Как работает тепловой насос

Каждый из нас наверняка знаком с тепловым насосом ещё в детства. Это - простой бытовой холодильник. Он переносит тепло из внутренней камеры на радиатор, и мы получаем холод в камере. Тепловой насос по своему принципу – тот же холодильник, только наоборот. Он переносит рассеянное тепло из окружающей среды в дом, прогревая тем самым комнаты.

Большая часть населения сегодня мало знакома с таким понятием как «тепловой насос», но вместе с тем, постоянно используют его в простых кондиционерах и холодильниках. Всё это оборудование настолько надежно, привычно и удобно, что мы уже давно перестали обращать внимание на их функционирование.

Таким же привычным для нас является сегодня отопление зданий с помощью геотермальных тепловых насосов, к примеру, для жителей Европы. Геотермальный тепловой насос по своему принципу работы похож на простой кондиционер реверсного типа. Однако, в отличие от кондиционеров, геотермальный тепловой насос полностью адаптирован для работы при любой погоде и температурах. Основная проблема многих кондиционеров заключается в сокращении их производительности, а также остановка работы при низких температурах, когда отопление играет важную роль. Данная проблема устранена в геотермальных тепловых насосах.

Тепловой насос стоит рассматривать так же, как и любое другое отопительное оборудование, которое применяется для производства тепловой энергии, и в отношении которого действуют все законы, которые относятся к энергии. Так же как и любой другой способ отопления, тепловой насос имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Технологические подсчеты у всех способов получения тепла практически одинаковы. Правила термодинамики работают как при печном отоплении, так и при специальной климатической дистанционной установке.

Технические особенности функционирования тепловых насосов

Принцип работы главного элемента данного оборудования – фреонового компрессора отображен в цикле Карно, который был опубликован в 1824 году. Практическую теплонаносную систему в 1852 году предложил лорд Кельвин и назвал её «умножитель тепла».

Согласно соответствию с изображенным принципом работы, тепловой насос берет тепловую энергию из одного места и «сжимая» передаёт её в другое место.

К примеру, в простом рефрижераторе тепло отбирается посредством морозильной камеры из продуктов и выбрасывается наружу в кухню. При этом, задняя стенка холодильника нагревается.

Геотермальный тепловой насос работает по такому же принципу. Он основан на сборе тепла из воды или почвы и передаче его в отопительную систему дома. Для того чтобы собрать тепло, незамерзающая жидкость протекает по трубе, которая располагается внутри почвы или водоёма недалеко от здания, к тепловому насосу. Тепловой насос по принципу холодильника охлаждает поступающую воду, при этом жидкость охлаждается до пяти градусов. Вода снова течет по трубе в наружной земле или воде, при этом восстанавливает свою прежнюю температуру и заново проходит к тепловому насосу. Так процесс циклично повторяется. Отобранное тепловым насосом тепло передается отопительной системе или на прогрев воды.

Можно отбирать тепло у подземной воды. Подземная вода из источников с температурой до десяти градусов подаётся из скважины к тепловому насосу, который охлаждает воду до одного – двух градусов и возвращает воду под землю. Энергия тепла имеется у любого предмета с температурой более чем -273 градуса Цельсия – так называемый «абсолютный ноль».

Это значит, что тепловой насос способен отобрать тепло у любого источника, будь то земля, водоём, скала, лёд и прочее. В случае если здание, к примеру, летом, нужно охладить, то осуществляется обратный процесс – тепло забирается из здания и отходит в землю или водоём. Тот же самый тепловой насос может полноценно функционировать в холод на отопление, а летом на охлаждение здания. Вполне очевидно, что тепловой насос может прогревать воду для горячего водоснабжения в быту, греть бассейн, кондиционировать через фанкойлы, охлаждать, прогревать крыши и дорожки и прочее.

Всего-навсего одно оборудование способно выполнить все функции по тепло – холодоснабжению здания.