Принцип работы теплового геотермального насоса: принцип работы, устройство и производители

Содержание

Принцип работы теплового насоса | Полезное

Интерес к использованию экономных систем отопления обусловлен не только кризисными явлениями в экономике, но в большей степени ограниченными запасами классических энергоносителей, таких как уголь, газ, нефть. Преобразование электричества в тепло также не эффективно.

Альтернативным вариантом является использование в качестве главного агрегата отопительной системы теплового насоса. Он позволяет отбирать тепло с воздуха, воды или недр земли и передавать его в отопительную систему.

Как устроен тепловой насос?

Принцип действия теплового насоса базируется на использовании физических явлений происходящих при переходе веществ с одного агрегатного состояния, например, газообразного, в другое – жидкое, и наоборот.

Если пролить на руку бензин, то ощущается чувство холода. Быстрое испарение бензина, которое требует дополнительной энергии. Эффект охлаждения при быстром испарении жидкости используется в холодильных камерах. В них используется фреон с отрицательной температурой кипения, а испарение происходит под давлением от компрессора в специальном испарителе с маленьким отверстием.


Большой перепад давлений приводит к моментальному испарению жидкого фреона с понижением температуры, вследствие чего появляется возможность отбора тепла от продуктов в морозильной камере. В холодильнике циклически происходит и другой процесс, обратный испарению. Газообразный фреон при помощи того же компрессора резко сжимается и переходит в жидкое состояние. При этом выделяется тепло, которое отдается наружу на конденсаторе (сетка на задней стенке). Таким образом, холодильник отбирает тепло у продуктов и выводит его наружу.

Если холодильник вмонтировать в стену и открыть дверцу, то он будет забирать тепло (охлаждать) в одной комнате и отдавать тепло (нагревать) в другой. Именно этот принцип заложен в основу работы теплового насоса.

«Холодильник наизнанку», так еще называют тепловой насос. Функциональные элементы и принцип работы теплового насоса такие же, как у холодильника, только тепло он забирает с воздуха, подземных вод или почвы ниже зоны промерзания, а отдает его в систему обогрева помещения. Тепловой насос является своего рода усилителем тепла от естественных источников с низкой температурой.

Какими бывают тепловые насосы

Прежде чем устанавливать систему отопления с тепловым насосом следует определиться в доступности низкотемпературных источников тепла, технической и экономической целесообразности их использования. Принцип работы теплового насоса при этом остается неизменным, но варианты его построения могут быть разными:

  • Геотермальный тепловой насос. В качестве источника отдачи тепла используются слои грунта ниже зоны промерзания. Отбор тепла осуществляется при помощи горизонтальных или вертикальных трубопроводов, по которым циркулирует жидкость с низкой температурой кипения;
  • водный насос. Источником тепла служат подземные или незамерзающие поверхностные водоемы. В качестве последних могут быть коллекторы сточных вод с крупных предприятий, тепловых электростанций и прочие;
  • «бросовые» тепловые насосы. В качестве низкотемпературного энергоносителя могут использоваться вентиляционные магистрали, канализационные трубопроводы и другие источники тепла, которое не используется для других целей.

Главный узел теплового насоса, содержащий компрессор, испаритель, конденсатор и другие функциональные агрегаты занимает объем примерно, как холодильник. В зависимости от системы отбора тепла и системы отопления, в которую будет осуществляться отдача тепла, конструкция тепловых насосов может существенно отличаться.

При выборе системы отопления тепловым насосом надо учитывать ряд факторов, таких как:

  • сезонность проживания;
  • средние температуры в данной местности;
  • теплопотери отапливаемого объекта;
  • доступность различных источников тепла.

Возникли вопросы?

Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!

Принцип работы теплового насоса — KliimaMarket

Принцип работы теплового насоса очень продуман – тепловые насосы (воздушный тепловой насос, тепловой насос типа воздух-вода и геотермальный тепловой насос) используют для производства отопительной энергии или нагрева потребительской воды природную тепловую энергию.

Благодаря солнцу нас окружает большое количество тепловой энергии, накапливающейся в почве, воздухе и воде. Тепловые насосы используют в своей работе именно тепловую энергию, имеющуюся в природе. Принцип работы воздушного теплового насоса столь мало загрязняет окружающую среду, что его можно назвать одним из наиболее экологичных отопительных приборов.

