Товаров: 0

310.BY - Триста десять точка бай - всё для дома покупай!

(29) 571-20-50
(44) 571-20-50
Все контакты
 

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ДНЯ

СТАТЬИ

Как обогреваться выгодно? Понятие и принцип действия теплового насоса. Суперэффективность кондиционера, работающего на обогрев.

Тепловые насосы – новая ступень в развитии отопления.

Тепловые насосы – новая ступень в развитии отопления.


Проблема отопления всегда актуальна для тех стран, где есть холодный сезон. И абсолютно неважно, что Вы собираетесь обогревать: квартиру, офис, склад или целый дом. Делать нужно это с умом, то есть эффективно и с выгодой для себя любимых.

Бонус в 400%, или использование кондиционера на отопление

Хотите получать 5 кВт*ч, а платить только за один? Сказка, магия? Нет, всего лишь "чудо техники". И кстати, Вы с ним уже явно имели дело.

Тепловые насосы - это обогреватели, которые использует теплоту окружающей среды, но не на прямую, так как -10 °С, например, для отопления маловато, а совершив некоторые преобразования. Но об этом несколько позже. В итоге для нагрева одного и того же помещения тепловым насосом мы затрачиваем в 4-5 раз меньше энергии, чем с использованием традиционного масляного, инфракрасного, конвекторного или любого другого обогревателя.

"А разве я сталкивался с тепловым насосом?" - спросите Вы и, скорее всего, ошибетесь. Большинство моделей современных кондиционеров имеют возможность работать не только на охлаждение, но и на обогрев. Они и есть одна из разновидностей тепловых насосов.

Как же достигается такая суперэффективность кондиционера, работающего на отопление?

По всем правила термодинамики в преобразователе энергии, каким является любой обогреватель, нельзя получить больше теплоты, чем было затрачено. Если в цифрах, то с 1 кВт*ч электрической энергии возможно получить только 1 кВт*ч в теории и максимум 0,9999… кВт*ч тепловой энергии на практике. А тепловой насос дает 5 кВт*ч. Суть в том, что электрической энергии здесь только одна часть из пяти, а все остальные четыре части - низкопотенциальная тепловая энергия окружающей среды (воздуха, грунта или подземных вод).

Энергия на отопление.png


Принцип работы теплового насоса


Циркулирующий в контуре теплового насоса хладагент (жидкость, кипящая при низких температурах) забирает теплоту из окружающей среды и за счет этого испаряется в наружном теплообменнике. Далее пар хладагента сжимается компрессором (вот тут мы затрачиваем электрическую энергию), и его температура возрастает. Во внутреннем теплообменнике пар через тонкую медную стенку контактирует с внутренним воздухом из помещения или с водой ("обраткой") системы отопления и переходит из парообразного состояния в жидкое, т.е. происходит конденсация пара хладагента, вследствие чего выделяется теплота; эта теплота передается воздуху или воде и далее - в помещение. Давление сконденсировавшегося хладагента понижается, и он снова готов перенести теплоту с холодной улицы в помещение.

перенос теплоты в помещение.jpg

Ситуация несколько непривычна: холодный воздух с улицы или вода из скважины являются нагревателем теплого помещения… Давайте разберемся подробно:

1.Обратимся к физике:

Любое тело обладает внутренней энергией, выражаемой формулой:

формула внутренней энергии
где ν - количество вещества, моль (количество вещества - вспомним химию - это из той же серии, что объем или масса…);
R - универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль*К);
T - абсолютная температура, К.

Внутренняя энергия тела расходуется на передачу теплоты другим телам и на совершение работы над этими телами.

Вернемся к нашему тепловому насосу. Допустим, что температура воздуха на улице - 10 °С. Мы хотим использовать энергию этого воздуха. Один моль этого воздуха будет обладать энергией: 

Один моль воздуха будет обладать энергией.JPG





273
- это разница между температурой в градусах Цельсия и Кельвинах

В том, что холодный воздух обладает энергией, которую можно использовать, мы убедились.

2. В качестве хладагента в цикле теплового насоса используются вещества, кипящие при нормальном давлении при низких (отрицательных) температурах. Для жидкого хладагента с температурой, к примеру, -20 °С холодный воздух с улицы (-10 °С) является теплым, и, контактируя с ним через разделяющую стенку в испарителе, хладагент нагревается, закипает и испаряется. Воздух наоборот охлаждается и возвращается на улицу. Но на выходе из испарителя температура хладагента в нашем случае не выше -10 °С, чего явно недостаточно для отопления. Теплота с улицы забирается в цикл теплового насоса. Что же происходит дальше?

3. Испарившийся хладагент (пар) поступает в компрессор, где сжимается. На процесс сжатия затрачивается электрическая энергия. Сжатие происходит почти без теплообмена с окружающей средой, то есть вся электроэнергия переходит во внутреннюю энергию хладагента, которая будет далее передана в помещение. Давление растет, результатом чего является повышение температуры. Хладагент нагревается до нужных нам 20-35 °С в случае нагрева воздуха или 50-55 °С в случае нагрева воды.

энергия на отопление помещения.jpg

Но так как компрессор работает уже с газообразным веществом, энергии на процесс сжатия тратится значительно меньше, чем на нагрев и испарение хладагента в испарителе (отсюда и соотношение 1:4). Вспомните чайник: на доведение до кипения требуется гораздо меньше времени, чем на испарение того же количества воды.

4. Нагретый хладагент поступает в теплообменник, расположенный в помещении, и передает свою теплоту внутреннему воздуху, контактируя с ним через стенку теплообменника. В процессе передачи теплоты хладагент охлаждается и конденсируется.

5. После конденсатора жидкий хладагент может все еще иметь довольно высокую температуру (до +30 °С…+35 °С и даже выше) и повышенное давление. Чтобы вернуть теплоноситель в первоначальное состояние, снижается давление, результатом чего является и снижение температуры.

После всех этих процедур хладагент возвращается в испаритель и готов снова переносить теплоту с холодной улицы в теплое помещение наперекор всем законам логики.

С примерами тепловых насосов и их характеристиками Вы можете ознакомиться в разделе Кондиционеры, в т.ч. более детально рассмотреть кондиционеры Mitsubishi Electric серии Zubadan, которые работают на обогрев до -25°С.


Автор: инженер-энергоменеджер компании ООО Смарт Хоум, Ольга Любчик

Обращайтесь к нашим специалистам, мы с удовольствием ответим на все Ваши вопросы! У нас индивидуальный подход к каждому клиенту, широкий выбор оборудования, все работы выполняются под ключ!

Мы в Google+

  •