен насос.

Фазовият преход на охладителя осигурява двупосочен топлообмен в DHX

Режимите за отопление и охлаждане на топлообменник с двоен канал се управляват чрез фазов преход, който се случва в охладителя във всеки от двата канала.

Single Channel Chillers

Като охладителен агент, това вещество в режим на отопление при ниско налягане и в течно състояние влиза в канал за охладител в двуканалния топлинен уред и чрез другия канал, в целевата течност, например външен въздух или подпочвена вода, абсорбира топлина, изпарява се до газ при ниско налягане и преминава към компресора, където се преобразува в газ с висока температура за отопление. Ако охладителят е високотемпературен, високонапорен газ след излизане от компресора, той директно постъпва в канала за охладител, предава топлина на някаква целева течност, например охлаждаща вода, и след това се кондензира до високонапорна течност, която след това минава през разширителния вентил, за да стане течност с ниска температура за охлаждане. Двуканалният топлообменник за топлонасос от liatem подобрява геометрията на вътрешните ребра на канала на топлообменника, за да максимизира повърхнината, което ускорява процеса на фазово преобразуване с повече охладител в кондензираните индустриални системи за охлаждане, които при тези условия могат да преместят 50 kg кондензиран охладител на час, докато предават 120 kW топлина към охлаждащата вода. По този начин ефективно се понижава температурата на индустриалното оборудване.

В случая на двуканален топлообменник за топлинна помпа, е възможно да се регулира скоростта на потока за двуканални топлообменници за топлинна помпа, така че да намалява с увеличаването на топлинната нужда. Скоростта на потока се регулира в реално време, за да се осигури стабилна работа при променливи натоварвания и да се постигнат оптимизирани условия.

Двуканалният топлинен насос на Liatems е оборудван с интелигентни регулиращи вентили на двата канала. Тези вентили контролират скоростта на потока на охлаждащия агент и целевата течност въз основа на актуалните температурни изисквания. Например, когато топлинната нужда нарасне (например фабрика има нужда от гореща вода, за да продължи производствения процес), системата за управление може да увеличи дебита на охлаждащия агент в канала за охлаждащ агент и в канала за целева течност, като по този начин увеличи скоростта на топлообмена. Обратно, когато нуждата намалее, дебитите се намаляват, за да се спести енергия. Например, при климатична система за търговска сграда, ако желаната вътрешна температура е достигната и се понижи, двуканалният топлообменник може да намали положението на регулиращия вентил до 50%, като по този начин елиминира загубата на енергия, но все пак поддържа желаната температура. Такъв вид адаптивна корекция подобрява енергийното потребление на системата и удължава живота на системата за управление на помпата, тъй като се избягват прекомерни работни натоварвания.

Заключение

Топлообменник с двуканална топлинна помпа работи, като разчита на независими двойни потоци за отделно управление на течности чрез противоточен поток за по-висока ефективност на топлопреминаването, двупосочен чрез фазовото преобразуване на охладителя и динамичен чрез адаптивно регулиране на скоростта на потока.

Топлообменникът с двуканална топлинна помпа Liatem подобрява всеки компонент от логиката си на работа, за да осигури висока ефективност, стабилност и универсалност. Докато се стреми към икономия на енергия и ефективно управление на температурата, прилагането на топлообменника с двуканална топлинна помпа Liatem в индустриални системи за отопление или охлаждане, търговско охлаждане или жилищно регулиране на температурата е разумно само ако са разбрани нюансите на системите.