Окна, двери, перегородки, полы, подвесные потолки...("Сделай сам" №4∙2005)

Может, для кого-то покажется удивительным, но обычный бытовой компрессионный холодильник одновременно является и тепловым насосом. И действительно, в морозильной камере холодильника рабочим телом (хладагентом) отбирается тепло при низкой температуре, затем это рабочее тело поступает на компрессор, после которого его давление и температура возрастают, а далее нагревшееся рабочее тело поступает на радиатор, где его тепло рассевается в окружающем воздухе при комнатной температуре, а само рабочее тело охлаждается. То есть тепло отбирается при низкой температуре, а сбрасывается при более высокой. А это и есть цикл теплового насоса.

Только конструкция холодильника предусматривает полезное использование холода, получаемого в морозильной камере при отборе оттуда тепла. А это отобранное тепло с возросшей температурой сбрасывается в атмосферу, как ненужный отход при работе термодинамической схемы. Холодильник автоматически отключается при достижении в его корпусе заданной температуры охлаждения. То есть работает он_ циклически.

В тепловом насосе, наоборот, основное внимание уделяется получению тепла с более высокой температурой, чем у среды, у которой это тепло отбирается. В принципе можно и обычный бытовой холодильник использовать как тепловой насос и тем самым повысить эффективность отопления помещений при потреблении для этой цели электроэнергии.

Причем увеличение эффективности и экономичности отопления в этом случае обеспечивается не за счет увеличения расхода электроэнергии, а благодаря более совершенному термодинамическому процессу, характерному для теплового насоса.

Схема использования бытового холодильника в качестве теплового насоса для отопления помещения показана на рис. 1.

Рис. 1.Холодильник как тепловой насос (вариант 1)

В помещении 1, например, в теплице, установлен обычный бытовой холодильник 2, содержащий морозильную камеру 3, компрессор 4, радиатор 5 для сброса тепла с повышенной температурой в помещение. Автоматика включения и отключения холодильника выведена из работы.

Холодильник дополнительно оснащают коробом 6, по которому в морозильную камеру холодильника поступает воздух, от которого в морозильной камере отбирается тепло (например, это может быть наружный воздух с улицы). В холодильнике этот воздух охлаждается, и его температура становится даже ниже температуры наружного воздуха. Как следствие, плотность воздуха возрастает, он опускается вниз корпуса холодильника и по коробу 7 выводится из холодильника на улицу. А вместо этого охлажденного воздуха с улицы по коробу 6 поступает в морозильную камеру холодильника новое количество наружного воздуха, который также отдаст свою долю тепла и выйдет из холодильника охлажденным. Таким образом осуществляется постоянная естественная циркуляция наружного воздуха через холодильник

Тепло от наружного воздуха в морозильной камере холодильника воспринимает рабочее тело — холодильный агент. Под действием этого тепла рабочее тело испаряется и поступает к компрессу 4, который сжимает его, повышая давление и температуру, после чего нагретое. рабочее тело в радиаторе 5 подогревает окружающий воздух, а само охлаждается и через дросселирующее устройство, где давление и температура снижаются, вновь поступает в морозильную камеру. Здесь воспринимает тепло от наружного воздуха и охлаждает его. Естественно, что для работы этой схемы необходимо, чтобы температура рабочего тела после дросселирующего устройства была ниже температуры наружного воздуха. Это должно быть обеспечено соответствующим подбором рабочего тела — холодильного агента.

Обычно в морозильной камере бытовых холодильников завод-изготовитель гарантирует температуру — 18–20 °C (ниже нуля). Значит, температура рабочего тела здесь будет несколько ниже этой температуры.

Такой холодильник может быть использован для отбора тепла у наружного воздуха при морозе до — 10–15 °C.

Как видно, процесс здесь идет непрерывно. В холодильную камеру холодильника постоянно, непрерывным потоком заходит наружный воздух, здесь он отдает тепло рабочему телу, а сам охлаждается и сбрасывается в атмосферу. Отобранное от него тепло повышает свой температурный потенциал в компрессоре и в конечном итоге через радиатор 5 поступает на обогрев помещения.

Возможен и другой способ установки холодильника в помещении, например теплицы, с целью ее обогрева (рис. 2).

Рис. 2.Холодильник как тепловой насос (вариант 2)

Холодильник может быть установлен в стене этого помещения 1. Внутрь помещения обращена задняя часть холодильника 2, на которой расположены компрессор 4 и радиатор 5. Наружу, на улицу выставлена передняя часть холодильника. При работе схемы дверца его должна быть открыта или снята. Схема работает аналогично приведенному выше варианту 1.