Проблему подорожание энергоносителей можно решить, если начать добывать готово тепло с окружающей среды вместо того, чтобы производить его, сжигая в котле все дорожающее углеводородное топливо. Если компания осуществляет строительство домов из пеноблоков, то вопрос теплосохранности перед ними не встает. Ну а если дома возводились из другого материала, то тут встанет вопрос — как сохранить тепло в домах? Такую возможность предоставляют тепловые насосы. Неудивительно, что они — единственный товар, спрос на который продолжает стремительно расти.
Холодильник наоборот.
Возможность добычи тепла из окружающей среды известна человечеству еще с середины XIX века. Она обеспечивается естественным процессом теплопередачи от теплого тела к холодному. (См. также: Специфика водяной отопительной системы)
Именно этот принцип положен в основу работы холодильника, где хладагент в закрытом контуре через испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный клапан обеспечивает отвод тепла наружу. Тепловой насос решает обратную задачу — берет тепло извне и доставляет его в системы отопления через хладагент, циркулирующий в замкнутом контуре. Этот хладагент содержится в испарителе под низким давлением и при температуре, которая ниже температуры источника тепла (грунта, воды или воздуха). Поэтому хладагент нагревается от источника тепла до температуры кипения, испаряется и засасывается компрессором. Последний сжимает пар почти в 10 раз, за счет чего он еще больше нагревается. Кроме того, энергия привода компрессора тоже превращается в тепло и передается газообразному хладагенту. Так последний нагревается до необходимой температуры, после чего течет в конденсатор, где отдает все тепло, полученное из окружающей среде и от привода компрессора, воде в системе отопления. Вследствие этого температура хладагента падает, он конденсируется, и уж редкий, но еще под высоким давлением, течет в расширительный клапан. Там давление хладагента падает до начального и он снова направляется в испаритель. Таким образом, каждый киловатт электроэнергии, затраченный на работу теплового насоса, позволяет получить в среднем 4 кВт тепла.
Первые подобные установки промышленных масштабов, которые отапливали дома большой площади за счет тепла, отобранного у окружающей среды, появились в 30 — х годах в США и Швейцарии. Так, установка в Цюрихе имела мощность 175 кВт и обеспечивала отопление, горячее водоснабжение, а летом — охлаждение в местной ратуше. Она имела систему аккумуляции тепла с электронагревателем, который работал в периоды пиковых нагрузок.
Однако массовое внедрение тепловых насосов началось после энергетического кризиса 70 — х, сначала — в домах высшей ценовой категории, а затем и в домах среднего класса и общественных зданиях. (См. также: Расчёт системы отопления)
На сегодня тепловые насосы отапливают одно- и многоквартирные дома, музеи, церкви, больницы, школы, фабрики, аэропорты, подогревают взлетно — посадочные полосы, крыши, дороги, газоны футбольных полей. Ими оборудованы реконструированный Рейхстаг в Германии, около 30% административных и жилых зданий в США (в том числе все новые общественные здания), среди которых — офисно — гостиничный комплекс в Луисвилле площадью 93 тыс. кв. м, отапливает и охлаждает самая большая в мире теплонасосная установка мощностью 10 МВт; 350 тыс. домов в Швеции, благодаря чему там на тепловые насосы приходится 70% всего тепла, производимого в стране.
Производство тепловых насосов ежегодно растет на 30 — 40%, а в некоторых странах — на 100%, благодаря чему уже в следующем году они займут 16% европейского рынка теплотехнического оборудования, а в 2020 г. Будут обеспечивать 75% мировых объемов теплоснабжения.
