|
Тепло
вашего дома
Описание работы геотермальных тепловых насосов
Большинство населения Украины пока
не знакомы с понятием "тепловой насос", но постоянно используют
тепловые насосы в обычных холодильниках и кондиционерах.
Холодильники и кондиционеры стали настолько надежными, удобными
и привычными, что мы перестали обращать внимание на их работу.
Таким же привычным, как для нас кондиционеры, для например
швейцарцев, является отопление зданий геотермальными тепловыми
насосами. Геотермальный тепловой насос по принципу работы похож
на обычный кондиционер реверсивного типа (способные отапливать и
охлаждать), но имеет расширенные функции. В отличие от
кондиционеров, геотермальный тепловой насос адаптирован для
работы при любых погодных условиях и минусовых температурах.
Главная проблема кондиционеров - уменьшение производительности и
остановка кондиционеров при минусовых температурах, когда
отопление наиболее важно - решена в геотермальных тепловых
насосах.
Тепловые насосы не являются какими-то чудесными устройствами,
действие которых понимают только продавцы и установщики тепловых
насосов. Тепловой насос следует рассматривать как любое другое
отопительное устройство, которое используется для производства
тепла, и в отношении которого действуют все законы, касающиеся
энергии. Как и у каждого способа отопления, у теплового насоса
есть свои особенности, сильные и слабые стороны.
Теплотехнические расчёты у всех способов получения тепла
одинаковые. Правила термодинамики действуют как при дровяном
печном отоплении, так и при управляемой через Интернет
геотермальной климатической установке.
Работа теплового насоса
Принцип работы теплового насоса отображен в цикле Карно,
опубликованном в 1824 г. в его диссертации, и изучается в
школьном курсе физики. Практическую теплонасосную систему
предложил лорд Кельвин в 1852 г. под названием „умножитель
тепла”. Принципиальная схема на рисунке
В соответствии с изображенным принципом действия, тепловой насос
берет тепловую энергию из одного места, переносит (перекачивает)
ее, и отдает в другое место.
Например, в обычном холодильнике тепло отбирается морозильной
камерой из холодильника и выбрасывается в кухню. При этом
продукты в морозилке охлаждаются, а задняя стенка холодильника
становится горячей.
Принцип отопления геотермальным тепловым насосом основан на
сборе тепла из природы, окружающей здание, и выбросе собранного
тепла в систему отопления (или горячего водоснабжения) здания.
При отоплении геотермальным теплонасосом, попросту говоря,
морозилка вкапывается в землю или погружается в озеро рядом со
зданием. При этом, независимо от температуры воздуха во дворе,
морозилка остается свободной от льда, эффективность сбора тепла
остается высокой.
Для сбора тепла незамерзающая жидкость течет по трубе,
расположенной в почве или водоеме возле здания, к тепловому
насосу. Тепловой насос, подобно холодильнику, отбирает тепло и,
соответственно, охлаждает жидкость приблизительно на 5 °С.
Отобранные тепловым насосом градусы отдаются системе отопления
и/или на подогрев горячей воды. Жидкость снова течет по трубе в
наружном грунте или воде, восстанавливает свою температуру, и
снова поступает к тепловому насосу.
Тепловая энергия есть у любого предмета с температурой выше
минус двести семьдесят три градуса Цельсия - так называемый
"абсолютный ноль". То есть тепловой насос может отобрать тепло у
любого предмета - земли, водоема, льда, подземной скалы, плывуна
и т.д.
В климатических условиях Украины для отопления здания энергия
забирается из грунта (или водоема) и отдается в систему
отопления здания. Если же здание, например летом, нужно
охлаждать (кондиционировать), то происходит обратный процесс -
тепло забирается из здания и сбрасывается в землю (водоем). Тот
же тепловой насос может работать зимой на отопление, а летом на
охлаждение здания. Очевидно, что теплонасос одновременно может
выполнять вытекающие функции - греть воду для горячего бытового
водоснабжения, кондиционировать через фанкойлы, греть бассейн,
охлаждать например ледовый каток, подогревать крыши и дорожки от
льда... Одно оборудование может выполнить все функции по
тепло-холодоснабжению здания. |
