История тепловых насосов

Тепловые насосы

Тепловой насос — устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой.

Очень часто для объяснения принципа работы теплового насоса употребляют выражение "холодильник наоборот". Действительно в тепловом насосе, холодильнике и кондиционере используются одинаковые принципы работы. Законы термодинамики позволяют забирать тепловую энергию в одном месте и передавать в другое. За счет этого в одном месте будет тепло, а в другом холодно. Например, бытовой холодильник для теплообмена использует воздух помещения, в котором находится. Поэтому сзади каждого холодильника есть специальный радиатор со многими трубочками, который служит для рассеивания избыточного тепла. В результате в камере холодильника мороз, а за холодильником тепло. Обычный кондиционер для теплообмена тоже использует воздух, забирая тепло из помещения и передавая его на улицу. Тепловой насос работает также, только забирает снаружи тепло и передает его в дом.

Даже внешне главный агрегат теплового насоса похож на холодильник - коробка в которой содержится компрессор, испаритель, хладагент и т.д.

История тепловых насосов

Основные принципы работы тепловых насосов и кондиционеров были изложены лордом Кельвиным в опубликованной 1852 году статье "Об экономии на обогреве и охлаждении зданий посредством потоков воздуха". Однако на практике эти идеи долго не были реализованы. Только в начале ХХ века стали появляться и позже нашли массовое применение прототипы современных холодильников и кондиционеров. Прямым следствием этого развития стало и появление тепловых насосов как приборов, работающих наоборот - для получения тепла, а не холода.

В 1940х годах американский изобретатель Роберт Веббер обратил внимание на то как сильно нагревается радиатор морозильной камеры. Веббер попросту обжегся, случайно прикоснувшись к радиатору рукой. Рационализаторская мысль заработала и преобразованный радиатор был помещен в бак с водой, чтобы ее нагревать. В результате в домашнем хозяйстве появился избыток горячей воды. Веббер пошел дальше и, применив вентилятор для обдува радиатора, на практике достиг эффекта нагрева воздуха в помещении. В итоге изобретатель собрал конструкцию, которая использовала схожие с морозильной камерой агрегаты и охлаждала большой подземный теплооменный контур и трубок с теплообменной жидкостью, а нагревала дом. Так появился первый геотермальный тепловой насос. Опыт был столь успешен, что Веббер на следующий год демонтировал свой прежний котел, работавший на угле.

В итоге идея получила свое коммерческое воплощение и было налажено массовое произоводство тепловых насосов, которые стали популярны сначала в США, а потом в Европе. В настоящее время в мире установлено более двух миллионов тепловых насосов для использования в отоплении, горячем водонснабжении и кондиционировании. Лидерами в использовании геотермальных тепловых насосов являются: США, Швеция, Китай и Германия.

Дата добавления: 2015-07-14