Принцип работы теплового насоса

Принцип работы теплового насоса.

Владельцы холодильников и кондиционеров, редко понимают, что принцип действия теплового насоса реализован именно в них.

Примерно 3/4 мощности, которую вырабатывает тепловой насос, приходится на тепловую энергию окружающей среды в виде рассеянного солнечного тепла. Именно тепло солнечного тепла и перекачивает тепловой насос в систему отопления дома. Работа теплового насоса схожа с работой холодильника, только направление потока тепла направлена в противоположную сторону.

Бурение скважин

Для охлаждения продуктов в холодильнике, тепло продуктов нужно передать за пределы холодильной камеры, используя закон сохранения энергии. Холодильник переносит тепловую энергию от продуктов питания на радиатор, расположенный снаружи задней стенки. При этом радиатор нагревается и отдает свое тепло помещению, в котором он стоит, отапливая его тем самым. Такой эффект особенно заметен в маленьких магазинчиках летом, при включенных холодильниках в помещении.

Если попробовать постоянно подкладывать теплые продукты в холодильник, он будет, охлаждая их нагревать помещение. Расположив холодильник в оконном проеме открытой дверкой на улицу, так чтобы радиатор находился в помещении, получим эффект нагрева помещения от радиатора холодильника и охлаждение воздуха на улице. Именно на этом основан принцип работы теплового насоса, который забирая рассредоточенное тепло у окружающей среды, переносит его в помещение.

Принцип работы теплового насоса базируется на использовании из окружающей среды естественных источников тепловой энергии.

Источники тепла для теплового насоса:

  • тепло воздуха окружающей среды;
  • тепло воды в водоеме;
  • тепло грунта;
  • тепло грунтовых вод.

Устройство теплового насоса.

Тепловой насос входит в 2-х контурную систему отопления дома, сам насос выполняет функцию 3-го контура. По первому контуру циркулирует незамерзающий теплоноситель, забирающий себе тепло из окружающей среды.

Ремонт скважин

При попадании теплоносителя в испаритель теплового насоса, он отдает от 4 до 7 °C хладагенту насоса, с температурой кипения -10 °C. Вследствие чего хладагент закипает и переходит в газообразное состояние. Охлажденный теплоноситель внешнего контура в охлажденном состоянии отправляется в следующий контур системы для набора температуры.

Конструкция функционального контура теплового насоса:

  • испаритель;
  • компрессор (электрический);
  • капилляр;
  • конденсатор;
  • хладагент;
  • терморегулирующее управляющее устройство.

Хладагент из испарителя по трубопроводу поступает в компрессор, где повышается его давление и как следствие температура. Горячий хладагент под высоким давлением поступает в теплообменник, называемый конденсатором. В конденсаторе тепло от хладагента отдается в окружающую среду, посредством циркулирующего по внутреннему контуру системы отопления теплоносителя.

После остывания хладагента, он переходит из газообразного в жидкое состояние, и проходит через капиллярный редукционный клапан, где понижается его давление, после чего хладагент в газообразном состоянии снова попадает в испаритель. Далее цикл повторяется столько раз, сколько потребуется.

Геотермальное отопление

Виды тепловых насосов:

  • тепловой насос грунт-вода использует закрытые грунтовые контуры или глубокие геотермальные зонды, используется в водяной системе отопления;
  • для теплового насоса вода-вода бурят скважины открытого типа для забора и сброса грунтовых вод. Внешний контур не замкнутый, используется в водяной системе отопления;
  • насос вода-воздух использует внешние водяные контуры в воздушной системе отопления дома;
  • тепловой насос воздух-воздух поглощает рассеянное тепло внешних воздушных масс в воздушной системе отопления.

Преимущества тепловых насосов.

Высокая энергоэффективность при работе теплового насоса основывается на переносе тепловой энергии из геотермальных источников в результате чего КПТ (коэффициенту преобразования тепла) намного выше единицы. По коэффициенту преобразования тепла определяется отношение полученного количества тепловой энергии к затраченной электрической энергии.

Универсальность применения тепловых насосов для отопления помещений позволяет даже при отсутствии доступных линий электропередач обеспечивать работу компрессора теплового насоса при помощи дизель-генератора. Геотермальное тепло можно найти в любой точке планеты, поэтому тепловой насос можно использовать повсеместно.

Принцип работы теплового насоса

Экологически чистое применение теплового насоса обусловлено отсутствием продуктов горения и распада, а низкое потребление электроэнергии меньше оказывает нагрузку на электрические сети и как следствие, косвенно снижает вредные выбросы при производстве электроэнергии. Хладагент, применяемый в тепловых насосах, озонобезопасен и не содержит хлоруглеродов.

В зимнюю пору года тепловой насос может работать в системе отопления, а в жаркие летние дни в качестве кондиционера, охлаждая воздух. Извлекаемое тепло из помещений, можно эффективно использовать для подогрева воды в бассейне или в системе ГВС.

Принцип работы теплового насоса исключает возможность возникновения пожароопасных ситуаций. В работе теплового насоса отсутствует открытый огонь и вредные выбросов в атмосферу, низкая температура теплоносителя обеспечивает безопасное отопление дома.

Геотермальное отопление возможно при абсолютной автоматизации процесса, без участия человека.

Правила эксплуатации теплового насоса.

Обогреваемое помещение должно быть хорошо утеплено (теплопотери до 100 Вт/м2), в противном случае вы будете отапливать улицу за свои деньги.

Геотермальное отопление лучше всего использовать в низкотемпературных системах отопления. Для таких целей лучше всего подходят системы теплого пола (35-40 °C). Коэффициент преобразования тепла зависит от соотношения температур входного и выходного контуров.