Тепловий насос
Принцип роботи теплового насосу, коефіцієнт перетворення енергії COP
Один з найрозповсюдженіших процесів в світі це передача тепла. Цей процес починається із Сонця, яке передає тепло шляхом випромінювання, що нагрівають предмети на поверхні Землі. Далі це тепло передається від більш нагрітого тіла до менш нагрітого. Всі процеси в обігріві, опаленні будинків повторюють цей закон. Але є один пристрій, який на перший погляд працює по іншому. Це холодильна машина або холодильник. Робота його всім відома, сьогодні холодильник є майже у всіх оселях. Принцип його роботи такий, він відбирає тепло, яке потрапляє всередину холодильника та скидає його в більш нагріте середовище, тобто на перший погляд, що класичний процес передачі тепла в холодильнику не працює, але це не так. Там відбувається ті ж процеси. Але за рахунок роботи компресора та дроселя під дією різних тисків фреон здатен, при стисненні в компресорі сильно нагріватись що дозволяє скинути накопичене в ньому тепло, а при дроселюванні (зниженні тиску) сильно охолоджуватись, що дозволяє при температурі нижче тіл в холодильнику відібрати в них тепло. Тобто за рахунок стиснення та дроселювання фреону відбувається два класичні процеси передачі тепла. Таким чином передається тепло від більш холодного тіла до більш нагрітого тіла. А основна кількість енергії при цьому витрачається тільки на роботу компресора.
Такий же процес використовують в тепловому насосі, тільки цільовою задачею є не охолодження продуктів, а нагрівання системи опалення.
Тепловий насос - це пристрій, який використовує властивість фреону для передачі тепла від більш холодного тіла до більш нагрітого. Основні елементи з яких складається тепловий насос це компресор, дросель, теплообмінники для відбору та віддачі тепла, фреонові трубки, теплоізоляція тощо.
В залежності від типу приводу компресора в зовнішньому блоці, теплові насоси називаються інверторні або неінверторні, тобто зі звичайним компресором, їх ще називають on/off. Відмітимо інверторні теплові насоси мають вищу ефективність, більш плавну роботу та через меншу кількість пусків компресора - більший ресурс роботи.
Корисність роботи теплового насосу вимірюється коефіцієнтом перетворення енергії COP (Coefficient of performance), що є відношенням виробленої теплової енергії до витраченої електричної. Тепловий насос буде видавати різну кількість тепла та споживати різну кількість електроенергії для роботи компресора при різній температурі джерела звідки він отримує тепло та температури системи опалення, яку він нагріває. Чим нижча температура джерела тепла та вища температура системи опалення яку потрібно підтримувати тим буде менша ефективність роботи теплового насосу, а отже і меншим буде COP. Тому у теплових насосів існують графіки чи таблиці залежності теплової продуктивності та COP при температурах джерела тепла та температури системи опалення, яку потрібно підтримувати. В якості номінальних при презентації теплового насосу вказують ці умови, наприклад (B0/W35), де В - це температура джерела тепла, W - температура теплоносія системи опалення. Що відноситься до витраченої електричної потужності виробники не завжди вказують повну витрачену електроенергію, а тільки затрачену на привід компресора, без наприклад витраченої електроенергії на роботу одного чи двох електронасосів чи іншої електроніки. Тому тут є певні стандарти. Наприклад, європейські норми EN, один з найрозповсюдженіших - EN14511. Незалежні агентства, наприклад The Heat Pump KEYMARK - є добровільним незалежним європейським знаком сертифікації (сертифікація ISO типу 5) для всіх теплових насосів, комбінованих теплових насосів і водонагрівачів (відповідно до екологічного дизайну, регламенту ЄС 813/2013 і 814/2013). Тому порівнювати ефективність роботи теплових насосів краще по одному стандарту та при однакових температурних умовах.
Про види теплових насосів ми рекомендуємо ознайомитись детальніше.
В залежності від задачі теплові насоси крім роботи на обігрів можуть ще мати функцію реверсу, тобто працювати на охолодження. Також деякі моделі можуть мати функцію приготування гарячої води в зовнішньому або вбудованому бойлері непрямого нагріву.
