Тепловой насос: принцип действия

В настоящее время очень заметен повсеместный интерес к альтернативной энергетике, посылом для которого стала нехватка природных энергоресурсов и их дороговизна. Человечество пытается извлечь энергию отовсюду. Далее мы рассмотрим как раз один из таких способов – тепловой насос. Разберемся с принципом работы и его устройством, а также узнаем существующие разновидности.

Принцип действия теплового насоса

Даже те, кто впервые услышал о таком устройстве, на самом деле встречали его в обиходе. Отличным примером является обычный холодильник, рассматривая который можно легко объяснить работу тепловых агрегатов. Ни для кого не секрет, что холодильник вырабатывает не только холод, но и также источает тепло (убедится в этом можно, потрогав заднюю панель, которая почти всегда горячая). Это тепло отбирается, кстати, у охлаждающихся продуктов. Именно тепло такого плана и применяется тепловыми насосами для обогрева помещений дома.

В соответствии с таким же принципом тепловые насосы отбирают тепло отовсюду: из почвы, воды, воздуха. Наиболее распространены, конечно, первые два варианта, в связи с тем, что из воздуха в зимний период невозможно извлечь много тепла.

Рассмотрим более подробно сам принцип работы. Жидкость, которая имеет плюсовую температуру (даже если и совеем незначительную), проходит через испаритель, который охлаждает ее на 5 градусов. Эта жидкость сжимается компрессором, вследствие чего увеличивается ее температура. Далее нагретая жидкость попадает в теплообменник, где остывая, она отдает свое тепло контуру ГВС и отопления. Отдавшая свое тепло вода вновь прогоняется через испаритель, и цикл начинается заново.

Системы отопления, в которых основное место уделяется тепловым насосам, состоят из трех частей: зонд, необходимый непосредственно для отбора тепла, сам тепловой насос, и система отопления.

1. Зонд. Зонд представляет собой систему трубопроводов, попросту змеевик, находящийся в земле или воде, в зависимости от разновидности системы. Задача зонда – отбор тепла из среды в которую он помещен и передача ее насосу.

2. Теловой насос. Его принцип представлен выше. Разберем какие бывают виды тепловых насосов:

• Земля-вода. Исходя из названия, отбирает тепло из грунта и передает его в систему посредством жидкости.

• Вода-вода. Принцип аналогичен, но вместо грунта, тепло извлекается из воды.

• Вода-воздух. Тепло отбирается из воды и передается в отапливаемое помещение системой воздушного отопления.

• Воздух-воздух. Принцип основан на извлечении тепла из воздуха и его передача в дом опять же посредством воздуха.

3. Система отопления. Незаменимым элементом системы является теплообменник, от которого во многом зависит эффективность теплового агрегата.

Экономичность тепловых насосов

Не будем лукавить – коэффициент полезного действия тепловых насосов не 100%. Для его работы необходима электрическая энергия которой, кстати, тратится прилично. К примеру, для выработки 4 Квт тепла, установка потратит 1 кВт электроэнергии. Однако такое сравнение не совсем правильно с технической точки зрения. Более правильно отталкиваться от экономической составляющей: для обогрева дома денежных средств понадобится не сильно меньше, чем если бы эту работу выполнял обычный электрический котел. Также стоит заметить, что срок окупаемости такой системы отопления равен нескольким десяткам лет, особенно если брать в расчет нюансы ее обслуживания.

Стоит заметить, что в случаях понижения температуры за окном значительно снижается эффективность установки. При понижении температуры ниже пяти градусов, установки потребляют почти в два раза больше электроэнергии. Не стоит говорить, что в условиях нашей зимы потребление явно увеличится. Для более эффективной работы установок необходимо помещать зонд как можно глубже , а это повлечет за собой дополнительные материальные затраты.

В итоге напрашивается вывод, что тепловой насос это разрекламированный способ наживы. Не секрет, что до тех пор пока у человечества есть газ, нефть и уголь, все разработки в области альтернативной энергетики затормаживаются теми, кто владеет этими ресурсами. В защиту тепловых насосов можно сказать, что они экологичные и универсальные в использовании (зимой используются для обогрева, летом для кондиционирования).