[niestandardowy_recenzent]
Suszarka z pompą ciepła działa dzięki systemowi chłodniczemu, który odzyskuje i ponownie wykorzystuje energię cieplną. Składa się ze sprężarki, skraplacza, parownika i zaworu rozprężnego. 1) Ciepłe powietrze przechodzi przez ubrania i pochłania wilgoć; 2) wilgotne powietrze przechodzi przez wężownicę zimnego parownika, gdzie wilgoć się skrapla; 3) czynnik chłodniczy wychwytuje to ciepło, ulega sprężaniu (co podnosi jego temperaturę), następnie przechodzi przez skraplacz i oddaje ciepło do powietrza; 4) to gorące i suche powietrze jest rozprowadzane po praniu. Zużywa mniej niż połowę energii zużywanej przez konwencjonalne suszarki.
Podstawy: System pompy ciepła z obiegiem zamkniętym
Suszarka z pompą ciepła ma obieg zamknięty, który umożliwia równomierne suszenie w niskich temperaturach. Oto ich główne części:
Parownik
Chłodzi powietrze w suszarce, dzięki czemu może zamienić wodę z ubrań w krople.
Kompresor
Spycha cząsteczki gazu razem, co sprawia, że stają się one gorętsze.
Skraplacz
Zamienia gorącą parę z powrotem w ciecz i uwalnia całą energię cieplną.
Zawór rozprężny
Reguluje wielkość ciśnienia uwalnianego przed ponownym wejściem do parownika.
Te cztery części obracają się w pętli, za każdym razem podgrzewając zimniejsze powierzchnie, dzięki czemu pozostają suche, jednocześnie usuwając wilgoć z ubrań, aby oszczędzać energię.
Proces krok po kroku
Oto, co dzieje się w pralko-suszarce po naciśnięciu przycisku Start:
1. Gorące, wilgotne powietrze pobrane z mokrych ubrań trafia do wężownicy parownika wykonanej z miedzianych rurek, przez którą przepływa ciecz chłodząca.
2. Suszarka obraca wannę, gdy ciepłe, wilgotne powietrze przepływa przez rury, schładzając płyn chłodzący, aż przejdzie w stan gazowy, usuwając również wilgoć.
3. Zimne, suche powietrze w dalszym ciągu przemieszcza się w kierunku innego zespołu rurek miedzianych zwanego wężownicą skraplacza. Tym razem wypełniony gorącym gazem chłodzącym i pod wysokim ciśnieniem.
4. W kontakcie z rurami zimne powietrze ponownie zaczyna się nagrzewać, ale energia cieplna powoduje powrót ciekłego gazu chłodzącego do normalnego stanu, uwalniając jeszcze więcej ciepła.
5. Suszarka wysyła ogrzane, suche powietrze z powrotem do bębna i pochłania wilgoć z ubrań.
6. Wydobyta woda jest transportowana do wężownic parownika za pomocą strumienia powietrza, gdzie tworzy kropelki, które są następnie odprowadzane.
7. Aby gaz chłodzący ponownie dotarł do rurek, sprężarka zwiększa jej ciśnienie, zmuszając ją do dalszego nagrzania przy wykorzystaniu energii elektrycznej i pracy mechanicznej.
8. Następnie para o wysokiej temperaturze trafia do wężownic skraplacza, które uwalniają wystarczającą ilość ciepła do napływającego strumienia powietrza, aby rozpocząć schładzanie, zamieniając gaz z powrotem w ciecz.
9. Wysokie ciśnienie sprawia, że ciecz przepływa przez zawór rozprężny, gdzie większość nadmiaru zostaje usunięta i może bezpiecznie przedostać się do parownika przy niskim ciśnieniu.
10. Na koniec płyn chłodzący pod niskim ciśnieniem wraca do molekularnej części mokrych ubrań, schładzając je, jednocześnie wytwarzając ciepło do odparowania w przyszłych cyklach.
W ten sposób zyskujesz ciepłe ubrania, jednocześnie chroniąc je przed uszkodzeniami spowodowanymi wyższymi temperaturami wymaganymi w tradycyjnych modelach.
Kluczowe elementy suszarki z pompą ciepła
Główne części systemu pompy ciepła, które pozwalają zaoszczędzić tak dużo energii, to:
Parownik jest wymiennikiem ciepła. Jego zadaniem jest usuwanie ciepła z powietrza wewnątrz bębna i przekształcanie wody z fazy gazowej w fazę ciekłą. Mówiąc laikiem, powoduje, że gorące powietrze jest zimne, a wilgotne suche. Oto jak:
- Gdy napełnisz suszarkę mokrymi ubraniami, będzie ona pompować ciepłe, wilgotne powietrze, które przepływa przez wężownicę parownika, co szybko obniża jej temperaturę.
- Powoduje to, że para wodna zawarta w powietrzu skrapla się w kropelki wody.
- Po zakończeniu tego procesu chłodne, suche powietrze powraca do bębna w celu przeprowadzenia kolejnej rundy suszenia ubrań.
