Що таке тепловий насос

11-3-2020
Тепловий насос: як обігріти будинок дармовою енергією землі | ВІКНА. Новини Калуша та Прикарпаття

 

Все більше і більше інтернет користувачів цікавляться альтернативами способами опалення як тепловой насос . Для більшості це абсолютно нова і невідома технологія, тому і виникають питання типу: «Що таке тепловий насос?», «Як виглядає тепловий насос?», «Як працює тепловий насос?». Також хочемо вам порекомендувати енергозберігальні технології в Україні і краще замовляти послуги у Енерго Х.

Що таке Тепловий Насос?

Тепловий насос — пристрій (іншими словами «теплової котел»), яке відбирає розсіяне тепло з навколишнього середовища (ґрунт, вода або повітря) і переносить його в опалювальний контур вашого будинку.

Завдяки сонячним променям, які безперервно надходять в атмосферу і на поверхню землі відбувається постійна віддача тепла. Саме таким чином поверхню землі цілий рік отримує теплову енергію.

Повітря частково поглинає тепло від енергії сонячних променів. Залишки сонячної теплової енергії майже повністю поглинається землею.

Крім того, геотермальне тепло з надр землі постійно забезпечує температуру ґрунту + 8 ° С (починаючи з глибини 1,5-2 метра і нижче). Навіть холодною зимою температура на глибині водойм залишається в діапазоні + 4-6 ° С.

Саме це низькопотенційне тепло грунту, води і повітря переносить тепловий насос з навколишнього середовища в опалювальний контур приватного будинку, попередньо підвищивши температурний рівень теплоносія до необхідних + 35-80 ° С.

Як працює тепловий насос Ґрунт — Вода?

Що робить Тепловий Насос?

Теплові насоси — теплові машини, які призначені для виробництва тепла з використанням зворотного термодинамічного циклу. Теплові насоси переносять теплову енергію від джерела з низькою температурою в систему опалення з більш високою температурою. В процесі роботи теплового насоса відбуваються витрати енергії, які перевищують обсяг виробленої енергії.

В основі роботи теплового насоса лежить зворотний термодинамічний цикл (зворотний цикл Карно), що складається з двох ізотерм і двох адіабати, але на відміну від прямого термодинамічної циклу (прямого циклу Карно) процес протікає в зворотному напрямку: проти годинникової стрілки.

У зворотному циклі Карно довкілля виступає в ролі холодного джерела тепла. При роботі теплового насоса тепло зовнішнього середовища завдяки здійсненню роботи передається споживачеві, але з уже більш високою температурою.

Передати тепло від холодного тіла (ґрунт, вода, повітря) можливо тільки при витраті роботи (у випадку з тепловим насосом — витрати електричної енергії на роботу компресора, циркуляційних насосів і ін.) Або іншого компенсаційного процесу.

Ще тепловий насос можна назвати «холодильником навпаки», так як тепловий насос це та ж холодильна машина, тільки на відміну холодильника тепловий насос забирає тепло зовні і переносить його в приміщення, тобто обігріває приміщення (холодильник ж охолоджує шляхом відбору тепла з холодильної камери і викидає його через конденсатор назовні).

Як працює Тепловий Насос?

1. Тепловий насос здатний витягувати тепло навіть при мінусовій температурі.

Більшість майбутніх домовласників не можуть зрозуміти принцип роботи теплового насоса Повітря-Вода (в принципі будь-якого повітряного теплового насоса), тому що не розуміють яким чином може вилучатись тепло з повітря при мінусовій температурі взимку. Повернемося до основ термодинаміки і згадай визначення теплоти.

Теплота — форма руху матерії, що представляє собою безладний рух утворюють тіло часток (атомів, молекул, електронів і ін.).

Навіть при температурі 0 ˚ (нуль градусів за Цельсієм), коли замерзає вода, в повітрі все ще є теплота. Її значно менше ніж, наприклад при температурі + 36˚С, але тим не менше і при нульовій і при мінусовій температурі відбувається рух атомів, а значить і відбувається виділення теплоти.

Рух молекул і атомів повністю припиняється при температурі -273˚С (мінус двісті сімдесят три градуси за Цельсієм), що відповідає абсолютному нулю температури (нуль градусів за шкалою Кельвіна). Тобто і взимку при мінусовій температурі в повітрі є низькопотенційне тепло, яке можна витягувати і переносити в будинок.

2. Робоча рідина в теплових насосах — холодоагент (фреон).

Що таке холодильний агент? Холодоагент — робоча речовина в тепловому насосі, яке відбирає теплоту від охолоджуваного об’єкта при випаровуванні і передає тепло робочому середовищі (наприклад, водою чи повітрям) при конденсації.

Особливість хладагентов в тому, що вони здатні закипати і при негативних і при відносно низьких температурах. Крім того холодоагенти можуть переходити з рідкого стану в газоподібний і навпаки. Саме під час переходу з рідкого стану в газоподібний (випаровування) відбувається поглинання теплоти, а під час переходу з газового в рідке (конденсації) відбувається передача теплоти (відділення тепла).

3. Робота теплового насоса можлива завдяки його чотирьох ключових компонентів.

Для того, щоб зрозуміти принцип роботи теплового насоса його пристрій можна розділити на 4 основні елементи:

  • Компресор, який стискає холодоагент для підвищення його тиску і температури.
  • Розширювальний клапан — терморегулюючий вентиль, який різко знижує тиск холодоагенту.
  • Випарник — теплообмінник, в якому холодоагент з низькою температурою поглинає тепло від навколишнього середовища.
  • Конденсатор — теплообмінник, в якому вже гарячий холодоагент після стиснення передає тепло в робочу середу опалювального контуру.

Саме ці чотири компоненти дозволяють холодильних машин виробляти холод, а теплових насосів — тепло. Для того, щоб розібратися як працює кожен компонент теплового насоса і для чого він потрібен пропонуємо переглянути відео про принцип роботи ґрунтового теплового насоса.