Принцип работы теплового насоса аналогичен холодильнику. Только в холодильнике тепло переносится из внутренней камеры на заднюю стенку, а в тепловом насосе из окружающей среды в систему отопления.
Тепловой насос работает по принципу цикла Карно, впервые описанном еще в 1824 году и нашедший практическое описание в 1852 году лордом Кельвином.
- Рассол* циркулирует в коллекторе и поглощает тепловую энергию из земли, воздуха или воды.
- Тепловой насос имеет теплообменный элемент, называемый испарителем. Тепловая энергия в нем переходит от рассола к хладагенту** (при испарении вещество поглощает тепло). Это вещество имеет низкую температуру кипения, что заставляет его вскипеть и превратиться в газ.
- Давление хладагента увеличивается с помощью компрессора, что приводит к увеличению его температуры и делает его пригодным для использования в отоплении.
- В конденсаторе хладагент передает тепловую энергию в отопительную систему дома (при конденсации вещество отдает тепло). Хладагент охлаждается.
- В расширительном вентиле давление хладагента падает и он переходит в жидкую форму. Хладагент возвращается в испаритель, и процесс начинается сначала.
* Рассол - это незамерзающая смесь, например на основе спирта или гликоля.
** В настоящее время используется только экологически безопасные хладагенты, такие как углекислота или углеводороды. Раньше использовался Фреон.