Как работает тепловой насос

Для построения цикла теплового насоса необходимы следующие элементы: теплообменник на стороне высокой температуры, теплообменник на стороне низкой температуры, и тепло-переносящая среда, которая транспортирует тепло от низкотемпературного источника к высокотемпературному потребителю. В настоящее время самая распространенная конструкция теплового насоса включает в себя четыре основных элемента: испаритель, конденсатор,  компрессор и расширительный вентиль. Вещество, которое используется для переноса тепла, называется хладагент.

Испаритель

Испаритель это низкотемпературный теплообменник, в который хладагент поступает в жидком состоянии с низкой температурой. В этом теплообменнике он вскипает при низком давлении, поглощая при этом тепло от охлаждаемого объекта, и выходит из теплообменника в виде пара с низкой температурой.

Компрессор

В компрессоре пар с низким давлением и температурой сжимается до давления, соответствующего температуре конденсации при данных условиях эксплуатации. В процессе сжатия повышается не только давление, но и температура хладагента.

Конденсатор

Конденсатором является высокотемпературный теплообменник, в который сжатый хладагент поступает в виде пара с высокой температурой и под высоким давлением. В этом теплообменнике от хладагента отводится лишнее тепло, он конденсируется, и выходит в виде жидкости под высоким давлением.

Расширительный вентиль

Перед тем как вернуться в испаритель из конденсатора, хладагент в жидком состоянии под высоким давлением меняет свое состояние и превращается в смесь жидкости и пара с низким давлением. Чаще всего для этого используется устройство, называемое расширительный вентиль, и процесс называется дросселированием. Когда жидкость проходит через этот вентиль, снижается не только ее давление, но и температура. В то время как падает ее давление, хладагент начинает кипеть в вентиле и скрытое тепло парообразования тратится на охлаждение жидкости. Таким образом, в результате дросселирования получается смесь жидкости и пара.