Принцип работы теплового насоса очень похож на обычный бытовой холодильник. Работающий холодильник отбирает тепло из находящихся в нем продуктов и возвращает его в помещение с помощью расположенного на задней стенке радиатора. Каким образом происходит охлаждение продуктов в холодильнике? В данном случае имеет место распространенная физическая закономерность: испаряющаяся субстанция поглощает тепло, в то время как субстанция, которая конденсируется – его отдает. В бытовых холодильниках в качестве такой субстанции применяется газ фреон.
Другой физический принцип объясняет использование в холодильниках именно газа, а не жидкости — с увеличением давления температура газа повышается, а при снижении – уменьшается. В отличие от газов жидкости плохо поддаются сжатию.
Конечно же, сам фреон ничего не нагревает и не охлаждает. Тем не менее, если его нагреть до температуры кипения (около 3 °C), а после этого сжать, его температура возрастет многократно. Нагрев же фреона происходит за счет тепла продуктов, которые находятся в холодильнике. Снижение давления влечет за собой снижение температуры и последующий переход в жидкое состояние. Если повторять этот процесс по замкнутому кругу, мы получаем возможность замораживания продуктов.
А теперь вообразим себе некий холодильный агрегат (тепловой насос), морозильная камера которого «закопана» в грунт, а радиатор в качестве отопительного прибора находится в доме. Такой тепловой насос отбирает тепло у земли, а не у продуктов питания. Однако в отличие от продуктов земля – это практически неограниченный источник тепла, охлаждать который можно бесконечно долго, пользуясь при этом горячей водой и отапливая загородный дом.
В зимний период грунт существенно охлаждается, потому для получения необходимой температуры морозильную камеру нужно закапывать много глубже. На глубину, где температура грунта не зависит от наступления холодного времени года. Конечно же, промышленные тепловые насосы совсем не похожи на бытовые холодильники. Сегодня это высокотехнологичные устройства, которые работают в полном автоматическом режиме.
