Тепловой насос – это устройство, которое переносит потенциальную тепловую энергию к прибору-потребителю. При этом появляется источник с более высокой температурой. Меньше всего вопросов возникает при использовании устройств, отбирающих тепло из грунта или воды. Независимо от региона, существует порог глубины, где температура остается достаточно высокой и стабильной при любом сезоне. Но откуда берется тепло воздуха, если на улице холодно?
Миллиарды киловатт вокруг нас
Если открыть учебник по физике, то он поведает, что теплота – это внутренняя энергия тела. Она может изменяться при передаче работы системе или при теплообмене с окружающей средой. Какое-то количество этой энергии присутствует везде, где температура выше абсолютного нуля. Это гораздо меньше, чем в любой точке земли. Обычно даже в самых холодных регионах показатель не опускается ниже 60 °C. Рекорд был зафиксирован в Антарктиде и составил 93,2 °C, что гораздо выше абсолютного нуля. Остаётся только один вопрос: как отобрать тепловую энергию из окружающей среды и передать её к теплоносителю, чтобы использовать для собственных нужд.
Как работает тепловая система
Чтобы понять принцип действия устройств переноса тепловой энергии, достаточно вспомнить о таком привычном бытовом приборе, как холодильник. Он отдаёт тепло из замкнутого пространства в окружающую среду. Осталось только заставить систему функционировать наоборот. Устройство отбирает энергию из воздуха на улице, для этого используется внешний блок, состоящий из:
- компрессора;
- испарителя с вентилятором принудительного обдува;
- расширительного клапана.
Атмосферные газы подаются вентилятором к ребрам-испарителям, при этом фреон или другой хладагент вбирает в себя тепловую энергию, переходя в газообразное состояние. После чего по трубам направляется во внутренний блок. Там фреон отдаёт накопленное тепло носителю (воздух или вода), снова превращается в жидкость и опять отправляется в испаритель. При этом хладагент, поступающий в наружный блок, всегда холоднее температуры окружающей среды.
Достоинства и недостатки системы отбора тепла из воздуха
Тепловые насосы воздух-воздух отбирают тепло из атмосферы и передают его посредством циркуляции газов в помещении. Такая система позволяет получать 1 кВт/ч тепловой энергии при затратах электричества 0,2–0,35 кВт/ч, повышая температуру воздуха в теплоносителе максимум до 50–60 градусов, что достаточно для обогрева. О преимуществах и о том, как работает устройство, хорошо рассказано на сайте компании, занимающейся продажей и установкой тепловых насосов воздух-воздух в Украине, Karno Limited liability.
Однако не всё так радужно. Совершенную систему переноса учёные пока не придумали. При понижении температуры на улице до -10 КПД стремительно падает. В конце концов, система начинает работать подобно любому отопительному прибору: сколько энергии затратили, почти столько и получили. При этом использование тепловых насосов воздух-воздух всё равно остаётся целесообразным.
Заключение
В Украине температура воздуха падает ниже -10 градусов пару месяцев в году, и это в северных регионах. Отопительный сезон официально длится 6 мес. То есть, как минимум четыре месяца в году тепловой насос позволяет существенно экономить электроэнергию. С учётом того, что устройства работают не только на обогрев, но и на охлаждение, мы ещё получаем летом кондиционер. Экономия налицо. А если вспомнить, что для подключения насосов воздух-воздух нет нужды искать водоём, рыть скважины глубиной до 30 метров или ямы на площади 20–30 кв. м, устройство является оптимальным выбором для городских условий.
.jpg)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
