Тепловые насосы: инструкция по применению

Часть I. Что качает термический насос?

Термин этот сейчас все почаще можно услышать, когда входит речь об отоплении личного дома. Но далековато не все домовладельцы понимают, что все-таки представляет собой термический насос, как он работает и почему так именуется. А главное, как применимо это решение на практике и прибыльно ли оно исходя из убеждений экономики личного домовладения. Вобщем, об этом чуток позднее, а сначала разберемся с устройством и принципом его деяния.

Когда мы говорим о обычных отопительных либо нагревательных устройствах, то обычно имеем в виду некоторый источник тепла, подогретый до довольно высочайшей температуры. Его можно на ощупь идентифицировать как «жаркий» либо «теплый» относительно окружающего места помещения и расположенных в нем предметов. Из школьного курса физики мы помним, что более нагретые тела отдают тепло наименее нагретым, в этом состоит сущность второго начала термодинамики (упрощенно, естественно). При всем этом передача тепла, к примеру, от нагретого до +70°C радиатора воздуху комнаты, имеющему температуру +18-20°C либо около того, осуществляется сама собой. Но радиатор за ранее необходимо подогреть, и для этого в отопительную систему подается жгучая вода. Она, в свою очередь, греется в котельной либо на станции, где сжигают горючее. Горючее, передача тепла на расстояние — все это стоит средств, потому мы каждый месяц платим за отопление.

Все же, вокруг нас есть фактически неистощимые (либо, как их обычно именуют, возобновляемые) источники совсем бесплатного тепла. Ведь хоть какое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля (-273°C), обладает термический энергией, которую оно может дать. Более доступные из таких источников — грунт, естественные водоемы, атмосферный воздух и т.п. Неувязка в том, что сама собой энергия передается только от более теплого к более прохладному телу, при этом для действенной теплопередачи разница температур должна быть значимой. Потому, чтоб забрать тепло у т.н. низкопотенциальных источников, температура которых ниже температуры отапливаемых помещений (к примеру, для оборудования Danfoss она может колебаться в границах от +15°C до -10°C, другими словами быть отрицательной), нужно совершить некую работу. Условно можно сказать, что тепло из низкопотенциальных источников «откачивают», потому и устройство, при помощи которого это делают, именуют термическим насосом.

Может сложиться воспоминание, что термический насос позволяет обойти 2-ой закон термодинамики, но это, конечно, не так, по другому уже издавна был бы построен нескончаемый движок. Все происходит строго в рамках традиционной физики: законы природы нельзя преодолеть, но их можно использовать.

К примеру, чтоб забрать тепло у грунта, имеющего температуру менее +10°C либо меньше (в том числе и ниже 0°C), нужна не вода, а некоторый другой теплоноситель, замерзающий при температурах ниже -20°C, — концентрированный солевой раствор, раствор пропиленгликоля и пр. Прохладная либо даже промерзшая земля будет полностью охотно отдавать тепло еще больше прохладной воды. Вся система устроена таким макаром, что может отбирать тепло даже у промерзлого грунта с температурой приблизительно до -8°C. В принципе, все практически так же, как и в классической системе отопления, только температурный спектр другой.

Итак, мы узнали, как отобрать тепло у прохладного грунта, но вопрос остается открытым, ведь температура нашего теплоносителя все равно ниже, чем температура помещений, которые необходимо отапливать. И тут начинаются разные технические «хитрости».

В классической системе отопления работает условно один термический контур: в нем циркулирует вода, в одном месте ее нагревают, в другом — она дает приобретенное тепло нашему жильу. Другими словами передача тепла от начального источника (котла либо нагревателя) к месту употребления осуществляется в 2 шага.

В термическом насосе 3 контура, а передача тепла происходит в 4 шага. На первом мы забрали тепло у грунта. На втором — происходит его передача из первого (наружного) контура во 2-ой — так именуемый холодильный контур. Он работает по тому же принципу, что и контур остывания в бытовом холодильнике либо кондюке. Циркулирующий в нем хладагент (как правило это фреон) имеет температуру кипения и испарения существенно ниже 0°C. Холодильный контур устроен таким макаром, что в испаритель (это теплообменник, где низкопотенциальное тепло передается от рассола хладагенту), фреон поступает в водянистом состоянии. При всем этом его температура еще ниже, чем у рассола. Другими словами он готов отбирать у него тепло — те же несколько градусов, которые прохладный рассол забрал у чуток наименее прохладного грунта.

Перед тем, как попасть в испаритель, фреон проходит через особый дросселирующий клапан, где его давление резко снижается, Как понятно, чем меньше давление, тем ниже температура кипения вещества. Характеристики системы подобраны таким макаром, что в итоге падения давления и остывания от контакта с рассолом (через стену теплообменника), фреон закипает и перебегает из водянистой фазы в газообразную.

Как мы помним из школьного курса физики, в процессе фазового перехода испаряющееся вещество поглощает термическую энергию. Итак, на втором шаге фреон отбирает тепло у рассола, который ворачивается в 1-ый контур охлажденным и готовым к получению новейшей порции низкопотенциального тепла земли. Требуемая задачка выполнена: мы «откачали» тепло из грунта.

Далее в дело вступает электронный компрессор, который сжимает кипящий газообразный фреон, нагнетая его под огромным давлением в последующий теплообменник — конденсатор. В итоге сжатия наш прохладный газ разогревается до высочайшей температуры. Через стену конденсатора жаркий фреон контактирует с водой либо другим теплоносителем из отопительного контура. Этот теплоноситель незначительно холоднее сжатого фреона, так как он уже дал тепло помещениям, пока тек через отопительные приборы. Сжатый фреон конденсируется, переходя в водянистую фазу и в процессе перехода отдавая тепло теплоносителю отопительного контура, другими словами нагревая его. Это 3-ий шаг передачи тепла. Жаркий теплоноситель поступает в систему отопления, где протекает 4-ый шаг — фактически отопление помещений. Потерявший тепло фреон поступает в тот дросселирующий клапан, который сбрасывает его давление перед испарителем. На этом шаге давление хладагента падает, в итоге чего он вновь становится прохладным.

Итак, круг замкнулся. Мы узнали, из каких компонент состоит термический насос, как они работают и как можно отобрать тепло у прохладного, казалось бы, грунта и использовать его для подогрева помещений. Но хватит ли этого тепла для отопления всего дома, сколько электроэнергии будет нужно для работы термического насоса и как установить его в собственном особняке? Об этом мы побеседуем в последующей части.

Петля универсальная 4500C CP 100х75х3 мм сталь цвет глянцевый хром

Петля универсальная 4500C CP/BL создана для установки древесной двери в помещении. Материал производства — нержавеющая сталь, выдерживает критическую нагрузку до 20 кг. Подойдет для двери шириной от 35 до 60 мм. Размер петли — 100×75 мм.

Особенности петли