Принцип работы тепловых насосов

Для многих людей понятие тепловой насос и по сей день является чем-то необъяснимым, загадочным и недоступным, дабы заполнить данную информационную прореху, давайте рассмотрим принцип работы тепловых насосов и некоторые их конструктивные особенности.

Классический пример теплового насоса знаком каждому из нас с детства – это обыкновенный холодильник, который способен переносить тепловую энергию от внутренней камеры на наружный радиатор (конденсатор), а следовательно отводить ее к окружающему пространству. Тепловой насос – это тот же холодильник, но выполняет он обратную функцию и предназначается для того, чтобы извлекать низкотемпературные частицы тепла, рассеянные в окружающей среде, аккумулировать их и направлять в качестве полезного тепла к месту проживания людей.

Если рассматривать принцип работы теплового насоса более детально, то можно отметить, что открыта эта система была еще в 19 веке, и предложена лордом Кельвином как «умножитель тепла». Сущность его работы заключается в том, что система разделяется на три замкнутых контура, которые взаимодействуют между собой посредством теплообменников (испарителя и конденсатора). В первичном контуре, осуществляется отбор и перенос тепла от внешних источников тепловой энергии непосредственно к силовому агрегату теплового насоса. Состоит же первичный контур из коллектора, по которому за счет циркуляционного насоса перемещается незамерзающая жидкость и тем самым передает низкотемпературную энергию от внешних источников к испарителю теплового насоса.

princip-raboty-teplovogo-nasosa

В качестве вторичного контура ТН выступает сам термопреобразователь, состоящий из испарителя, мотор-компрессора, конденсатора и вентиля дроссельного типа, соединенных между собой посредством трубопроводов. Как и в обычном холодильнике, рабочим телом в данном контуре теплового насоса выступает хладагент, способный закипать при низких температурах.

Третьим контуром теплогенерирующей установки является непосредственно вся система обогрева, которая может включать в себя контур отопления, установки для приготовления горячей воды, различные теплоаккумуляторы.

Взаимодействие указанных контуров теплового насоса сводится к тому, что незамерзающая жидкость, проходя через ресурсы окружающей среды (грунт, воду) получает небольшой нагрев (до 5 градусов Цельсия) и поднимает тем самым температуру испарителя. За счет данного изменения температур, хладагент, проходящий через полости испарителя закипает и переходит из жидкого состояния в газообразное, а после чего устремляется на вход силового модуля (мотор-компрессора). Здесь давление хладагента значительно повышается, что параллельно приводит к повышению его температуры. После чего, разогретый до 50-55 градусов Цельсия теплоноситель, проходит через полости конденсатора, в котором и отдает львиную долю накопленной тепловой энергии третьему контуру отопления. Перед тем как вновь направиться к испарителю за новой порцией тепла, хладагент проходит через дроссельный вентиль, где происходит его окончательная трансформация из газообразного состояния в жидкое, с одновременным падением давления. А далее весь процесс повторяется в аналогичной последовательности.

По указанному алгоритму построен принцип работы тепловых насосов вода вода и принцип работы тепловых насосов грунт вода, если же говорить о наиболее распространенных на сегодняшний день ТН воздушного типа (кондиционеры), то можно отметить, что в качестве третьего контура здесь выступает воздушный состав, циркулирующий в помещении. Принцип работы тепловых насосов воздух воздух отличается еще и тем, что в качестве внешнего источника тепла здесь выступает воздушный состав, что делает работу прибора несколько ограниченной, но в то же время делает его наиболее распространенным.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: