Kaksikanavainen lämpöpumppuvaihtimien on kaksikanavaisen lämpöpumpun keskeinen komponentti. Kaksikanavaisia lämpöpumppuvaihdinkuja käytetään yleisesti teollisuuden lämmityksessä, kaupallisten ilmastointijärjestelmien sekä asuntojen lämpöviihtyvyysjärjestelmissä. Liatem on ammattitaitoisesti tarjottujen lämpöhallintapalveluiden tarjoaja, ja yritys vastaa tällaisten järjestelmien tarpeisiin edistyneillä suunnitelmilla, jotka on rakennettu maksimoimaan kahden erillisen nestejärjestelmän tehokas lämmönsiirto kaksinkertaisen virtausliitäntäsuunnittelun avulla. Kaksikanavaiset lämpöpumppuvaihdinkujat ovat parannus yksikanavamalleihin nähden, jotka toimivat vain yhden lämmönlähteen kanssa. Perinteisen yhden lähteen lämmön ottamista ja vapauttamista pidemmälle, kaksikanavaiset järjestelmät tarjoavat tarvittavan monimutkaisuuden korkean tehokkuuden lämpöpumppujärjestelmiin. Tämä mahdollistuu optimoidun toiminnallisen rakenteen kautta, joka tukee samanaikaista lämmönottoa ja -vapautusta. Vaihtimen sisäinen anatomia määrittää sen toiminnallisuuden. Tämä ymmärrys syntyy purettaessa sen järjestelmiä, joita ovat ydinerä, kaksinkertainen sykli, säädettävä lämmönsiirto, ydinsysteemi ja säätö.
Liatemin kaksikanavainen lämpöpumppu käyttää lämmönvaihdinta, jossa yksikkö on jaettu sisäisesti pituussuunnassa erottamaan kylmäaine ja kohdeneste toisistaan. Kylmäainekanavaa käytetään lämpöpumpun kompressorissa ja kohdenestekanavaa (kuten vesi tai ilma) lämmitettävän tai jäähdytettävän fluidin kuljettamiseen. Ensimmäisessä kanavassa, eli kylmäainekanavassa, matalan lämpötilan ja paineen omaava kylmäaine höyrystyy ottaakseen vastaan saatavilla olevan lämmön. Toisessa kanavassa, eli kohdenestekanavassa, nestettä, jota on tarkoitus lämmittää tai jäähdyttää, virtaa vaihtaakseen lämpöä kylmäaineen kanssa. Esimerkiksi asuinkohtaisessa lämpöpumppujärjestelmässä kylmäainekanava kuljettaa ja kierrättää kylmäainetta, kun taas kohdenestekanava kuljettaa vettä kotitalouskäyttöön. Kanavien välinen erotin on valmistettu erittäin lämmönjohteesta materiaalista (esimerkiksi kuparin ja alumiinin seoksesta), mikä varmistaa tehokkaan lämmönvaihdon ja estää vuotamisen. Riippumaton kaksikanavainen rakenne palvelee kaksikanavaisen lämpöpumppulämmönvaihtimen itsenäistä tarkoitusta mahdollistaen kahden samanaikaisen lämmönsiirtotehtävän suorittamisen.
**Parannetut vaihtovirtalämmönvaihtimet** Lämpöpumput, jotka saavuttivat lopultakin tiukan lähentymisen veden ja kylmäaineen sisään- ja ulostulon välillä, sisältävät keskinäisesti alavirtaan virtaavan vesiosan. Lämmönvaihdin tarjoaa myös tiukan lämmön siirron vedestä kylmäaineeseen, jolloin lämpö jaetaan kylmäaineelle. Kaikissa muissa vaihtovirtalämmönvaihtimissa lämpö otetaan vastaan ja siirretään useammalle kuin yhdelle lämmönsiirtopinnalle.
**Yhteenveto** Kaksikanavaisen lämpöpumpun parannus käyttää vaihtovirtalämmönvaihtimia kahden kanavan toteuttamiseksi. Ylempi kanava vastaanottaa vettä optimoidusta pumppusta, jonka jälkeen vesi jaetaan kahteen haaraan. Toisessa kanavassa yksittäinen kylmäaine kulkee kahden vaihtovirtasuunnan läpi, mikä mahdollistaa vastavirtaisen vaihtovirran kaksikanavaisessa rakenteessa.
Liatemin kaksikanavaisessa lämpöpumppuenvaihtimessa jäähteen kanavassa jäähteellä on virtaussuunta kanavan alusta kohti yläosaa, nousuvaunulla, jossa jäähdytin haihtuu noustessaan ja siten ottaa vastaan lämpöenergiaa. Kohteenestevirtauksessa taas kohdeaine virtaa ylhäältä alas, luovuttaen energiaa lämpönä, jos kyseessä on jäähdytys, tai ottamalla vastaan energiaa lämpönä, jos kyseessä on lämmitys. Vastakkaissuuntainen virtaus aiheuttaa 'lämpöpiirin oikosulun' pituussuunnassa kaksikanavaisten kanavien osalta, koska molemmat nesteet virtaavat vastakkaisiin suuntiin kanavan ja kohdeainekanavan sisällä. Esimerkiksi lämpöpumpun lämmitystilassa jäähteen kanavan alaosassa oleva 'matalalämpöinen jäähdin' (5 °C) ottaa vastaan energiaa kohdeaineelta, joka on laskevassa 20 °C vyöhykkeessä ja virtaa alaspäin. Tässä nousevassa ja haihtuvassa vyöhykkeessä jäähdin, kohdeaine ja 15 °C, 10 °C, säilyttävät 5 °C:n lämpötilaeron, mikä edistää lämmönsiirtoa, joka pysyy stabiilina kunkin nesteen vaihteluvälillä. Kaksikanavainen lämpöpumppuenvaihtimessa tehokkuus on huomattavasti parempi vastavirtaperiaatteella, jolloin nesteet virtaavat vastakkaisiin suuntiin, verrattuna samansuuntaiseen virtaukseen. Vastavirtaus parantaa kaksikanavaisen lämpöpumpun lämmönsiirtotehokkuutta 30–40 %, edistäen lämpöpumppujärjestelmän nopeaa toimintaa.
