Розглянемо принцип роботи теплового насоса

Масове використання теплових насосів для опалення і кондиціонування повітря в будинку - явище відносно нове, хоча подібна концепція була розроблена ще в 19 столітті.

Інтерес до даних високотехнологічним пристроїв зараз відроджується через зростаючих цін на енергоносії і скорочуються природних запасів палива. Кількість теплових насосів, встановлених і функціонують в будинках по всьому світу, обчислюється мільйонами. Цей показник продовжує збільшуватися, так як існує гостра необхідність енерго- і ресурсозбереження.

Що таке тепловий насос

Найбільш близький аналог теплового насоса - це кондиціонер з функцією обігріву. Це пристрій успішно вирішує теплотехнічні проблеми: забезпечує будинок гарячою водою, теплом взимку і прохолодою - в літній сезон.

Причому енергія для вирішення поставлених завдань береться в прямому сенсі з повітря - це твердження справедливе для аеротермальной різновиди. Відбір тепла може також проводитися від землі, грунтових вод, озер та інших водойм, так як вони накопичують енергію.

Тепловою енергією володіють об`єкти з температурою вище абсолютного нуля - фактично, всі навколишні нас предмети.

Незважаючи на те, що температура джерел досить низька, перетворюють пристрої можуть працювати з високим коефіцієнтом трансформації - тобто, дуже ефективно.

Пристрій і принцип дії

Найпростіше пояснення принципу дії теплонасоса - це наче б холодильник навпаки.

Основа пристрою - фреоновий компресор, що підвищує тиск. Крім того, в систему входить випарник, трубопровід і інші елементи - в залежності від використовуваної різновиди.

Насос знімає тепло у джерела - грунту, води, повітря, і по трубопроводах переносить в систему опалення будівлі. Для його функціонування потрібна електрика - тому пристрій називається компресійним.

Розглянемо більш докладно принцип роботи на прикладі геотермального теплового насоса.

Процес виробництва тепла

Рідина, що тече по трубах, які прокладені в землі, віддає тепло насосу, і охолоджується до 5 градусів. Потім рідину знову проходить по трубах в грунті, збираючи низькопотенційну енергію і відновлюючи температуру - і повертається до випарника насоса.

У закритому контурі звертається фреон - як відомо, ця речовина має низьку температуру кипіння. У випарнику тепло від незамерзаючої рідини передається фреону, внаслідок чого він закипає, звертаючись в пар. Далі пара потрапляє в компресор, який завдяки електричної енергії стискає цей пар.

Таким чином, підвищується тиск, і температура газоподібного речовини зростає. Після цього пара потрапляє в теплообмінник, де тепло передається опалювальній системі. Газоподібна речовина охолоджується, відбувається його перехід в рідкий стан. Після того, як тиск фреону впаде і температура повернеться до початкової, цикл повторюється.

Передана енергія може використовуватися не тільки системою опалення, а й для підігріву гарячої води.

Для охолодження енергія береться біля будинку і передається в грунт - відбувається зворотний процес.

Види насосів:

• побутовий;
• промисловий. Основна відмінність - має більш потужний компресор.

І той, і інший тип використовують енергію навколишнього середовища. Системи опалення отримують тепло з екологічно чистих джерел, при цьому під час роботи відсутні шкідливі викиди в атмосферу, а також не спалюється паливо.

Джерелами низькопотенційної енергії є:

• вода (грунтові води або водоймища). Висока ефективність системи забезпечується за рахунок великої теплоємності води;
• грунт. Геотермальні насоси дозволяють отримати найдешевше тепло - співвідношення витраченої електроенергії і отриманої теплової найбільш оптимально;
• повітря. Аеротермальние пристрої не вимагають серйозних початкових капіталовкладень - немає необхідності бурити свердловини, не потрібні грунтові теплообмінники. У той же час, при низьких температурах повітря такий тепловий насос буде малоефективний;
• тепло, що виділяється в результаті технологічних процесів, а також виробничі викиди стічних вод. Подібними джерелами користуються в промисловості.

Особливим видом є рекуператор повітря - це тепловий насос, який підігріває входить в приміщення повітряний потік за рахунок теплоти відхідних газів.

Класифікують пристрої також по здатності покривати потреби споживача.

Розрізняють системи:

• моновалентні - повністю забезпечують теплом будинок протягом усього року;
• бівалентні - застосовуються в комбінації з додатковими джерелами тепла.