Как работает тепловой насос?

Тепловые насосы – это приборы с которыми мы уже давно знакомы. Ведь кондиционер или холодильник это тот же тепловой насос. И все же разберемся как он устроен. Для своей работы тепловой насос использует известный из школьного курса физики цикл Карно. Не будем вдаваться в подробности и детали, а объясним лишь принцип по которому работают тепловые насосы.

Принцип заключается в том, что при испарении жидкости с поверхности какого либо тела, жидкость отбирает часть тепла этого же тела. Примером этому служит тот факт, что когда мы летом выходим из воды , нам становиться холодно. Причиной этого является вода, которая испаряясь с поверхности нашего тела, забирает часть тепла. Мы чувствуем холод. Аналогично если создать условия при которых испаренная жидкость будет конденсироваться на каком либо теле, то пар переходя из газообразного в жидкое состояние, будет отдавать тепло при конденсации.

Тепловой насос есть в каждом доме – это всем известный нам холодильник. Давайте рассмотрим как работают такие тепловые насосы, ведь все ими пользуются но мало кто представляет как.

Морозильная камера холодильника оповита трубками в которых циркулирует фреон. Фреон это жидкость с невероятно низкой температурой кипения. От тепла продуктов в морозильной камере, фреон начинает испарятся и отбирать тепло у стенок камеры. Температура в камере понижается. Далее фреон поступает к компрессору. Компрессор сильно сжимает фреон . В результате сжатый фреон нагревается до температуры которая выше температуры комнаты. Далее нагретый, сжатый фреон поступает на заднюю решетку холодильника где охлаждается воздухом комнатной температуры. Охлажденный таким образом фреон переходит из газообразного в жидкое состояние, но по прежнему находится под давлением. Далее он проходит через клапан который понижает давление. При понижении давления, происходит процесс, обратный процессу сжатия – если при сжатии фреон нагревался, то при разрежении ( снижении давления), он охлаждается. Далее жидкий холодный фреон снова направляется в морозильную камеру, что бы испарится и охладить продукты. И все повторяется сначала.

 
Если бы мы все время подкладывали в морозильную камеру свежие не замороженные продукты,  то у нас появилась бы возможность отапливать дом электричеством, но без помощи нагревательных элементов. Можно поступить другим способом. Закопать морозильную камеру поглубже в землю, а внутреннюю решетку радиатора оставить в доме. Имея в качестве замороженных продуктов большое количество земли с положительной температурой, можно было бы говорить о новой перспективной системе отопления под названием тепловой насос.

 Конечно же современные тепловые насосы, имеют очень мало общего с вышеупомянутым прибором. Это высокотехнологичные устройства с максимально возможными КПД.