Инвестирование в ВИЭ

Мы согласны

Каждый человек обязан, по меньшей мере, вернуть миру столько, сколько он из него взял.

Альберт Эйнштейн

Интересные факты

Микроволновая печь была изобретена после того, когда исследователь прошел мимо трубы радиолокатора, и плитка шоколада расплавилась у него в кармане.

Fronius сервисный партнер

JA Solar direct partner

Huawei ent partner authorized

Что такое тепловой насос

Тепловой насос - это компактная отопительная установка, предназначенная для автономного обогрева и горячего водоснабжения жилых, производственных и прочих помещений за счет отбора тепла из окружающей среды. Одновременно, такая система может служить источником холода и для системы кондиционирования.

Основное отличие теплового насоса от других генераторов тепловой энергии, например, электрических или газовых, заключается в том, что при производстве тепла до 80% энергии извлекается из возобновляемых источников. Тепловой насос способен «выкачивать» энергию, накопленную за теплое время года из грунта, воды и даже воздуха.

Тепловой насос отличается особой энергоэффективностью, например, при потреблении 1 кВт электроэнергии, в зависимости от режима работы и условий эксплуатации, производит до 4 - 5 кВт тепловой энергии. Такая высокая эффективность обеспечивается тем, что электрическая энергия используется только на перенос тепла, например, от грунта в помещение. Поэтому, данный способ отопления можно считать одним из самых эффективных.

Как мы знаем из школьного курса физики, внутренняя энергия (или тепло) содержится в любом предмете или веществе, температура которого выше –273 °С (0°К). Например, имея кусок льда, допустим 1 м3 с температурой -10 °С, мы также имеем какое-то определенное количество энергии, которая находится в этом льде. Представим также себе, что рядом с нашим льдом находиться бочка с водой с температурой +10 °С. А теперь полезно вспомнить закон сохранения энергии, в котором говорится, что энергия не может взяться из неоткуда и исчезнуть в никуда, а только переходит из одного вида в другой.

Следовательно, имея способ переноса тепла, мы можем начать отбирать тепло у льда и переносить его к воде в нашей бочке. Соответственно температура льда начнет понижаться, а температура воды в бочке повышаться. И если наш способ переноса тепла достаточно совершенен, а масса льда и воды в бочке подобраны в соответствии с удельной теплоёмкостью веществ, то в теории, мы можем охладить лед до -273 °С, а воду в бочке довести до кипения, или даже превратить в пар.

Тоже самое выполняет тепловой насос, являясь как-раз тем самым механизмом для переноса тепла (внутренней энергии) от одного тела к другому. И если у нас вместо льда, например - озеро, а вместо бочки с водой – вода системы отопления, то мы получаем полноценную рабочую систему отопления с источником низкопотенциального тепла (воды озера) и получателем высокопотенциального тепла (воды системы отопления).

Как уже отмечалось, для работы теплового насоса необходима электроэнергия. Отношение количества тепловой энергии, «выданной» тепловым насосом, к потреблённой электрической энергии, называют коэффициентом преобразования теплового насоса (СОР - coefficient of performance).


Коэффициент преобразования теплового насоса, в зависимости от условий, может быть доведён и до 10-12. В реальных же условиях, при решении стандартных задач отопления, СОР обычно составляет от 3 до 5.


История тепловых насосов

уильям томсон, лорд кельвинКонцепция тепловых насосов была разработана на базе известного Цикла Карно еще в 1852 году выдающимся британским физиком и инженером Уильямом Томсоном (Лордом Кельвином), и в дальнейшем усовершенствована, и детализирована австрийским инженером Петером Риттер фон Риттингером (Peter Ritter von Rittinger).

Петера Риттера фон Риттингера считают изобретателем теплового насоса, ведь как раз он спроектировал и установил первый известный тепловой насос в 1855 году. Но практическое применение тепловой насос приобрел значительно позже, а точнее в 40-х годах ХХ столетия, когда изобретатель-энтузиаст Роберт Вебер (Robert C. Webber) экспериментировал с морозильной камерой. Как-то раз Вебер случайно прикоснулся к горячей трубе на выходе морозильной камеры и понял, что тепло просто выбрасывается наружу.
         Уильям Томсон (лорд Кельвин)
Изобретатель задумался над тем, как использовать это тепло, и решил поместить трубу в бойлер для нагрева воды. В итоге Вебер обеспечил свою семью таким количеством горячей воды, которое они физически не могли использовать, при этом часть тепла от нагретой воды попадала в воздух.
 
Это подтолкнуло его к мысли, что от одного источника тепла можно нагревать и воду, и воздух одновременно, поэтому Вебер усовершенствовал свое изобретение и начал прогонять горячую воду по спирали (через змеевик) и с помощью небольшого вентилятора распространять тепло по дому с целью его отопления.

Со временем именно у Вебера появилась идея «выкачивать» тепло из земли, где температура не сильно изменяется в течение года. Он поместил в грунт медные трубы, по которым циркулировал фреон, который «собирал» тепло земли. Газ конденсировался, отдавал свое тепло в доме, и снова проходил через змеевик, чтобы подобрать следующую порцию тепла. Воздух приводился в движение с помощью вентилятора и распространялся по дому. В следующем году Вебер продал свою старую угольную печь.

В 40-х годах тепловой насос был известен благодаря своей чрезвычайной эффективности, но реальная потребность в нем возникла в период Арабского нефтяного эмбарго в 70-х годах, когда несмотря на низкие цены на энергоносители появился интерес к энергосбережению.