Что такое и как работает тепловой насос
А ведь с тепловым насосом каждый из нас знаком с самого детства. Это обыкновенный бытовой холодильник. Только работает он наоборот, потому что предназначен не для того, чтобы повышать уровень температуры для нас, а понижать его для наших скоропортящихся продуктов. Продукты укладываются в теплоизолированную камеру, откуда теплота откачивается и сбрасывается в помещение, где стоит холодильник (пощупайте "решёточку" на его задней стенке - горячая!).
А есть ещё бытовые кондиционеры. Когда нам становится жарко, мы включаем кондиционер и он откачивает теплоту из помещения на улицу.
Не напоминает ли Вам это, как из затопленного подвала "ненужная" вода откачивается водяным насосом наверх и, затем, сбрасывается в канализацию или в ближайший овраг?
Это понятно, но как же работают эти аппараты?
Принцип работы наиболее распространённых парокомпрессионных тепловых насосов (и обычных холодильников тоже) основан на двух физических явлениях:
- когда вещество испаряется, оно поглощает теплоту, а когда конденсируется, отдаёт теплоту;
- когда давление меняется, меняется температура испарения и конденсации вещества: чем выше давление, тем выше температура и наоборот.
С этими явлениями мы тоже часто сталкиваемся в быту.
Наш совет. Если в жару Вы захотели охладить бутылочку пива, а холодильник далеко, оберните бутылку мокрой тряпкой и поставьте в тенёк на ветерок. Испаряющаяся вода отберет часть теплоты у пива и охладит его.
Наше предостережение. Опасайтесь ожогов паром. Пар, конденсируясь на коже, отдаст ей запасённую теплоту и ожог будет опаснее и болезненнее, чем просто горячей водой.
Наша информация. Знаете ли Вы, что альпинисты в высокогорных альплагерях лишены возможности полакомиться варёными яйцами? На большой высоте при пониженном давлении воздуха вода кипит при температуре всего 60 - 65 °С и в ней невозможно сварить яйца.
Сердце теплового насоса - замкнутый контур, заполненный веществом. Часть контура находится при низком давлении, где вещество испаряется и поглощает теплоту при низкой температуре, а другая часть - при высоком давлении, где вещество конденсируется и отдаёт теплоту при высокой температуре.