Kredyty Image: drewno-powietrze-dom-ścienne-ogrzewanie-biznesowe-731157 by pxtutaj jest licencjonowany na podstawie (CC 0 1.0)
Szczegóły techniczne
- Rurki miedziane wygięte w zwoje
- Aluminiowe lamele zwiększają powierzchnię
- Czynnik chłodniczy przepływa przez wężownice, pobierając ciepło z otaczającego powietrza
- Płetwy zapewniają do 10 metrów kwadratowych dodatkowej powierzchni
- Przepływ powietrza przez rurki i żebra ułatwia obracający się bęben z otworami i przegrodami
- Chłodzony powietrzem o temperaturze do 13°C podczas przejścia przez parownik
Kompresor
Jaka jest jego rola?
Sprężarka spręża gaz chłodniczy. Następnie pompuje czynnik chłodniczy przez uszczelniony układ, dzięki czemu może dokonać magii chłodzenia gdzie indziej.
Sprawy techniczne
- Hermetycznie zamknięta pompa napędzana napięciem dostarczanym przez silnik indukcyjny
- Większość modeli wykorzystuje wysokowydajną bezszczotkową sprężarkę rotacyjną prądu stałego
- Części ruchome wymagają smarowania olejem
- Spręża czynnik chłodniczy od 0.15 – 0.31 MPa do 1.72 – 2.1 MPa
- Pojemność skokowa waha się od 6 – 8 cm3 na obrót w zależności od obciążenia
Skraplacz
Jaka jest jego rola?
Ta część usuwa ciepło ze sprężonego gazowego czynnika chłodniczego pochodzącego ze sprężarki i skrapla je w ciecz, dzięki czemu możemy później powtórzyć ten cykl chłodzenia.
Sprawy techniczne
- Kształt cewki z wydłużonymi rurkami miedzianymi i aluminiowymi żebrami
- Zapewnia 15 – 25 metrów kwadratowych powierzchni wymiany ciepła
- Czynnik chłodniczy wpływa w postaci gorącego gazu o temperaturze od 60°C do 90°C
- Powietrze otoczenia schładza gaz do cieczy w temperaturze od 40°C do 50°C
- Całkowity współczynnik przenikania ciepła od 750 do 1,200 watów
Zawór rozprężny
Jaka jest jego rola?
Szybko zmniejsza ciśnienie czynnika chłodniczego. Umożliwia to szybkie odparowanie w parowniku (o czym wspomniałem wcześniej) i zaczyna pochłaniać ciepło, które będzie kontynuować swój cykl chłodzenia.
Sprawy techniczne
- Naprawiono dozownik kryzy
- Najpopularniejszy jest termostatyczny typ rozprężny
- Zmniejsza ciśnienie z około 2 MPa cieczy do 0.15 MPa mieszanki
- Tworzy różnicę ciśnień, która rozpoczyna parowanie czynnika chłodniczego
- Umieszczony z dala od parownika, aby zapewnić stan ciekły
Zalety suszarek z pompą ciepła:
Suszarki z pompą ciepła zapewniają znaczną wydajność i korzyści finansowe w porównaniu z suszarkami konwencjonalnymi:
- Redukcja zużycia energii elektrycznej o 50-60% w porównaniu do rozwiązań konwencjonalnych opór elektryczny ogrzewanie, co przekłada się na 100-200 kWh rocznych oszczędności dla przeciętnego gospodarstwa domowego
- Czasy suszenia skracają się o 20-50% dzięki precyzyjnej kontroli temperatury komory suszenia i optymalizacji przepływu powietrza. Temperatury utrzymywane są w zakresie 30-60°C poprzez zmienną prędkość kompresor i elektroniczny zawór rozprężny.
- Niższe temperatury suszenia w zakresie 30–60°C (w porównaniu z 90°C+ w przypadku konwencjonalnych suszarek) możliwe dzięki cyklowi pompy ciepła są łagodniejsze dla tkanin oraz zmniejszają marszczenie i kurczenie się.
- Szacunkowe oszczędności w kosztach energii na poziomie ponad 250 USD, biorąc pod uwagę aktualne ceny energii elektrycznej i 10-letni okres eksploatacji. Oszczędności mogą być większe, jeśli żywotność przekracza 10 lat.
Dodatkowo suszarki z pompą ciepła charakteryzują się dłuższą żywotnością, sięgającą nawet 20 lat, dzięki mniejszemu zużyciu podzespołów w niższych temperaturach pracy.
Referencje:
Debarghya Roy, architekt inżynieryjny z ponad 12-letnim doświadczeniem, współpracuje z firmą z listy Fortune 5 i jest aktywnym współpracownikiem oprogramowania open source. Biegle posługuje się szeroką gamą technologii, w tym Java, C#, Python oraz różnymi narzędziami do automatyzacji i inżynierii wydajności, ma także wiedzę w zakresie automatyzacji zabezpieczeń, RPA i rozwoju zaplecza przy użyciu stosu SpringBoot, Kafka i ELK. Mieszkająca w Bangalore w Indiach Debarghya pasjonuje się blogowaniem, muzyką i zwolenniczką „Edukacji dla wszystkich”, która doprowadziła do założenia LambdaGeeks.