Содержание
Почему кондиционер не хочет греть зимой. Сам прибор не производит жар – выкачивает с холодной улицы. Эффективность (КПД) системы мала. Компрессор, выставленный на мороз, работает на износ из-за пониженной температуры масла. Летом ситуация иная. Пытаемся нагреть жаркий воздух за окном. Поэтому у каждого кондиционера ограничения сверху. Внешний блок не рекомендуется выставлять на солнце. Зимой, летом человек идет против законов природы, нагревая холод, охлаждая жар. Как настроить кондиционер на тепло? Изменить принцип действия!
Тепловые насосы и кондиционеры
В 1852 году в Британии лорд Кельвин, урожденный Уильям Томсон, разработал концепцию тепловых насосов, на основе которой сегодня работают кондиционеры. Ограничения возникают, потому что воду качают оттуда, где есть. Бесполезно осушать пустыню, затапливать болото, разница будет неприметна. Холодильник работает более-менее стабильно в любое время года – внутри квартиры нет бешеного разброса температур.
Возможно ли найти стабильный источник тепла: чтобы греть человека зимой, летом, днем, ночью?
Такой источник холода в сельской местности использует каждый – погреба. В них постоянно идет стабилизация температуры за счет постоянства Земли. Температура глубинных вод составляет в среднем +4 ºС, с ростом глубины повышается вне зависимости от времени года. Ученые говорят: можем поднять температуру радиаторов отопления до положенных 60 ºС, если найдется бездонный источник энергии температурой +1 ºС. Постойте, ведь имеется такой источник!
На территории России перспективным источником тепла считают подземные воды. Если пробурить глубокую скважину, поместить туда зонд, включенный во внешний контур циркуляции теплоносителя – можно обеспечить энергией дом. Используют для этого деревенский колодец, не замерзающий зимой.
В некоторых странах идут на кардинальные шаги. Солнечная энергия работает рядом с геотермальной. На крыше устанавливаются специальные коллекторы, подогревающие воду самостоятельно. Работают в паре с тепловыми насосами, качающими энергию из недр земли.
При этом не сгорает топливо – тепло в конечном итоге возвращается обратно в атмосферу. Истинно экологически чистый метод обогрева дома. Хорошо сочетается с системами теплого пола, фанкойлами – температура теплообменников не превышает 45 ºС – можно получить от земли. В результате получается синергическая система, не зависящая от времени суток, температуры за окном. Термостаты помогут поддерживать нужные условия. Чувствуете разительное отличие по сравнению с традиционными кондиционерами, чувствительным к капризам погоды?
По прогнозам Евросоюза к 2020 году 75% оборудования обогрева будут составлять тепловые насосы, кондиционеров не останется, уйдут в небытие.
Принцип действия тепловых насосов
Тепловой насос включает в себя три контура обмена теплом. Начнем с наружного.
Наружный контур теплового насоса
Упоминали наружный контур теплового насоса. Проходит через зонд в скважине. Теплообменник кондиционера из последних сил трудится на морозе, забирает чуточку жара у снега. Под землей спиральный контур с носителем получает даром у грунтовых вод. Перекачиваемый тепловым насосом поток входит в корпус устройства, расположенного в подвале дома. Здесь наружный контур встречается с фреоновым.
Фреоновый контур теплового насоса
Кто знает принцип работы холодильника – механизм кондиционера, теплового насоса не покажется сложным. Четыре агрегатных состояния хладагента:
- Сжатие.
- Конденсация.
- Расширение.
- Испарение.
Сжатием заведует компрессор. Двигатель у тепловых насосов совершенно особенный. Применена спиральная конструкция – ротор, статор. Представьте спираль, закручивающаяся к центру – часто показывают в фильмах, обозначая состояние гипноза. Спираль высокая – такой цилиндр. Сделан из прочной стали, назовем статором – неподвижной частью. Представьте: в спираль вставлена такая же – ротором – подвижной частью. Обе одинаковые.
Ротор совершает круговые движения так: пар фреона, затекший между спиралями, начинает двигаться по виткам к центру, больше нагреваясь, сжимаясь. В середине лабиринта отбирается выходным клапаном компрессора – конструкция самая эффективная. Технология дорогая – применяется только в сложном оборудовании (тепловые насосы). Горячий пар фреона движется в конденсор, чтобы отдать тепло внутреннему контуру – отопительной системой дома. Хладагент обретает жидкое состояние. Через редукционный клапан (место расширения) затекает в испаритель.
Одновременно компрессор продолжает разряжать атмосферу – фреон переходит в парообразное состояние, забирая гигантское количество тепла у внешнего контура, опустошающего недра земли. Цикл замыкается. Кондиционер не работает на тепло, агрегат просто перекачивает хладагент по принципу теплового насоса из одного места в другое – причина нулевой эффективность зимой.
Внутренний контур теплового насоса
Во внутреннем контуре теплового насоса циркулирует вода либо раствор этиленгликоля (как в фанкойлах). Небольшой температуры в 45 ºС хватает для систем, но оборудование греет до 60 ºС – уровень радиаторов центрального отопления по европейским нормам. Даже теплоизоляция для кондиционеров (компрессора, трактов дренажа, фреона) не позволит приборам работать в мороз, несмотря на заявления рекламодателей о штатных минус двадцати градусах Цельсия! Тепловой насос продолжит спокойно снабжать дом теплом.
Устройство теплового насоса
Внутри теплового насоса находится холодильник с изделиями бытовой техники, с присущими атрибутами. Змеевик испарителя погружен в проточную емкость с циркулирующим хладагентом, проходящий через скважину.
Конденсор утоплен в аналогичном сосуде – место прокачки воды системы отопления. В тепловом насосе нет собственных помп (не во всех моделях). Чтобы обеспечить теплом даже частный коттедж, понадобится подмога. На рисунках обозначается как внешние помпы. Однако встречаются модели тепловых воздушных насосов, обслуживающиеся самостоятельно. Подробной информации на дорогое оборудование дилерами не выкладывается. Дойти до уровня Италии (в 1996 году у населения было 800.000 геотермальных агрегатов, не считая промышленности), России не грозит.
Стандартный кондиционер на тепло не работает без специального пакета, не входящего в стандартную установку:
- Кабельный подогрев дренажного шланга.
- Утепление на кожух компрессора.
- Электронная плата, понижающая обороты компрессора.
Тепловые насосы работают и на охлаждение. Однако стоимость изделий зашкаливает за 100.000 рублей – тепловые кондиционеры немногим по карману. Нет подробной информации установления оборудования по определенной цене. Создается впечатление: дилеры не ценят время заказчиков. Ожидается, что клиент позвонит, наведет справки вместо быстрого ознакомления с информацией, прейскурантом. Имеются рекламные фильмы, а элементарный вопрос состава оборудования опущен. Сиди, догадывайся, сколько придется выложить сверх 100.000 рублей, отданных за тепловой кондиционер для обогрева дома.
