Принцип работы установки с тепловым насососом.
Термодинамический тепловой насос это устройство для переноса тепловой энергии посредством термодинамических процессов конденсации и испарения. Термодинамический тепловой насос аналогичен холодильной машине. Однако если в холодильной машине основной целью является производство холода путём отбора теплоты из какого-либо объёма испарителем, а конденсатор осуществляет сброс теплоты в окружающую среду, то в тепловом насосе картина обратная.
Рассмотрим подробнее на примере фреонового контура:
Компрессор сжимает газообразный фреон. При сжатии газообразный фреон нагревается. И далее подется в конденсатор (теплообменник). Поступая в конденсатор (теплообменник) под давлением горячий газобразный фреон отдает тепло окружающей среде. Остывая фреон под давлением конденсируется и переходит в жидкую фазу. И далее через клапан (3.) подаётся в испаритель (теплообменник).
В испарителе (теплообменник) происходит сброс давления и фреон из жидкой фазы испаряется. При этом процессе поглащается тепло из окружающей среды.
После чего газообразный фреон снова попадает в компрессор и сжимается.
В процессе работы компрессор потребляет электроэнергию. Соотношение вырабатываемой тепловой энергии и потребляемой электрической называется коэффициентом трансформации (или коэффициентом преобразования теплоты (англ. COP — сокр. от coefficient of performance) и служит показателем эффективности теплового насоса.
Коээфициент COP = 2 означает, что тепловой насос переносит полезного тепла в два раза больше, чем затрачивает на свою работу.
Пример: Тепловой насос потребляет 1 кВт электроэнергии, COP = 3.0 означает, что потребитель получает 3 кВт тепла.
То что кооэфициент COP выше единицы – делает целесообразным применение теплового насоса в вентиляционных установках.
В приточно-вытяжных установках применяется реверсивный тепловой насос. То есть зимой в приточной части установки находится конденсатор фреонового контура, который отдает тепло и тем самым подогревает приточный воздух. Тепло забирается из вытяжного воздуха, где зимой находится испаритель фреонового контура.
ЗИМА
За счет коээфициента COP, который больше 3 на 1 кВт затраченной электроэнергии получаем более 3 кВт тепла. Это гораздо эффективнее электрического нагревателя, где мы получаем тепла столько же, сколько расходуется электроэнергии.
Летом в приточной части находится испаритель. Он забирает тепло из приточного воздуха и тем самым охлаждает его. Конденсатор летом находится в вытяжной части установки и отобранное в приточной части тепло сбрасывается в вытяжной воздух.
ЛЕТО
Охлаждать воздух летом до комфортной температуры необходимо на 10 – 15 градусов. Зимой же нужно нагревать порой до 45 градусов. Мощность теплового насоса расчитана как правило на дельту в температуре до 15 градусов. И для работы в зимнем режиме установки оборудуют дополнительным нагревом горячей водой или электричеством. Но даже при условии подогрева электричеством воздуха зимой установки с тепловым насосом в 2,5 раза экономичней, чем без него.
Есть преимущество и перед охлаждением воздуха в помещениях обычными кондиционерами. Помимо комфортной температуры установка с тепловым насосом обеспечивает помещение свежим и очищенным воздухом, удаляет использованный, потребляет в 2 раза меньше электроэнергии у нее нет необходимости монтажа внешнего компресорно-коденсаторного блока.