Объясните мне понятно и по простому каким образом в тепловом насосе затрачивая 1 кВт электричества получают 3 кВт тепла?

Answer 1

Тепловой насос перекачивает тепло с холодной стороны на горячую.
1 к трём, это называется COP (КОП, если писать кирилицей)
Вот смотрите, сжиигая один киловатт электроэнергии например на электронагревателе, мы выделяем 3, 6 мегаджоулей.
Тепловой насос работая, создаёт на одной стороне холод, который забирает тепло из окружающей среды и потом его выделяет на горячей стороне.
По сути, 1 КВт тратится для работы насоса и создания холода на холодной стороне, чтобы этот холод забрал тепло из среды, и создания тепла на горячей стороне, чтобы отобранное тепло отдать.

Answer 2

Возьмём цилиндр с воздухом и поршнем. Пусть цилиндр будет с хорошим радиатором, который мгновенно выравнивает температуру внутри и снаружи. Если теперь будем сжимать и разжимать воздух в цилиндре, то он будет действовать, как пружина - сколько работы, например, 10 джоулей, было затрачено на сжатие, столько же, то есть 10 джоулей вернулось при разжатии. В общем, если к поршню присоединить коленвал с маховиком, он может бесконечно вращаться по инерции. Но там есть маленький нюанс: если без радиатора, то при сжатии газ грется, а при расширении - охлаждается. За счёт этого газ сжимать чуть трудне (на один джоуль трудне) . Но зато при расширении этот горячий газ давит чуть сильне (на один джоуль трудне) . В общем, баланс остаётся, и маховик без радиатора тоже продолжает крутиться по инерции. Теперь возьмём две большие комнаты с одинаковой температурой и будем таскать наш цилиндр с маховиком из одной комнаты в другую. При сжатии - в первую комнату, при расширении - во вторую. Наденем на него радиатор и посмотрим, что будет. При сжатии воздух хочет нагреться на 1 джоуль, но сразу же отдаёт тепло первой комнате, так и не нагревшись. А при расширении хочет остыть на 1 джоуль, но сразу же отдаёт холод второй комнате, так и не успев остыть. При этом маховик "видит", что температура газа в цилиндре постоянная, значит баланс соблюдается, и продолжает крутиться по инерции. Получается что наша машина бесплатно (с бесконечным условным "КПД") перекачивает тепло из одной комнаты в другую. В реальных тепловых насосах условный КПД редко когда превышает 400%