Почему тепловые насосы греют?

Дата публикации 17.01.2020

Любому человеку со средним образованием и даже школьнику понятно, что энергия не может возникнуть сама по себе, а идея вечного двигателя это миф, не подкрепленный законами физики. Вовсе не удивительно, что утверждения ученых и разработчиков тепловых насосов о реальности отбора энергии из водоема затянутого льдом либо промерзшего грунта для работы системы отопления жилища поначалу всеми были восприняты как неудачная шутка.

Общеизвестно, что тепловой энергией самостоятельно могут делиться лишь разогретые тела с менее нагретыми телами, передача же естественным путем, в «добровольном порядке» тепла от холодной среды или тела куда-либо в принципе невозможна. Очевидно, что необходимо задействовать какие-то дополнительные устройства способные заставить холодное тело отдать свою энергию. Характерным примером может служить несколько подтаявшее, но все еще холодное мороженое, которое попадая в морозилку, снова замерзает, то есть отдает свое тепло хладагенту.

Работа основных компонентов холодильника направлена на то, чтобы отдать забранное у помещенных внутрь него продуктов тепло в помещение и тем самым способствовать их охлаждению. В средине замкнутого контура любой холодильной машины циркулирует хладагент (газообразный фреон) который при умышленном понижении давления закипает и испаряется. В ходе такого испарения фреона внутри теплообменника морозильной камеры происходит активное поглощение тепловой энергии. Дальше компрессор сжимает пары хладагента, и температура его растет.

Действие теплового насоса построено по тому же принципу, только вместо продуктов он отбирает тепло с низким потенциалом из грунта, воды, воздуха. Затем после повышения давления хладагента, превращения газа снова в жидкость агрегат направляет выделяющееся при этом тепло на работу отопительной системы, а не выбрасывает энергию просто в воздух, как это делает холодильник. Задача уличного испарителя забирать тепло из грунта, водоема, а обязанность домашнего теплообменника конденсатора передавать тепловую энергию системе обогрева здания.

Для привода оборудования заставляющего достаточно холодное тело или окружающую среду поделиться своим низкопотенциальным теплом нужна энергия со стороны. Главное чтобы энергетический баланс складывался в пользу тепловых насосов, те есть на каждый киловатт затраченной на работу насоса электроэнергии, он давал не менее трех, четырех киловатт энергии используемой при обогреве дома. Срок окупаемости пока еще довольно дорогих тепловых насосов стремительно падает параллельно с неизбежным ростом цен на обычные виды энергоносителей.

Поделиться