Построение математической модели использования возобновляемых источников энергии в быту

Приложение 4. Принцип действия теплового насоса.

Основные агрегаты теплового насоса: теплообменник, компрессор и конденсатор. Они связаны замкнутым трубопроводом с циркулирующим хладагентом, агрегатное состояние которого в зависимости от стадии цикла жидкое либо газообразное. Вначале охлажденный теплоноситель поступает в трубопровод, заглубленный в грунт или проложенный по дну водоема. Теплоноситель нагревается, после чего поступает в теплообменник (испаритель), где отдает тепло внутреннему контуру теплового насоса. Заполняющий контур хладагент в силу низкой температуры кипения в испарителе переходит из жидкого состояния в газообразное. Далее газ падает в компрессор, сжимается и при высоких давлении и температуре поступает в конденсатор, где, в свою очередь, обменивается теплом с теплоносителем из обратного трубопровода системы отопления дома. Отдав тепло, хладагент опять переходит в жидкое состояние, и цикл повторяется.
Важнейшая часть такой системы — протяженный трубопровод, зарытый в грунт примерно на метр (эта глубина, по мнению специалистов, оптимальна). Лучше, если грунт влажный, идеально — если близко подходят грунтовые воды. Тепловой насос мощностью около 10 кВт предполагает трубопровод длиной 400–450 м. Уменьшить длину внешнего контура можно, проложив трубопровод по дну пруда, озера и т. п. Если грунт может промерзать, то температура на дне водоема даже в зимний период не опускается ниже +4 ºС. Поэтому и коэффициент преобразования энергии выше, а для обеспечения работы теплового насоса той же мощности будет достаточно 300 м трубопровода.

Рисунок 6. Устройство грунтового теплового насоса. Рисунок с сайта https://teplo.guru/

Приложение 5. Таблица 1. Ветра в Ленинградской области

Расположение метеостанции