Принцип работы теплового насоса

Интерес к использованию экономных систем отопления обусловлен не только кризисными явлениями в экономике, но в большей степени ограниченными запасами классических энергоносителей, таких как уголь, газ, нефть. Преобразование электричества в тепло также не эффективно.

Альтернативным вариантом является использование в качестве главного агрегата отопительной системы теплового насоса. Он позволяет отбирать тепло с воздуха, воды или недр земли и передавать его в отопительную систему.


Как устроен тепловой насос ?

  Домашний холодильник – это тепловой насос, который забирает из внутреннего пространства холодильника (где «холодно») тепло и передаёт его в помещение, где холодильник установлен - это тепло мы видим на тёплой решётке с тыльной части холодильника. В результате внутри холодильника температура ниже, чем в помещении. И физика процесса ни у кого не вызывает вопросов. Но в случае с работающим на отопление тепловым насосом трудности обычно вызывает вопрос, как от среды с более низкой температурой - например, воздух на улице зимой с отрицательной температурой, передать тепло среде с более высокой температурой - воде системы отопления с температурой, которая всегда выше + 30 градусов. Ведь согласно законам физики тепло всегда перетекает от среды с более высокой температурой к среде с более низкой. Но физика процесса и принципиальная схема (конструкция) всех тепловых насосов одна и та же.

Все тепловые насосы состоят из следующих основных частей:

1. Компрессор.
2. Теплообменник фреон/вода (конденсатор).
3. Дроссель.
4. Теплообменник наружная среда /фреон (конденсатор).

  Некоторые вещества, находясь в жидком состоянии под высоким давлением (фреон, например), при резком и значительном снижении давления (при прохождении через дроссельный клапан, например), охлаждаются до очень низких (вплоть до минус 40 градусов) температур. И при этих низких значениях температуры и наличия источника тепла кипят, испаряются, переходя в газообразное состояние. И поэтому так и называются – низкокипящие. Из школьного курса физики известно, что процесс кипения идёт с поглощением тепла. И для фреона с температурой ниже температуры воздуха на улице – в случае воздушного теплового насоса, или рассола в грунтовом контуре – в случае грунтового теплового насоса, это источник тепла, потому что температура фреона ниже температуры воздуха и рассола. И, в полном соответствии с законами физики, в теплообменнике воздух/фреон или рассол/фреон (испаритель) кипящий фреон нагревается, поглощая тепло - бесплатное, из «холодной» окружающей среды. А дальше всё просто. Компрессор, сжимая пары фреона, ещё повышает его температуру - до значений, позволяющих в теплообменнике фреон/вода (конденсатор) нагревать воду системы отопления. Охлаждённые в конденсаторе водой системы отопления пары фреона конденсируются, и жидкий фреон (под высоким давлением от сжатия в компрессоре) поступает к дроссельному клапану. Всё круг замкнулся. И мы видим два процесса получения системой отопления тепла:

1. За счёт повышения давления фреона компрессором.
2. Перекачанное компрессором из окружающей среды.

  Остаётся добавить, что отношение суммы перекачанного + произведенного компрессором тепла к затраченной на работу теплового насоса электроэнергии (измеряемых в одинаковых единицах – квт*час, например), в современных тепловых насосах составляет в среднем 4-5/1. Это соотношение называется «коэффициент преобразования» (не путать с к.п.д.!) и обозначается СОР. И это главное преимущество тепловых насосов перед всеми остальными теплогенераторами. Так как у них соотношение полученной, сгенерированной энергии (тепла) с затраченной на его производство энергии всегда меньше единицы.

  В термодинамике этот «круг» называется «Цикл Карно», давно известен и успешно используется в производстве тепловых насосов уже много десятилетий. Так компания NIBЕ, например, начала промышленное производство тепловых насосов для отопления в 1952 г. И продолжает успешно делать это и сегодня, имея в настоящее время более четверти рынка тепловых насосов в Канаде, США, Европе, а теперь уже и в Украине.

Бесплатная консультация

Если у вас возникли вопросы о продукции NIBE или другие вопросы по использованию тепловых насосов - закажите бесплатную консультацию и наши специалисты свяжутся с вами.


Есть вопросы ? Звоните +38 (067) 483 17 76

Консультация