Тепловой насос

Тепловой насос — устройство для переноса тепловой энергии от источника тепловой энергии ,с низкой температурой, к потребителю с более высокой температурой.

Изобретателем теплового насоса считают австралийского инженера Петера Риттер фон Риттингера. Именно он в 1855 году спроектировал и установил первый известный всему миру тепловой насос. Хотя концепция была разработана еще в 1852 году известным британским инженером физиком Уильямом Томсоном.

Практическое применение изобретение нашло лишь в 40-х годах 20 века, благодаря изобретателю Роберту Веберу. Принцип работы теплового насоса основывается на базовых физических явлениях. А именно, при испарении, вещество поглощает тепло, а когда происходит процесс конденсации, тепло отдается. Так же, при изменении давления, меняется температура испарения и конденсации вещества: чем выше давление, тем выше температура и наоборот.

Тепловые насосы нашли широкое применение в современных системах кондиционирования, что дало возможность не только охлаждать помещение, но и отапливать (даже при наружной температуре -20С) с помощью кондиционера. Сам термин — тепловой насос – говорит о том, в процессе обогрева задействована не электронагревательная спираль, а используются термодинамические свойства кондиционера работать в обоих направлениях. По сути, в режиме обогрева тепло перекачивается в помещение из окружающей среды.

Фреон под большим давлением конденсируется в теплообменнике внутреннего блока, отчего он прогревается (до 60-80 градусов). Затем жидкий фреон направляется в наружный блок, где он в условиях пониженного давления должен снова превратиться в газ, то есть испариться. Заставить фреон кипеть в наружном блоке, собирая из атмосферного воздуха тепло довольно сложно, но для современных ученых нет ничего невозможного. Использование одного устройства для обогрева и охлаждения не только экономит пространство в помещении, но и, несомненно, снижает потребление электроэнергии, если сравнивать, например, с использованием электронагревателя.

Мы знаем, что основным показателем при выборе кондиционера является его энергоэффективность которая обозначается в технических описаниях коэффициентом ERR и показывает отношение производимой мощности к потребляемой. Для бытовых сплит-систем коэффициент его значения обычно находится в диапазоне от 2.5 до 3.5.

Значит, при мощности потребления электроэнергии в 1.5 кВт и ERR равной 3 – мощность охлаждения равна 4.5 кВт. Но есть и другой параметр, характеризующий эффективность обогрева – COP (Coefficient of Performance) по аналогии равный отношению мощности обогрева к мощности потребляемой. Для сплит-систем коэффициент преобразования энергии, зачастую, находится в пределах от 2.8 до 4.0.

Если мы сравним эти показатели с показателями эффективности традиционных электронагревателей, то увидим, что эффективность кондиционера оказывается в 3 раза больше. Конечно, иногда зимой разница между температурой наружного и внутреннего воздуха настолько велика, что не все кондиционеры способны работать с высоким коэффициентом пользы.

Поэтому лишь несколько производителей в мире, а именно Daikin, Mitsubishi electric, Toshiba, Panasonic, имеют в своем арсенале воздушные тепловые насосы с действительно хорошими параметрами работы и способны отапливать помещение даже при -25 С.