Багато наших співвітчизників до ладу не знають, що таке тепловий насос. Але відзначимо, що вони є у кожного в будинку: в кондиціонері або холодильнику. Ці пристрої стали настільки популярними, що ніхто не звертає уваги на їх роботу.
Опалення будинків геотермальними насосами є настільки ж популярним, наприклад, в Швейцарії, як у нас використання кондиціонера. Тепловий насос схожий на звичайний кондиціонер реверсивного типу, проте має безліч функцій. На відміну від кондиціонера, такий насос може працювати при будь-яких температурах. Так, кондиціонер при мінусовій температурі зупиниться. Тому найкраще використовувати геотермальну систему.
Принцип роботи теплового насоса можна розглянути на схемі Карно. Цикл Карно вивчається ще в школі на фізиці. Уже в 1852 році Кельвін запропонував теплонасосну систему. Принцип дії насоса такий: пристрій бере тепло в одному місці і переносить його з різних точок за допомогою спеціального теплоносія. Наприклад, в холодильнику тепло відбирається з холодильної камери і віддається в приміщення. Продукти стають холодними, а поверхня холодильника з зовнішньої сторони — нагрівається.
Геотермальний насос опалює приміщення, забираючи тепло з навколишнього середовища — води, повітря, землі. Тепло вкидається в систему опалення приміщення. Виходить, що при опаленні будинку геотермальною системою морозильна камера заривається в землю або опускається в воду. Для того щоб збирати тепло, антифриз тече по трубах системи. Тепловий насос відбирає тепло, охолоджуючи до 5 градусів рідину. Тепло передається на нагрів води і повітря в приміщенні.
Виходить, що тепловий насос відбирає тепло у всіх предметів і речовин: води, землі, повітря. У нашій країні найчастіше використовуються системи, де тепло забирається з землі і передається в будівлі. До того ж тепловий насос працює взимку на обігрів приміщення, а влітку — охолоджує приміщення. Очевидно, що теплові насоси можуть виконувати всі завдання, які пов\’язані з підігрівом і охолодженням поверхонь і рідин.
У насосі з відкритим циклом вода з землі перекачується в систему. Тепло забирається насосом, а потім вода знову зливається на глибину забору. Перевага такої системи полягає в тому, що можна одночасно і отримувати воду для дачного будинку. Коли вода забирається з свердловини, то навколишня природа не страждає. Адже за великим рахунком вода збирається в одному місці в землі, а потім знову повертається в той же горизонт.
Насос з закритим циклом має рідина, яка гойдається по колекторам. Колектори розміщені в водоймі. Тепло відбирається у води і передається в будинок. Перевага системи — дешевизна. Однак систему доречно будувати тоді, коли водойма знаходяться на відстані не більше 100 метрів від будівлі.
Насос з закритим циклом має трубки, які пропускають по собі воду. Трубки можуть йти в воду на глибину до 150 метрів. Відомо, що на глибині 10 метрів температура грунту становить 12 градусів цілий рік. Чим глибше, тим більше температура землі. Це означає, що без великих капіталовкладень можна отримувати велику кількість теплової енергії.
В Європі насоси, які забирають тепло в землі, називають геотермальними насосами. Повітряні теплові насоси в нашій країні використовувати недоцільно. Такі системи використовуються в країнах, де клімат набагато спекотніше. Якщо теплообмінник, температура якого буде нижче — 5 градусів, розмістити на вулиці, то він покриється льодом. Це означає, що система не буде працювати на повну потужність а через деякий час насос починає просто «поїдати» електрику і працювати в нуль.
Читати також: