Тепловой насос
Принцип работы теплового насоса, коэффициент преобразования энергии COP
Один из самых распространенных процессов в мире – это передача тепла. Этот процесс начинается с Солнца, которое передает тепло путем излучения, нагревающего предметы на поверхности Земли. Дальше это тепло передается от более нагретого тела к менее нагретому. Все процессы в обогреве, отоплении домов повторяют этот закон. Но есть одно устройство, которое на первый взгляд работает по другому. Это холодильная машина или холодильник. Работа его всем известна, сегодня холодильник есть почти во всех домах. Принцип его работы таков, он отбирает тепло, попадающее внутрь холодильника и сбрасывает его в более нагретую среду, то есть на первый взгляд, что классический процесс передачи тепла в холодильнике не работает, но это не так. Там происходят те же процессы. Но за счет работы компрессора и дросселя под действием различных давлений фреон способен, при сжатии в компрессоре сильно нагреваться, что позволяет сбросить накопленное в нем тепло, а при дросселировании (снижении давления) сильно охлаждаться, что позволяет при температуре ниже тел в холодильнике отобрать у них тепло. То есть за счет сжатия и дросселирования фреона происходит два классических процесса передачи тепла. Таким образом, передается тепло от более холодного тела к более нагретому телу. А основное количество энергии при этом тратится только на работу компрессора.
Такой же процесс используют в тепловом насосе, только целевой задачей является не охлаждение продуктов, а нагрев системы отопления.
Тепловой насос – это устройство, использующее свойство фреона для передачи тепла от более холодного тела к более нагретому. Основные элементы из которых состоит тепловой насос – это компрессор, дроссель, теплообменники для отбора и отдачи тепла, фреоновые трубки, теплоизоляция и т.д.
В зависимости от типа привода компрессора во внешнем блоке, тепловые насосы называются инверторными или неинверторными, то есть с обычным компрессором, их еще называют on/off. Отметим, инверторные тепловые насосы имеют более высокую эффективность, более плавную работу и из-за меньшего количества пусков компрессора - больший ресурс работы.
Полезность работы теплового насоса измеряется коэффициентом преобразования энергии COP (Coefficient of performance), что является отношением производимой тепловой энергии к израсходованной электрической. Тепловой насос будет выдавать разное количество тепла и потреблять разное количество электроэнергии для работы компрессора при разной температуре источника, откуда он получает тепло и температуры системы отопления, которую он нагревает. Чем ниже температура источника тепла и выше температура системы отопления, которую нужно поддерживать, тем будет меньше эффективность работы теплового насоса, а следовательно и меньше будет COP. Поэтому у тепловых насосов существуют графики или таблицы зависимости тепловой производительности и COP при температурах источника тепла и температуры отопительной системы, которую нужно поддерживать. В качестве номинальных при презентации теплового насоса указывают эти условия, например (B0/W35), где В – это температура источника тепла, W – температура теплоносителя системы отопления. Относящиеся к израсходованной электрической мощности производители не всегда указывают полную израсходованную электроэнергию, а только затраченную на привод компрессора, без например израсходованной электроэнергии на работу одного или двух электронасосов или другой электроники. Поэтому здесь есть определенные стандарты. Например, европейские нормы EN, одна из самых распространенных – EN14511. Независимые агентства, например The Heat Pump KEYMARK – являются добровольным независимым европейским знаком сертификации (сертификация ISO типа 5) для всех тепловых насосов, комбинированных тепловых насосов и водонагревателей (в соответствии с экологическим дизайном, регламентом ЕС 813/2013 и 814/2013). Потому сравнивать эффективность работы тепловых насосов лучше по одному стандарту и при одинаковых температурных условиях.
О видах тепловых насосов мы рекомендуем ознакомиться подробнее.
В зависимости от задачи тепловые насосы, кроме работы на обогрев, могут еще иметь функцию реверса, то есть работать на охлаждение. Также некоторые модели могут иметь функцию приготовления горячей воды в наружном или встроенном бойлере косвенного нагрева.
