Тепловий насос не «виробляє» тепло, а переносить його — з холодного довкілля (повітря, ґрунту чи води) у ваш дім, витрачаючи у кілька разів менше електроенергії, ніж віддає теплом. Саме тому це один із найефективніших способів опалення. Розберемося, як він працює — від теоретичної основи до сучасних технологій, які застосовує Termojet у своїх теплових насосах.
Теоретична основа: зворотний цикл Карно
В основу роботи теплового насоса покладено принцип зворотного термодинамічного циклу Карно. Він визначає максимально можливу ефективність переносу тепла за рахунок виконання зовнішньої роботи з використанням різниці температур між джерелом низькопотенційного тепла та опалюваним приміщенням.
Цикл названо на честь французького фізика та інженера Саді Карно, якого вважають батьком сучасної термодинаміки. Він заклав основи цієї науки, описавши у 1824 році принципи роботи теплових машин у своїй єдиній праці «Роздуми про рушійну силу вогню та машини, здатні розвивати цю силу».
Суть принципу полягає в тому, що необхідно мати дві складові:
- Робоче тіло (холодоагент), яке відповідає певним вимогам;
- Обладнання, яке реалізує 4 робочі цикли.
Основні властивості робочого тіла (холодоагенту):
- Кипить нижче температури довкілля / оселі;
- Перебуває у рідкому та газоподібному станах;
- При випаровуванні — поглинає тепло;
- При конденсації — віддає тепло.
Робота обладнання в режимі опалення (зворотний цикл):
- На першому етапі холодоагент поглинає тепло ззовні;
- На другому — виконується робота у вигляді стиснення холодоагенту;
- На третьому — холодоагент віддає тепло назовні (у дім);
- На четвертому — виконується робота у вигляді розширення холодоагенту.
Важлива перевага: цей цикл оборотний. Змінивши напрямок роботи на прямий, той самий апарат працює в режимі охолодження — тож тепловий насос може і опалювати взимку, і кондиціювати влітку.
Принцип роботи теплового насоса: 4 ключові елементи
Детальний принцип роботи теплового насоса базується на законах термодинаміки та постійному переході холодоагенту (фреону) з рідкого стану в газоподібний і навпаки. За це відповідають чотири основні елементи.
Випарник
Функції: поглинання тепла ззовні; перетворення холодоагенту з рідкого стану в газоподібний.
Холодоагент, маючи низьку температуру кипіння, унаслідок взаємодії з вуличним повітрям, ґрунтовими водами чи теплом ґрунту переходить зі стану рідини у газоподібний.
Компресор
Функції: стиснення холодоагенту з низького до високого тиску; підтримання різниці тиску та створення потоку холодоагенту.
Газоподібний холодоагент потрапляє до компресора, який споживає електричну енергію. Компресор стискає газ, через що його тиск і температура різко зростають.
Конденсатор
Функції: передача тепла у систему опалення згідно з тепловим навантаженням; перетворення холодоагенту з парового стану в рідкий.
Нагрітий газ під високим тиском проходить через конденсатор (теплообмінник). Тут він віддає своє тепло у систему опалення будинку — радіаторам, теплій підлозі або воді, охолоджується і знову стає рідиною.
Дросельний клапан (електронний розширювальний клапан)
Функції: зниження тиску холодоагенту з високого до низького; підтримання різниці тиску між високою та низькою сторонами.
Рідкий холодоагент проходить через клапан, тиск знижується, а рідина стає дуже холодною. Цикл замикається — і починається спочатку.
Сучасні технології теплових насосів Termojet
Класичний цикл вище — це основа. Реальна ефективність та здатність працювати в українську зиму залежать від технологій. У теплових насосах Termojet застосовано такі рішення:
Технологія EVI (Enhanced Vapor Injection)
EVI — це технологія упорскування пари холодоагенту, яка додатково «підживлює» компресор і підтримує його продуктивність навіть у сильний мороз. Завдяки EVI тепловий насос Termojet зберігає стабільну та ефективну роботу до −25 °C — що критично важливо для українського клімату, коли звичайні моделі різко втрачають потужність.
Інверторне керування (DC Inverter)
Інверторний компресор плавно змінює потужність відповідно до реальної потреби будинку, а не працює за принципом «увімк-вимк». Це суттєво знижує споживання електроенергії, прибирає пускові перевантаження та продовжує ресурс обладнання.
Енергоефективність та холодоагент
- Клас енергоефективності A+++ та коефіцієнт перетворення COP до 5,1 (до 3,68 при A7/W35) — на 1 кВт електроенергії насос віддає у кілька разів більше теплової енергії.
- Сучасні холодоагенти (R32 / R410a) з високою тепловіддачею.
- Модельний ряд — від побутових до промислових систем (серія EVI-U, від ~10 до 188 кВт), із можливістю каскадного підключення та вбудованим інверторним насосом.
Обрати тепловий насос для опалення будинку можна в каталозі моделей Termojet.
Обв’язка теплового насоса: роль обладнання Termojet
Щоб тепловий насос працював ефективно й довго, важлива правильна гідравлічна обв’язка. Компанія Termojet виробляє повний набір вузлів для котелень із тепловим насосом:
- Гідравлічний розділювач (гідрострілка) — розв’язує контур теплового насоса та контури споживачів, забезпечує стабільну витрату через теплообмінник.
- Насосні групи — готові вузли для контурів радіаторів і теплої підлоги з точним підтриманням температури.
- Розподільчі колектори та колектори теплої підлоги — для розподілу низькотемпературного теплоносія по контурах.
- Сепаратори повітря та шламу — захищають теплообмінники теплового насоса від забруднень і завоздушування.
- Циркуляційні насоси — енергозберігаючі насоси для контурів опалення.
Висновок
Тепловий насос — це сучасний, економний та екологічний спосіб опалення: він переносить безкоштовне тепло довкілля у ваш дім, а завдяки технологіям EVI та інверторному керуванню ефективно працює навіть у морози.
Не знаєте, яка модель підійде саме вам? Прочитайте, як вибрати тепловий насос для будинку, або зв’яжіться з нами — підберемо тепловий насос і обв’язку під ваш об’єкт.