Kaksikanavaisen lämpöpumppuvaihtimen lämmitys- ja jäähdytystilat hallitaan faasimuutoksella, joka tapahtuu jäähdytteessä molemmissa kaksikanavissa
Jäähdytteenä toimiva aine, lämmitystilassa, matalapaineisena ja nestemäisenä, siirtyy kaksikanavaisen lämpöpumppuvaihtimen jäähdytteen kanavaan ja toisessa kanavassa, kohteenesteessä, esimerkiksi ulkoilmassa tai pohjavedessä, ottaa vastaan lämpöä, haihtuu matalapaineiseksi kaasuksi ja siirtyy kompressoriin, jossa se muunnetaan korkealämpöiseksi kaasuksi lämmitystä varten. Oletetaan, että jäähdytin on korkealämpöistä, korkeapaineista kaasua, kun se tulee kompressorista. Tällöin se siirtyy suoraan jäähdytteen kanavaan, luovuttaa lämpöä jollekin kohteenesteelle, esimerkiksi jäähdytysvesille, ja tiivistyy sitten korkeapaineiseksi nesteeksi, joka sen jälkeen siirtyy laajennusventtiiliin muuttuakseen alhaisen lämpötilan nestemäiseksi jäähdytteeksi jäähdytystä varten. Liatemin kaksikanavainen lämpöpumppuvaihdin parantaa lämmönvaihtimen kanavan sisäisen levyn geometriaa maksimoimalla pinta-alan, mikä nopeuttaa faasimuutosprosessia lisäämällä kondensoituvaa jäähdytettä teollisissa jäähdytysjärjestelmissä, jotka kykenevät näissä olosuhteissa liikuttamaan 50 kg kondensoitunutta jäähdytettä tunnissa ja siirtämään 120 kW lämpötehoa jäähdytysvesiin. Tässä tapauksessa se tehokkaasti alentaa teollisen laitteiston lämpötilaa.
Liatemsin kaksikanavainen lämpöpumppu on varustettu älykkäillä säätöventtiileillä molemmissa kanavissa. Nämä venttiilit säätävät kylmäaineen ja kohdenesteen virtausnopeuksia reaaliaikaisen lämpötilatarpeen mukaan. Esimerkiksi kun lämpötarve kasvaa (esim. tehdas tarvitsee kuumaa vettä tuotantoprosessin ylläpitämiseksi), ohjausjärjestelmä pystyy lisäämään kylmäaineen virtausnopeutta kylmäainekanavassa ja kohdenesteen virtausnopeutta kohdenestekanavassa, mikä lisää lämmönsiirtonopeutta. Päinvastoin, kun tarve vähenee, virtausnopeuksia pienennetään energian säästämiseksi. Esimerkiksi kaupallisessa rakennuksen ilmanvaihtojärjestelmässä, jos sisälämpötila saavutetaan ja sitä alennetaan, kaksikanavainen lämmönvaihto pystyy vähentämään säätöventtiilin aukon 50 %:iin, jolloin energiaa ei hukata ja haluttu lämpötila kuitenkin säilyy. Tällainen mukautuva säätö parantaa järjestelmän energiatehokkuutta ja pidentää pumpun ohjausjärjestelmän käyttöikää, koska liialliset toiminnot vältetään.
Johtopäätös
Kaksikanavainen lämpöpumppuvaihtimessa hyödynnetään riippumattomia kaksinkertaisia virtauskanavia erilliseen nesteiden hallintaan vastavirtaperiaatteella, jolloin saavutetaan korkeampi lämmönsiirron tehokkuus, kaksisuuntainen kylmäaineen faasimuutoksen kautta ja dynaamisesti virranopeussäätöjen avulla sopeutuvan ohjauksen kautta.
Liatemin kaksikanavainen lämpöpumppuvaihdin parantaa kaikkia toimintalogiikansa osatekijöitä ylläpitääkseen korkeaa tehokkuutta, vakautta ja monipuolisuutta. Vaikka pyritään säästämään energiaa ja hallitsemaan lämpötiloja tehokkaasti, Liatemin kaksikanavaisen lämpöpumppuvaihtimen käyttö teollisissa lämmitys- tai jäähdytyssovelluksissa, kaupallisessa kylmässä tai asuinkäytön lämpötilan säädössä on järkevää vain, jos järjestelmien hienovaraiset erot ymmärretään.
Uutiskanava
EN
