Насосы тепла
Что такое тепловой насос? Сейчас для обогрева домов в сельской местности инженеры и ученые предлагают такие схемы. В землю закапывают трубы, и находящаяся в них жидкость, например вода или антифриз, получает ту же температуру, что и грунт. В земле на глубине метр-два всегда тепло, даже в сильные морозы там 6-8 °С тепла, а то и больше. От теплособирающих труб тепло передается фреону во втором контуре, и он испаряется. Установленный в доме компрессор сжимает газ, тот конденсируется в жидкость, а тепло конденсации служит для обогрева помещения. Потом эта жидкость испаряется за счет подземного тепла, и цикл повторяется.
Энергетика теплового насоса такова: на каждый джоуль электроэнергии, потраченной компрессором для сжатия фреона, отдается в 4-6, а то и в 10 раз больше тепла. Чем меньше перепад температур между землей и домом, тем больше переданная тепловая энергия. Откуда же она берется? Это энергия фазового перехода.
Как и любая другая жидкость, фреон при конденсации отдает столько тепла, сколько получает от земли для испарения. А насос и компрессор только покрывают потери в контуре и производят работу сжатия.
Тепло можно черпать отовсюду – из атмосферы, реки, моря, сточных вод. А вращать компрессор можно не только энергией электричества, годится любое высокотемпературное тепло, кипяток или острый пар.
Тепловые насосы уже во многих странах мира обогревают жилища в морозы и охлаждают в жару. В нашей стране про эти тепловые машины знают давно. Еще в 20-е годы ими занимался профессор Тимирязевской академии А. Михельсон, чье имя носит самая старая московская метеостанция.
Особенно большой вклад в теплонасосные исследования внесен в 50-х годах. Именно тогда были разработаны наивыгоднейшие схемы. В городе Волжском была даже построена первая станция, отбиравшая тепло вод, охлаждавших подпятники гидрогенераторов на ГЭС. Это тепло, умноженное в 4-5 раз, отдавалось в теплосеть. Вот чудеса, город энергетиков в те годы обходился без котельной.
