По страницам старых публикаций

Так называлась статья в журнале "Юный Техник" за 1969 год. Внимание привлекла аналогия,показывающая эффективность работы теплового насоса.Привожу часть статьи...
В 1852 году знаменитый анrлийский физик лорд Кельвин предложил отапливать помещения с помощью... холодильной машины. Только обычно такая машина отбирает тепло из холодильной камеры и выбрасывает eгo на улицу, и по идее Кельвина она должна была брать тепло с улицы и нагнетать ero в отапливаемое помещение. Правда, тепловой насос - так назвал Кельвин свою установку должен приводиться в действие более дорогой, чем топливо, электрической энергией. Но решив сравнить отопление с помощью теплового насоса и непосредственноrо нагревание за счет сжигания топлива, Кельвин получил ошеломляющие результаты.

Образно выражаясь, каждая единица механической работы, подведенная к тепловому насосу, прежде чем попасть в отапливаемое помещение, прихватывает 5-8 единиц теплоты из уличного воздуха. Выходит, выгоднее, с точки зрения отопления, сжигать топливо не прямо в печке, а через цепочку «тепловой двигатель - тепловой насос».Это может показаться парадоксальным, но на самом деле здесь ничего удивительного нет. Лучше вcero объясняет суть дела наглядная аналогия - пусть вам нужно заполнить водой бак, расположенный на высоте 1 м над уровнем моря. В вашем распоряжении есть источник воды, расположенный выше уровня моря на 100 метров. Проще Bcero соединить оба бака трубой и перелить из верхнего в нижний 1 куб. м. Но посмотрите, во что обошлась вам эта простота. 99 тыс. кгм механической работы растратились зря. А есть более сложное, но зато более экономичное решение, надо воду из верхнегоo бака сливать в море через водяную турбинку, соединенную с насосом, насос засасывает воду из моря и поднимает ее на высоту вceгo в 1 м.

 В идеальном случае каждый килограмм воды из верхнего бака отдает турбинке 100 кгм, а этих 100 кгм, приложенных к насосу, хватает на то, чтобы поднять с уровня моря 100 кг воды на высоту в 1 м. Значит, вcero 10 кг воды из верхнего бака окажется достаточно для тoгo, чтобы заполнить нижний, емкостью в 1 кубометр. Тепловой насос выполняет точно такую же работу, как насос в нашем примере, а тепловой двигатель играет роль водяной турбины. Кельвин не ограничивался только расчетами. Больше ста лет назад он сделал попытку осуществить отопление с помощью теплового насоса. Но, увы, воздушная холодильная машина, которую он пытался приспособить для этой цели, оказалась слишком не экономичной, большой по размерам и ненадежной. Лишь в наше время возродился интерес к этой идее. Специалисты установили, что экономичность теплового насоса сильно зависит от температуры источника тепла, в странах с суровыми зимами невыгодно пользоваться атмосферным воздухом, ибо температура такого источника понижается, уменьшая эффективность тепловогo насоса как раз тогда, когда потребность в отоплении наивысшая.

Гораздо удобнее погружать змеевики теплового насоса на дно реки или озера. Здесь, даже в самый трескучий мороз, температура всегда постоянна - около 4 ^oС. Если же поблизости рек и озер нет, то змеевики можно закопать глубоко в землю. В больших гopoдах можно найти еще более удобные источники тепла. Например, многие химические фабрики выбрасывают воду, нагретую до 25-36 ^oС.. Бани, гостиницы, рестораны сбрасывают горячую воду, содержащую почти 90% подведенного к ним тепла. Отопление, конечно, не единственная область применения тепловых насосов. С их помощью можно нагревать воду, получить пресную воду из морской, точно регулировать температуру различных процессов в химической промышленности. И если они применяются еще довольно редко, то лишь потому, что тепловой насос гораздо дороже печки, и электроэнергия, которую он потребляет, гораздо дороже дров или уrля. Но там, где электроэнергии много и она дешева, тепловые насосы успешно конкурируют с обычными системами отопления.

Самое большое достоинство теплового насоса, сулящее ему большие перспективы в будущем,- это то, что он в отличие от печки обратимая машина. Он может «накачивает», тепло в помещение, если нам холодно, «откачивать' ero, если нам жарко. Самый совершенный тепловой насос - лишь первый, хотя и важный шаг на пути создания наиболее благоприятной для человеческого организма окружающей среды. Системы кондиционирования в будущем cмогут, по-видимому, регулировать не только температуру,давление и влажность воздуха, но и содержание в нем различных ароматических веществ, влияющих на самочувствие, настроение и работоспособность человека. Это практически полностью освободит человечество от влияния даже самых суровых климатических условий, и разница между жизнью в умеренном климате и жизнью в пустыне, в тундре, под землей или в космосе исчезнет. И в этом расселении человечества в пределах и за пределами земного шара не обойтись без теплового насоса - изобретения, которое сто лет назад было признано не представляющим интереса.

Инженер Г.Смирнов