Як працює тепловий насос, його переваги і особливості використання

За прогнозами Світового Енергетичного комітету (МІРЕК), до 2020 р в розвинених країнах світу теплопостачання здійснюватиметься за допомогою теплових насосів (ТН). Ці пристрої вже понад чверть століття успішно діють в побуті та промисловості як в Америці, так і в Європі, їх кількість обчислюється десятками мільйонів. Причому в багатьох містах працюють сотні великих споруд, що володіють потужністю, як у середньої величини ТЕЦ.

Принцип роботи

Тепловий насос використовує тепло, розсіяне в навколишньому середовищі: в землі, воді, повітрі. (Його фахівці називають низькопотенційним теплом.) Недарма в США, Японії, Німеччини, Швеції, Швейцарії, Австрії, Фінляндії такі установки впроваджуються просто швидкісними темпами. Адже жителі цих небідних країн грошики рахувати вміють і даремно ними не розкидаються.

Витративши 1 кВт електроенергії в приводі насоса, можна отримати 3, 4, а часто і 5-6 кВт теплової енергії. І хоча це виглядає дивом, з ним, як виявляється, ми знайомі давно.

По суті, ТН - це злегка перетворений холодильник. Навіть зовні, за розмірами і формою, ТН разюче схожий на свого родича. Тільки в холодильнику мізерне тепло продуктів в кінцевому підсумку виділяється у вигляді досить гарячого потоку повітря, що відходить від трубчастої панелі конденсатора ( “радіатор” на задній стінці). Тому, якщо з нашого кухонного помічника витягнути випарну камеру (з трубами) і закопати в землю, ми й одержимо тепловий насос, який буде обігрівати кімнату теплим повітрям. А якщо конденсатор холодильника обмивати водою, то її, нагріту, можна використовувати в радіаторах опалення або у ванній. В цілому ж, на сайті https://santehsklad.com.ua/teplovye-nasosy.html можна дізнатися більше про функціонування теплових насосів.

Основні переваги теплових насосів

1. Економічність

ТН використовує використовувану  енергію на набагато ефективніше іншого опалювального обладнання. Величина ККД у нього набагато більша одиниці. Щоб уникнути “сум’яття умів”, економічність роботи різних моделей ТН фахівці порівнюють з особливою величиною - коефіцієнтом перетворення тепла (φ), його ще називають коефіцієнтом трансформації тепла. Цей показник дорівнює співвідношенню отримуваної кількості тепла до витраченої енергії.

В середньому 60-75% потреб теплопостачання будинку ТН забезпечує безкоштовно. Цифри настільки вражають, що мимоволі спадає на думку приказка про безкоштовний сир. Дійсно, початкові витрати на насос і монтаж системи збору тепла досить відчутні і складають $ 300-1200 на 1 кВт потрібної потужності опалення. Але капіталовкладення окупляться за 4-9 років тільки за рахунок збереження палива і електрики.

2. Повсюдність застосування

Джерело розсіяного тепла можна виявити в будь-якому куточку планети. Земля і повітря знайдуться далеко від газових магістралей і ліній електропередач - скрізь цей агрегат роздобуде для себе “їжу”, щоб безперебійно опалювати ваш будинок, не залежно від примх погоди, постачальників дизельного палива або падіння тиску газу в мережі. Навіть відсутність потрібних 2-3 кВт електричної потужності не перешкода. Для приводу компресора в деяких моделях використовують дизельні або бензинові двигуни.

3. Екологічність

Тепловий насос не тільки заощадить гроші, але і збереже здоров’я мешканцям будинку. Агрегат не спалює паливо, значить, не утворюються шкідливі окисли типу CO, СO2, NOх, SO2, PbO2. Тому навколо будинку на ґрунті немає слідів сірчаної, азотистої, фосфорної кислот і бензольних з’єднань. Та й для планети застосування ТН - благо. Адже за великим рахунком, на ТЕЦ скорочується витрата палива на виробництво електрики. Застосовувані ж у ТН фреони не містять хлорвуглеводнів і є озонобезпечні.

4. Універсальність

Тепловий насос має властивість оборотності (реверсивності). Він “уміє” відбирати тепло з повітря будинку, охолоджуючи його. Влітку надлишкову енергію іноді відводять “на зберігання” назад в грунт, звідки знову візьмуть взимку.