Каталог «Тепловые насосы - Engvent.ru

Тепловые насосытепловые насосыЧто такое тепловой насос?Второе начало термодинамики гласит:«Теплота самопроизвольно переходитот тел более нагретых к теламменее нагретым». А можно ли заставитьтепло двигаться в обратном направлении?Да, но в этом случае потребуютсядополнительные затраты энергии (работа).Системы, которые переносят теплов обратном направлении, часто называюттепловыми насосами. Тепловойнасос может представлять собой парокомпрессионнуюхолодильную установку,которая состоит из следующихосновных компонентов: компрессор,конденсатор, расширительный вентильи испаритель. Газообразный хладагентпоступает на вход компрессора.Компрессор сжимает газ, при этом егодавление и температура увеличиваются (универсальныйгазовый закон Менделеева—Клапейрона). Горячий газ подается в теплообменник,называемый конденсатором, вкотором он охлаждается, передавая своетепло воздуху или воде, и конденсируется— переходит в жидкое состояние.Далее на пути жидкости высокого давленияустановлен расширительный вентиль,понижающий давление хладагента.Компрессор и расширительный вентильделят замкнутый гидравлический контурна две части: сторону высокого давленияи сторону низкого давления. Проходя черезрасширительный вентиль, часть жидкости испаряется,и температура потока понижается.Принцип действия теплового насосаРежим отопленияна улице“4 кВт”теплотанаружного воздуха-3ºС 60 o C6ºСиспаритель“1 кВт”электрическаяэнергиякомпрессоррасширительныйвентиль85ºСконденсатор-5ºС 50ºСуменьшение давлениядля снижения температурысжатие хладагентав компрессоре дляповышения еготемпературы45ºС7ºС 20ºСДалее этот поток поступает в теплообменник(испаритель), связанный с окружающейсредой (например, воздушный теплообменникна улице). При низком давлении жидкость испаряется(превращается в газ) при температурениже, чем температура наружного воздухаили грунта. В результате часть тепла наружногов помещении“5 кВт”теплопроизводительностьтеплотанаружноговоздухаЭлектроэнергия затрачивается не столькона «производство» теплоты, сколько на ееперемещение с улицы в помещение.„1 кВт”потребляемая электрическая мощность„4 кВт”теплота наружного воздуха„5 кВт”теплопроизводительностьКоэффициент энергоэффективности теплового насоса:5 кВтСОР = = 51 кВтвоздуха или грунта переходит во внутреннююэнергию хладагента. Газообразный хладагентвновь поступает в компрессор — контур замкнулся.Можно сказать, что работа компрессораидет не столько на «производство» теплоты,сколько на ее перемещение. Поэтому,затрачивая всего 1 кВт электрическоймощности на привод компрессора, можнополучить теплопроизводительность конденсатораоколо 5 кВт.Тепловой насос несложно заставить работатьв обратном направлении, то есть использоватьего для охлаждения воздуха в помещениилетом.Сравнение теплового насоса и бойлераСистема на основе бойлерапотери теплас дымовыми газамиСистема на основе теплового насосаТеплота наружноговоздуха переноситсяв помещение1теплотепло тепло2тепло теплотепло1теплотеплотеплотепло2теплотеплоэнергоноситель(газ)энергоноситель(газ, дизтопливо,уголь)газовыйбойлертеплотанаружноговоздухабакпотеритеплатеплота,переданнаяв помещениеэнергоноситель(электроэнергия)1 2 1 2энергоноситель(электроэнергия)теплотанаружноговоздухапотеритеплабактеплота,переданнаяв помещение+ -теплотепло0 0.5 3.5 3 044 тепло1тепло теплотеплотепло+ -теплотеплотеплотеплотепло2Принцип получения тепла с помощьютеплового насоса отличается от традиционныхсистем нагрева, основанных на сжиганиигаза или жидкого топлива, а также прямогопреобразования электрической энергии втепловую. В таких системах единица энергииэнергоносителя преобразуется в неполнуюединицу тепловой энергии. В то времякак тепловой насос, затрачивая единицуэлектрической энергии, «перекачивает»в помещение от 2 до 6 единиц тепловойэнергии, забирая ее из наружного воздуха.Поэтому высокая эффективность воздушноготеплового насоса делает естественнымвыбор в пользу таких систем для отопленияпомещений и нагрева воды на объектах,имеющих ограниченные энергоресурсы.Тепловой насос, затрачиваяединицу электрической энергии,«перекачивает» в помещение от 2до 6 единиц тепловой энергии.