Get Adobe Flash player

zeolith001Принцип работы теплового насоса
               
Может, кто-то удивится, но тепловой насос есть почти в каждой квартире. Это бытовой холодильник. Его агрегат выкачивает тепло из объема холодильного шкафа в комнату. По такому же принципу работает и отопительный тепловой насос. Теория теплового насоса изложена в описании термодинамического цикла Карно еще в 1824 году. Хладагент (фреон) перемещается компрессором по замкнутому контуру, состоящему из испарителя, конденсатора и клапана.
Сжатый компрессором в конденсаторе (горячая решетка на задней стенке простейшего холодильника) хладагент переходит из газообразного в жидкое состояние при высоком давлении и температуре. Далее через дросселирующий клапан он продавливается в испаритель (обмерзшая панель внутри холодильника), где тем же компрессором создается низкое давление. При резком падении давления после клапана хладагент активно кипит, переходя в газообразную фазу с резким уменьшением температуры (для ТН до -8°С и ниже). Таким образом, производится перенос тепла из объема, в котором расположен испаритель, в объем, который занимает конденсатор.
В тепловых насосах эти объемы выполняются в виде теплообменников. В первый подается относительно теплый носитель от низкотемпературного источника тепла (НТИ), второй включается в контур системы отопления. Теоретически несложно в теплое время года, поменяв местами испаритель и конденсатор ТН, использовать его для охлаждения здания. В качестве НТИ может использоваться наружный воздух при условии, что его температура превышает температуру кипения хладагента в испарителе; грунтовые, либо воды из незамерзающих водоемов; земля, тепло из которой переносится в теплообменник ТН раствором, циркулирующим по трубам, уложенным в земляной коллектор, либо опущенным в скважины-зонды; технологические сбросы предприятий в жидком или газообразном состоянии.
 Главная характеристика эффективности теплового насоса - коэффициент преобразования (СОР), или коэффициент мощности, равный отношению теплопроизводительности ТН, или тепловой мощности к мощности его компрессора (потребляемой). В зависимости от используемого НТИ и конструкции отопительного теплообменника различают следующие типы ТН:
•    «воздух--воздух», к которым относятся обычные кондиционеры и те же холодильники;
•    «воздух--вода» -- относительно недорогой вариант, не требующей сооружения сложной системы наружных сооружений. Недостаток — падениекоэффициентапреобразования с понижениемтемпературывоздуха (СОР = 3—3,6);
•    «вода—вода» -- наиболее эффективный вариант (СОР = 5,4--6,4). Недостаток -- нужно наличие незамерзающего водного источника;
•    «рассол--вода» с грунтовыми коллекторами, либо зондами. (В трубы, проложенные в земле, на всякий случай подается незамерзающий раствор – рассол). Наиболее универсальный вариант. Недостаток - требует значительных затрат на сооружение земляного коллектора (1 м.п. уложенной трубы -- 20--30 Вт тепла), либо еще больших затрат на сверление скважин для грунтовых зондов (1 м. п. скважины -- 40--60 Вт тепла).