Pompa de căldură — căldura din frig

Pompa de căldură - căldura din frig

Pompele de căldură devin tot mai răspândite în ţările dezvoltate,din cauza creşterii preţurilor la energie şi eficienţa mai mare a acestor pompe de căldură. Pompa de căldură este un dispozitiv pentru transferul energiei termice de la sursa de energie termică de calitate inferioară (temperatura scăzută) la consumator (agent termic), cu o temperatură mai ridicată.

La baza funcţionării pompei de căldură stă principiul fizic - aşa-numitul "ciclu Carnot", care a fost dezvoltat şi descris în secolul XIX. Ciclul Carnot este numit după fizicianul francez Sadi Carnot, primul care a explorat pompa în 1824. Dar posibilitatea tehnică de a traduce ideile în practică a apărut abia în secolul XX.

"De câte bulgări de zăpadă avem nevoie pentru a încălzi cuptorul?" În aşa mod, ironiza sute de ani înainte, celebrul filosof Diderot. Aşa cum s-a dovedit, întrebarea lui sarcastică nu mai este lipsită de sens.

Teoretic, orice substanţă poate fi sursă de căldură, a cărei temperatura este mai sus de zero absolut: aerul, solul de roci, apa şi chiar zăpada. Amintiţi-vă, cum funcţionează cel mai obişnuit frigider. Deoarece căldura, luată din produse refrigerate, căldura de condensare şi căldura de congelare, de exemplu, la formarea zăpezii şi răcirea acesteia, se emană din frigider şi încalzeşte camera. Acest lucru este uşor de văzut, punând mâna pe partea din spate sau laterală a frigiderului: este întotdeauna caldă.

Astfel, maşina frigorifică poate servi cu succes şi pentru încălzire. În loc să cheltuim energia direct pentru elementele de încălzire electrică care încălzesc casa, poate ar fi mai bine s-o utilizăm pentru punerea în aplicare a unui ciclu termodinamic şi să încălzim casa cu ajutorul zăpezii?
Să examinăm cum funcţionează pompa de căldură:

Lichidului de răcire, care trece printr-un gazoduct stabilit, de exemplu, în sol, se încălzeşte cu câteva grade. În interiorul pompei de căldură agentul termic trece prin schimbătorul de căldură, numit evaporator, şi întoarce căldura, colectată din mediul înconjurător, în conturul intern al pompei de căldură.

Conturul intern al pompei de căldură este umplut cu agentul frigorific. Agentul frigorific cu punctul de fierbere foarte scăzut trece prin evaporator şi transformă lichidul în gaze. Acest lucru are loc la presiunea scăzută şi la temperatura scăzută.

Din evaporator agentul frigorific în formă de gaze nimereşte în compresor, unde acesta este comprimat şi prin urmare temperatura lui se ridică.

Mai departe gazul fierbinte intră în al doilea condensator, în care se petrece schimbul de căldură dintre gazul fierbinte şi agentul termic de la linia de întoarcere a sistemului de încălzire la domiciliu. Agentul frigorific întoarce căldura lui în sistemul de încălzire, se răceşte şi apoi din nou trece într- o stare lichidă, iar agentul termic încălzit din sistemul de încălzire merge la radiator.

Când agentul frigorific trece printr-o supapă de reducere a presiunii, presiunea scade, agentul frigorific intră în evaporator, şi ciclul se repetă din nou.

Pompele de căldură sunt utilizate pentru încălzirea încăperilor în timpul iernii, iar în sezonul cald sunt folosite pentru răcirea aerului din casă. Principiul de funcţionare a acestei pompe la răcirea camerei este acelaşi ca şi pentru încălzire. Numai căldura, în acest caz, se ia din aer din cameră şi se întoarce în pământ sau în rezervorul de apă.

În acest caz, principiul funcţionării pompei de căldură este aproape identic cu principiul de lucru a unui frigider.

În general, pompa de căldură - este doar o altă denumire a frigiderului, care reprezintă motorul Carnot, funcţionând în direcţia opusă.