Спящий кот

З намi у вашай хаце зауседы будзе цёпла!

главная теплопотери системы отопления радиаторы котлы дымоходы прочее статьи и рассказы реклама бендер форум

 Подписаться на обновления

Отопление тепловым насосом

glaz12

Для многих людей тепловой насос ассоциируется с неким "черным ящиком" с помощью которого можно обогревать жилищенамного эффективнее чем электрокотлом. Некоторые сайты даже пестрят заголовками о том, что КПД данных изделий переваливает за 100 процентов и это серьезный прорыв в теплотехнике.
В данной статье мы постараемся разобраться в принципах действия теплового насоса и его разновидностях.

Если у вас возникли вопросы по работе сайта звоните по телефону

+375-29-677-53-35

По этому номеру вы можете получить бесплатные консультации.

История данного изобретения уходит своими корнями в середину далекого девятнадцатого столетия, когда появились первые холодильные машины. По сути обычный холодильник - самый настоящий тепловой насос, ведь принцип работы у них одинаков. Если на минутку представить себе, что мывмуровали холодильник в стену так, что камеры оказались на улице, а задняя стенка в комнате и включили его в сеть, то получим работающий тепловой насос. Компрессор при этом будет потреблять 100-150 ватт электроэнергии, а задняя стенка отдаст комнате 300-400 ватт тепла. Только продолжаться это будет недолго по причине обледеневания морозильной камеры. Замечу, что при работе нашего "виртуального холодильника" никакие законы физики не нарушаются. Разберемся почему.
Надеюсь все из нас хоть раз накачивали автомобильное либо велосипедное колесо насосом. После нескольких десятков энергичных качков насос нагревался. Нагрев происходил вовсе не от того, что поршенек терся об стенки цилиндра, а от адиабатического сжатия. При нажатии на насос вы затратили энергию (работу), а она благодаря первому закону термодинамики превратилась во внутреннюю энергию воздуха. То есть в давление и температуру.
Чем большее давление мы будем создавать в колесе, тем больше будет температура воздуха в насосе и тем больше энергии нам потребуется на один качок.
Теперь рассмотрим другую ситуацию. Возьмем баллон с каким-нибудь газом и резко откроем вентиль до самого конца. Газ со свистом выйдет наружу и после этого мы с удивлением обнаружим, что кончик вентиля обмерз. обмерзий огнетушитель, адиабатное расширение Опять сработал первый закон термодинамики! Оказывается часть внутренней энергии запасенной в газе перешла в кинетическую энергию струи и с падением давления понизилась температура нашего газа. По аналогии с предыдущим случаем можно уверенно заявить, что чем больше давление в баллоне, тем более низкую температуру можно получить на выходе из баллона. Согласитесь, уважаемый читатель, что при сдувании воздушного шарика, его хвостик не обмерзает, а разряженный углекислотный огнетушитель.
А теперь поробуем два этих случая объединить в одном агрегате. В нем компрессор будет сжимать воздух или другой газ до определенного давления, при этом температура за счет сжатия будет подниматься от 0 до 35 градусов цельсия. Далее наш воздух или другой газ будет поступать в теплообменник и отдавать свое тепло воде. Вода понесет отобранное тепло в теплые полы, а воздух охладится градусов до 25. После теплообменника он поступит в детандер или дроссель, где за счет резкого расширения охладится до -10 градусов Цельсия. схема теплового насоса Если на улице в этот момент будет осенняя погода с температурой чуть выше нуля, то пропустив воздух через уличный теплообменник, мы вполне можем нагреть его от -10 градусов до 0. Греть его будет окружающий воздух и при этом второй закон термодинамики не нарушится. Тепло будет передаваться от более нагретого тела к менее. После этого цикл замыкается и наш воздух или другой газ идет в компрессор, где сжимается и нагревается.
Предположим, что мощность нашего компрессора, которую он потреблял из сети составляла 1 квт. Эта энергия передавалась рабочему телу (воздуху), который от сжатия нагревался. После чего эта энергия передалась воде, которая ушла в теплый пол. Однако, теплому полу передалась и энергия, которую мы забрали с улицы. Вот и получаем, что электричества тратим 1 квт, а тепла получаем с довеском, то есть больше. И довесок этот иногда в разы превышает затраченную энергию.
Теперь представим, что на улице похолодало и на всас компрессора начал поступать воздух с температурой не 0, а -10 градусов. Для того, чтоб сжать это же количество воздуха и поднять температуру уже от-10 до 35 градусов компрессору понадобится совершить больше работы и он начнет потреблять уже не 1 квт, а к примеру 1,3 квт.
Как видим эффективность нашего теплового насоса падает при понижении температуры за бортом. Аналогично эффективность снижается при потребности получить более высокую температуру на выходе.( то есть у потребителя)
Эффективность теплового насоса оценивается коэффициентом теплоиспользования КТИ(На пиндосском языке СОР) и у хороших тепловых насосов КТИ достигает 5-6 единиц. КТИ- есть отношение полезной тепловой энергии переданной потребителю к затраченной электрической энергии.

КТИ=Qпол/Aэл

В современных тепловых насосах в качестве рабочего тела используются фреоны или хладоны, которые благодаря своим спацифическим свойствам переносят тепла на один киллограм массы в десятки раз больше чем воздух. Да и техническая смекалка человека не стоит на месте. Вот например, чтоб не зависеть от температуры за бортом и терять эффективность теплового насоса в качестве нагревающей среды было предложено использовать проточную воду ручьев и рек в которых даже зимой вода у дна имеет положительную температуру. Используют и термальное тепло земли, тепло верхнего слоя почв, прогреваемое солнцем, теплые сбросы и многое другое.
Если на "холодной стороне" стороне теплового насоса мы стараемся найти источник потеплее, то на другой стороне нам выгоднее иметь температуру пониже. Поверьте! Данный агрегат , в отличии от котла очень чувствительно отнесется к температуре на выходе в 60 градусов нежели к 40.
Поэтому при отоплении тепловым насосом оптимальным решением будет использование теплых полов или низкотемпературной системы отопления.
В следующей статье мы постараемся разобраться в экономической стороне теплового насоса, выгоде его использования и сроках его окупаемости.

Если вы заметили ошибку или хотите задать вопрос пишите на

glazbaikal@mail.ru

Наша группа В Контакте

в контакте

Подписаться на обновления
в контакте

Все права защищены