Тепловой насос для отопления частного дома: как работает и почему экономит электричество.
Вечным двигателем в классической физике называют устройство, которое отдаёт больше энергии, чем получает, или берёт её из ниоткуда. Его КПД должен превышать 100%. В интернете встречаются установки на постоянных магнитах, но ни доказательств, ни физического обоснования у них нет.
В закрытой системе без внешнего источника энергии такой двигатель не работает: часть энергии неизбежно уходит на трение и рассеивание. Другое дело открытая система с практически неисчерпаемым источником, например теплом воздуха, грунта и воды. Перекачивать это тепло умеют тепловые насосы на базе компрессоров с фреоном.
Похожий принцип знаком каждому: обычный холодильник забирает тепло из камеры и отдаёт его через радиатор на задней стенке. При этом тепла выделяется больше, чем потребляется электроэнергии. Так же устроены кондиционеры и тепловые насосы для отопления. Насос выдаёт в 3–5 раз больше тепла, чем тратит электричества. Для оценки его работы физики используют не КПД, а коэффициент преобразования COP.
Тепловые насосы забирают тепло из воздуха (воздух-воздух и воздух-вода), из земли (грунт-вода) или из воды (вода-вода). Эффективность воздушных моделей выросла благодаря инверторному управлению, впрыску фреона в компрессор по технологии EVI и увеличенной площади теплообменников.
В Европе после санкций против российского газа и скачков цен на него частные владельцы всё чаще устанавливают такое оборудование. Зависеть приходится только от электричества, а солнечные батареи днём компенсируют ночное потребление. В России тема развита слабо, тогда как на Западе уже работают миллионы установок для отопления и горячей воды.
Теорию подтверждает практика. Тепловой насос воздух-вода второй сезон греет частный дом, а средний COP за сезон составил 3. Лучший результат дают тёплые полы: довести теплоноситель до +30 °C проще, чем до +50 °C. Настоящему вечному двигателю нужна самозапитка. Летом при наличии солнечных панелей она возможна, но пока насос выполняет лишь одно условие: его COP выше 100%.
Владелец дома тратит на отопление втрое меньше электроэнергии, чем обычно, однако верят ему не все. Даже родственники уверены, что сколько энергии оборудование взяло, столько тепла и выдало. Между тем насос не преобразует энергию, а перекачивает тепло через цикл испарения и конденсации фреона.
Статья подготовлена на основании материала канала " Наука наизнанку ".
Проверено редакцией
