Тепловые насосы

Тепловые насосы - это компактные экономичные и экологически чистые системы отопления, позволяющие получать тепло для горячего водоснабжения и отопле­ния коттеджей за счет аккумулирования тепла от низкопотенциальных источни­ков (это грунтовые и артезианские воды, озера, моря, грунтовое тепло, тепло зем­ных недр) и переноса его к теплоносителю с более высокой температурой. По су­ти тепловой насос - это холодильник наоборот, подобно тому, как электродвига­тель потребляет ток, а генератор (его антипод) вырабатывает. Теплонасос состоит из 4 основных узлов:

• испаритель;

• конденсатор;

• расширительный вентиль;

• компрессор.

Эти узлы связаны замкнутым трубопроводом. В системе трубопровода цирку­лирует хладагент, который в одной части цикла представляет собой жидкость, а в другой- газ.

1. Путем регулировки давления расширительным вентилем настраивается такой поток хладагента в испаритель, чтобы температура его кипения была ниже температуры рабочей жидкости коллектора, вскипая, хладагент отбирает тепло, поставляемое коллектором из окружающей среды.

2. Газ, в который превратился хладагент, всасывается в компрессор, где он сжимается и, нагретый, выталкивается в конденсатор

3. Конденсатор является теплоотдающим узлом теплонасоса. Здесь тепло пере­ходит на воду в системе отопительного контура. При этом газ охлаждается и снова сгущается в жидкость.

4. Хладагент подвергается разряжению в расширительном вентиле и возвраща­ется в испаритель.

Рис. 1. Узел теплового насоса:

1 – испаритель: 2 – компрессор; 3 – конденсатор; 4 – расширительный вентиль

Рис.2. Отопление при помощи теплового насаоса.

Эффективность теплонасоса определяется так называемым коэффициентом преобразования тепла или коэффициентом температурной трансформации, ко­торый представляет собой отношение количества энергии, генерируемой насо­сом, к количеству энергии, затрачиваемой на процесс переноса тепла. Значение коэффициента в общем случае зависит от ряда факторов, в том числе от темпе­ратуры источника и от температуры воды, идущей к потребителю. Но в наибо­лее общем случае он достигает 3 и более.

Необходимость экономии энергии характерна для нашей повседневной жизни -дома, в учреждениях и на производстве. Стремление уменьшить затраты первич­ной энергии (потребление топлива) без снижения или даже с увеличением отдачи энергии конечному потребителю за счет более рационального способа преобразо­вания - главная тенденция развития современной техники. Это относится и к сис­темам теплоснабжения зданий и промышленных объектов.

Отдавая в конечном виде энергию в форме низкотемпературной теплоты (вода ниже 100 гр. С или воздух ниже 50 гр.С) эти системы потребляют для нагрева вы­сококачественное топливо в котельных с нагревом продуктов до 1500 гр.С, либо, что еще более расточительно, электроэнергию.