Принцип действия

Холодильник выкачивая тепло наружу, а тепловой насос на оборот закачивая тепло внутрь - он нагнетает тепло из воздуха, воды, земли в помещение. Почти неощутимое тепло продуктов в холодильнике очень сильно нагревает трубчатую панель конденсатора (радиатор на задней стенке), таким образом если из холодильника достать испарительную камеру, с трубами и закопать в землю то получится тепловой насос. Его теплом можно будет обогреть комнату, а если омывать радиатор водой, то её можно будет использовать в системах привычного нам отопления.

Принцип действия теплового насоса основан на цикле Карно, он состоит из четырёх стадий:

· Изотермическое расширение (на рисунке 3-- процесс 1>2).

В начале процесса рабочее тело имеет температуру , то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты . При этом объём рабочего тела увеличивается.

· Адиабатическое (изоэнтропическое) расширение (на рисунке 3-- процесс 2>3).

Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника.

· Изотермическое сжатие (на рисунке 3-- процесс 3>4).

Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру , приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество теплоты .

· Адиабатическое (изоэнтропическое) сжатие (на рисунке 3 -- процесс Г>А).

Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя.

(рис. 3)

Основные составляющие части внутреннего контура теплового насоса

· Конденсатор

· Капилляр

· Испаритель

· Компрессор, получающий энергию от электрической сети

Кроме того, во внутреннем контуре имеется:

· Терморегулятор, являющийся управляющим устройством

· Хладагент, циркулирующий в системе газ с определёнными физическими характеристиками

(рис. 4)

Хладагент под давлением через капиллярное отверстие поступает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение. При этом хладагент отнимает тепло у внутренних стенок испарителя, а испаритель в свою очередь отбирает тепло у (воздушного теплового насоса окружающей средой является - воздух, грунтового - грунт, водяного -- вода), за счёт чего происходит его постоянное охлаждение. Компрессор засасывает из испарителя хладагент, сжимает его, за счёт чего температура хладагента повышается и выталкивает в конденсатор. Кроме того, в конденсаторе, нагретый в результате сжатия хладагент отдает полученное тепло (температура порядка 85-1250С) в отопительный контур и окончательно переходит в жидкое состояние. Процесс повторяется вновь. При достижении необходимой температуры терморегулятор размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается. При понижении температуры в отопительном контуре терморегулятор вновь включает компрессор. Хладагент в тепловых насосах совершает обратный цикл Карно.

Таким образом, работа теплового насоса схожа с процессом холодильника. Тепловой насос перекачивает низкопотенциальную тепловую энергию грунта, воды или воздуха в относительно высокопотенциальное тепло для отопления зимой и охлаждения объекта летом. Примерно 2/3 отопительной энергии можно получить бесплатно из окружающей среды: грунта, воды, воздуха и только 1/3 энергии необходимо затратить для работы самого теплового насоса. Иными словами, владелец теплового насоса экономит 70% средств которые, при отоплении своего дома, магазина, цеха и т.п. традиционным способом, он бы регулярно тратил на дизтопливо,газ, дрова или электроэнергию.

Тепловой насос использует тепло, рассеянное в окружающей среде: в земле, воде, воздухе (его называют низко-потенциальным теплом.) Затратив 1 кВт электроэнергии в приводе насоса, можно получить 3-4 кВт тепловой энергии на выходе. Тепловые насосы применяют, чтобы отапливать дома как котеджного так и многоэтажного плана, готовить горячую воду, охлаждать или осушать воздух в комнатах, вентилировать помещения.