Энергосбережение

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы теплового насоса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Время практически бесплатных энергетических ресурсов уже прошло и сегодня человечество вступает в новую фазу жизни, где наиболее приоритетным направлением считается рациональное использование природных богатств.

И если в глобальном масштабе эта затея вызывает лишь некоторое замешательство с ссылкой на далекое будущее, то вот на уровне каждого отдельного потребителя уже сегодня могут быть предприняты определенные шаги. 

Так, если рассматривать мероприятия, позволяющие повысить степень энергоэффективности объектов частной недвижимости, то в настоящее время уже активно проводятся такие действия как:

  1.  Повышение теплоизоляционных характеристик ограждающих конструкций (установка пластиковых окон, утепление стен, использование современной кровли);
  2.  Применение высокопроизводительных климатических и отопительных систем;
  3.  Активное внедрение альтернативных источников тепловой энергии для вентиляции, кондиционирования и отопления объектов (солнечных коллекторов, тепловых насосов, гелиосистем). 

И если с двумя первыми мероприятиями особых вопросов не возникает, то вот использование альтернативных источников тепловой энергии в быту весьма сложная задача, требующая анализа и взвешенного подхода. Однако перед тем как оборудовать свое жилище чудом инженерной мысли, желательно изучить принцип работы теплового насоса и ознакомиться с основными достоинствами и недостатками указанного метода получения тепла. 

Устройство и принцип действия теплового насоса

Принцип теплового насоса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тепловой насос представляет собой механизм, способный извлекать тепловую энергию из окружающего нас пространства (воздух, грунт, вода) и после некоторых трансформаций направлять его во благо человека (для нужд отопления, ГВС, кондиционирования). Причем для успешного функционирования указанного прибора в его конструкции предусматривается несколько замкнутых контуров:

  • Внешний контур. Обеспечивает отбор тепла от внешних низкотемпературных источников и состоит из коллектора (обычно трубопровода) уложенного в полость грунта или воды по которому циркулирует антифриз или любая незамерзающая жидкость. 
  • Тепловой контур. Позволяет выполнить преобразование большого объема низкотемпературной энергии в тепло, достаточное для работоспособности современных отопительных систем. Этот узел включает в себя конденсатор, испаритель, компрессор, дроссельный вентиль, соединенные между собой системой трубопроводов, по которой циркулирует основное рабочее вещество – хладагент. 
  • Внутренний контур. Непосредственно передает тепло от  ТН к отапливаемому помещению и представляет собой всю отопительную систему дома. 

По сути дела сам тепловой насос представляет собой термопреобразовательный элемент, собранный в едином корпусе, а внешние и внутренние контура подключаются к нему через соответствующие патрубки. 

Принцип работы теплогенератора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принцип работы теплового насоса заключается в следующем. Теплоноситель, циркулирующий во внешнем контуре (обычно располагается в грунте или воде) отбирает небольшую часть тепловой энергии извне и повышая свою температуру на 3 - 5ºС, поступает к испарителю ТН. Через этот же радиатор (без перемешивания) проходит и хладагент, имеющий низкую температуру кипения. Причем внешнего нагрева от коллектора достаточно для перехода хладагента из жидкого состояния в газообразное. После, в таком виде теплоноситель устремляется к сердцу теплового насоса – мотор компрессору, где и осуществляется сжатие вещества, сопровождаемое поднятием температуры до 35 - 50ºС. В разогретом состоянии теплоноситель устремляется к конденсатору, где и передает тепло (без смешивания) всей системе теплообеспечения. А на финальном этапе остывший хладагент проходит через расширительный дроссель, где его давление снижается, а из газообразного состояния он полностью переходит в жидкое. В дальнейшем вся процедура повторяется в аналогичной последовательности. 

Таким образом становится ясно, что все тепло передаваемое к объекту, ТН берет извне, а затраты традиционных энергоресурсов необходимы лишь для функционирования электрических аппаратов устройства (компрессор, циркуляционный насос, система управления). 

Коллектор теплового насоса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Достоинства тепловых насосов

  •  Высокий показатель теплопроизводительности (СОР) для работы устройства в различных  режимах;
  •  Возможность работы ТН в составе автоматической системы управления, с внедрением наиболее производительных алгоритмов функционирования;
  • Работа в режимах отопления, кондиционирования и ГВС;
  •  Низкий уровень шумов и вибраций (позволяет монтировать теплогенератор в любом помещении);
  •  Длительный период работы системы;
  •  Экономичность, надежность, экологичность; 
  •  Безопасность (низкая температура теплоносителя, отсутствие процессов горения);
  •  Простота обслуживания и эксплуатации. 

Учитывая все вышеперечисленные особенности и принимая во внимание принцип работы теплового насоса, можно отметить, что за такими технологиями будущее. 

Читать еще:

Расчет теплового насоса

Мероприятия по энергоэффективности

Установка кондиционера своими руками

Утепление стен пенопластом

Тематическое видео, раскрывающее принцип действия теплового насоса: 

 

Если Вам понравился материал буду благодарен, если порекомендуете его друзьям или оставите полезный комментарий.


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить