Тепловой насос и кондиционирование деревянного дома

Для многих людей загородный деревянный дом  — это избавление от шумного перенаселенного города, который кишит препятствиями и автотранспортом. Но приходит время, когда нужно задуматься и об отоплении своего загородного жилища. И давайте  в этой статье мы поговорим  об одном из многочисленных решений  этого вопроса, который является  как простым, так и старым, но можно также назвать и древним вариантом.

Как работает тепловой насос?

В  начале X I X века французским ученым Карно, описывается принцип работы  холодильника. А уже через 30 лет англичанином Уильямом Томпсоном оперевшись на принципы, которые были изложены в работе Карно, разрабатывается  «умножитель тепла», выражаясь простым языком  холодильник, только наоборот.  Именно Томсон (впоследствии, который стал лордом) и изобрел тепловой насос.

Я думаю редко можно найти дом, в котором нет холодильника, и если потрогать его заднюю стенку, то можно  почувствовать тепло, а ведь в морозильник является холодным.  Это происходит  благодаря испарению  газа, которая циркулирует в трубах холодильника, а в морозильной камере происходит его испарение.

Карно этот принцип и описал в своей работе. То есть во время испарения, у окружающей среды веществом отбирается  тепло и происходит нагревание.  Температура зависит от того какое имеется давление т.е чем выше будет давление, тем выше и температура кипения и наоборот.

Очень многие из нас на уроках  физики могли наблюдать при проведении опытов такое явление, когда вода под колбой, которая только – что кипела, при  создании низкого давления уже была в холодном состоянии. А такое вещество, как фреон, используемый  в бытовых холодильниках, может также  кипеть при низкой температуре.  Подобные вещества называются хладагентами.

Подобрать давление можно  таким образом, чтобы внутри  испарение хладагента происходило даже при невысокой температуре. А следовательно, у источника будет отбирать тепловую энергию.

Так где же взять источник низкого потенциального тепла? А в качестве такого источника  вы можете использовать воду, если где – нибудь рядом есть водоем, землю возле дома или же окружающий воздух. А работать он  будет следующим образом:  при прохождении хладагента по задвижке – дросселю. Давление теряется  до такой величины, что достаточно температуры низко – потенциального источника тепла, чтобы произошло испарение.

При этом хладагент начинает нагреваться еще больше, после чего превращается в пар. Затем этот пар попадает в компрессор, где и сжимается  и нагревается еще больше.  Далее происходит уже поступление  уже горячего парообразного вещества  в теплообменник – конденсатор, откуда отдается тепло  в систему отопления дома.

Затем температура хладагента падает, после чего он переходит  в жидкое состояние. Впервые такую гипотезу реализовали  в 1938 г (в Цюрихе). Низко потенциальным источником  послужила речная вода.

Для схем тепловых насосов «грунт – воздух» и «грунт – вода» можно в качестве источника тепла использовать землю. Теплонососы по способу прокладки можно разделить на тех, у которых имеется горизонтальный коллектор и на тех у которых вертикальных зонд.

При использовании теплонососа  с горизонтальным коллектором , до расчетной глубины снижается слой земли, и в котлован, который образовался, нужно уложить трубы коллектора.

В вертикальной установке теплообменником испарителем  могут выступать трубы, которые опускаются  на глубины земли  на 50 – 150 м.

Как вариант с зондом, так и вариант с коллектором  обладают как достоинствами, так и недостатками: на вертикальную прокладку вам не потребуется большая площадь, которая необходима при коллекторном варианте, но нужно будет проводить дорогостоящие бурильные работы.

При схеме «грунт вода» передача тепловой энергии, и полученную от земли и выработанную компрессором, вначале передается воде, которая находиться в трубах отопительной системы, после чего  и воздуху  внутри здания.

В варианте «грунт   воздух», воды в качестве промежуточного теплоносителя  нет. Передача  тепловой энергии  происходит от хладагента  воздуху.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *