Лабораторія Енерго- і ресурсозберігаючих технологій

 Обладнання лабораторії Енерго- і ресурсозберігаючих технологій:

• Стенд «Тепловий насос»;
• Компресори;
• дросельно клапан;
• Амперметр;
• Вольтметр;
• Термометр;
• Манометр.

         Тепловий насос працює за принципом циклу Карно, вперше описаному ще в 1824 році і знайшов практичний опис в 1852 році лордом Кельвіном. На рис. 1 представлена принципова схема створеної лабораторної установки реалізує принцип дії ТН. Відповідно до нього ТН бере теплову енергію з одного місця, переносить (перекачує) її, і віддає в інше місце.

«Дослідження ефективності роботи теплового насоса»

1 – випарник, 2 – конденсатор, С1 – середовище джерело тепла, С2 – середовище опалення К – компресор, ДК – дросельний клапан, Т1, Т2 – термометри, Р1, Р2 – манометри надлишкового тиску, А – амперметр, V – вольтметр

         Така система відома всім на прикладі побутового холодильника, де тепло відбирається з морозильної камери і виділяється на радіаторних гратах в тильній його частині. При цьому продукти в морозилці охолоджуються, а задня стінка холодильника стає гарячою. Принцип опалення геотермальним ТН заснований на зборі тепла з природи, що оточує будівлю, і передачі зібраного тепла в систему опалення (або гарячого водопостачання) будівлі.

         Схема роботи теплового насоса включає три замкнутих контуру.

         У першому, зовнішньому, циркулює тепловіддавач С1 (середа джерела тепла безпосередньо або теплоносій його акумулює).

        У другому контурі циркулює холодоагент (речовина, яка випаровується, забираючи теплоту теплоотдатчика, і конденсується, віддаючи теплоту теплоприймачу). У цьому контурі знаходяться випарник 1, конденсатор 2, що представляють теплообмінники із середовищами С1 і С2 відповідно, компресор К, призначений для створення циркуляції холодоагенту в другому контурі, дросельний клапан ДК, в якому відбувається зміна агрегатного стану холодоагенту.

          У третьому – теплоприемник (як правило вода в системах опалення та гарячого водопостачання промислового або комунально-побутового об’єкту теплопостачання).

         У реальних технологічних системах геотермальних ТН зовнішній контур виконаний найчастіше у вигляді укладеного в землю або у воду горизонтального або вертикального (скважних) трубопроводу, в якому циркулює незамерзаюча рідина – антифриз.

        Другий контур є складовою частиною технологічної установки ТН містить, крім двох теплообмінників, компресора і дросельного клапана систему управління і протиаварійної автоматики, систему електроживлення, прилади обліку і контролю.

        Третій контур – це внутрішній контур, тобто сама система опалення будівлі або система гарячого водопостачання.

        Робочий цикл теплового насоса повторює цикл Карно в зворотному порядку.

        Рідкий холодоагент продавлюється через дросель, його тиск падає, і він надходить у випарник, де закипає, відбираючи теплоту, що поставляється колектором з навколишнього середовища. Газ, в який перетворився холодоагент, всмоктується в компресор, стискується і, нагрітий, виштовхується в конденсатор. Конденсатор є тепловіддаючим вузлом теплонасоса: тут теплота приймається водою в системі опалювального контуру.