Тепловой насос

Тепловой насос — устройство, которое с затратой работы переносит теплоту от тела с более низкой температурой к телу с более высокой температурой. Так отапливают помещения, используя энергию воздуха, грунта или воды.

Основные части установки — компрессор, конденсатор, расширительный клапан и испаритель. Хладагент испаряется в холодном источнике и поглощает теплоту, затем компрессор сжимает его, повышая давление и температуру. В конденсаторе хладагент отдаёт теплоту отопительной системе, после чего проходит через клапан и снова охлаждается. Подробная последовательность процессов разобрана на странице принципа действия холодильной машины.

Тепловой насос и холодильная машина используют один и тот же цикл. Различие состоит в полезном результате: холодильник охлаждает внутреннюю камеру, а тепловой насос нагревает помещение или воду. Это сравнение приведено на странице сравнения холодильной машины и теплового насоса. Перед изучением темы полезно повторить, как связаны нагреватель и холодильник в тепловой машине.

Здесь \(Q_г\) — теплота, переданная горячему телу, \(Q_х\) — теплота, полученная от холодного источника, а \(A\) — работа компрессора. Эффективность теплового насоса характеризуют отопительным коэффициентом: \(\varepsilon=\frac{Q_г}{A}\). Он может быть больше единицы: это не означает, что энергия создаётся, поскольку часть теплоты переносится из окружающей среды.