Принцип работы воздушного теплового насоса

Принцип работы теплового насоса очень похож на принцип работы холодильника – если из холодильника выводится тепло, то тепловой насос доставляет тепловую энергию в помещение посредством хладагента (KliimaMarket предлагает тепловые насосы, работающие на экологичном хладагенте R32).

Для накопления тепловой энергии и ее преобразования в отопительную тепловой насос должен работать. Для этого устройство потребляет электроэнергию.

Принцип работы новейшего воздушного теплового насоса столь экономичен, что он может затрачивать на производство отопительной энергии до 80% меньше электроэнергии, чем электрический радиатор. Соотношение между средней тепловой энергией и электроэнергией демонстрирует отопительный фактор воздушного теплового насоса (COP).

Показатель COP теплового насоса составляет 3-5, демонстрируя, сколько тепловой энергии может произвести устройство при использовании 1 кВт⋅ч электроэнергии. У тепловых насосов всегда приводится КПД, отлично разъясняя принцип работы воздушного теплового насоса (экономичность).

Чем выше КПД теплового насоса, тем экономичнее он работает. Экологичный и энергоэффективный принцип работы может в несколько раз сократить Ваши расходы на отопление.

Тепловые насосы типа воздух-воздух сконструированы таким образом, что с их помощью можно отапливать только внутренние помещения. Принцип работы геотермального теплового насоса и теплового насоса типа воздух-вода отличается от традиционных воздушных тепловых насосов: они позволяют отапливать внутренние помещения и нагревать потребительскую воду.

Тепловой насос типа воздух-воздух станет идеальным дополнительным источником отопления для квартиры или деревянного дома, тепловой насос типа воздух-вода и геотермальный тепловой насос являются идеальными приборами основного отопления для более крупных домохозяйств.

Спросите у экспертов KliimaMarket – с нашей помощью Вы узнаете, по какому принципу работает воздушный тепловой насос, как выбрать лучший тепловой насос, а также ответы на многие другие распространенные вопросы.

Геотермальные тепловые насосы: принцип работы и виды

Геотермальные тепловые насосы. Принцип работы, виды.


Тепло, которое можно выпросить определенным способом у грунтовых вод, подземных озер и самого грунта, называют геотермальной энергией. Такой вид энергии известен давно и хорошо изучен. Применение его на практике ограничивало только отсутствие технологий для изготовления оборудования. Все изменилось, и мы можем говорить о таком методе получения тепла, как о практически применимом.

Геотермальный тепловой насос – целый комплекс устройств и технологий, направленных на получения тепла. Эта тепловая энергия впоследствии может быть использована как угодно – для отопления жилого дома, технологических процессов, сельскохозяйственных потребностей. Применить такое устройство — значит получить безлимитный доступ к тепловой энергии в любое время и в любых количествах. Все зависит от параметров применяемого оборудования. Насколько близко к реальности применение метода, мы узнаем после рассмотрения важных моментов, которые помогут понять принцип работы и способы внедрения его в жизнь.

Тепловой насос и его принцип работы

Очень упрощает понимание сложных аспектов проведение прямых и простых параллелей. Принцип работы теплового насоса можно сопоставить с работой обычного холодильника. Сходите на кухню и прикоснитесь к теплообменнику холодильника. Он теплый. Теперь откройте холодильник. Внутри низкая температура. Что же получается – необходимый холод мы получаем путем нагревания змеевика?
Точнее, хладоносителя, который циркулирует внутри системы. Теперь представьте, что мы вывернули холодильник наизнанку. Все. Источник тепла получен за счет холода. Предельно просто. Поскольку запасы холодной воды или воздуха в почве неиссякаемы, то напрашивается вопрос – как преобразовать постоянный источник холода в постоянный источник низкотемпературного тепла. Для этого и применяют геотермальный тепловой насос.

Виды геотермальных насосов

Тепловой насос работает в широком температурном режиме – от -30 до +40°С. По принципу транспортировки тепловой энергии их разделяют на:

  • адсорбционные;
  • парокомпрессорные;
  • абсорбционные.

По источникам тепла геотермальные тепловые насосы делятся на:

  • грунтовые воды;
  • грунт: скважина или горизонтальный коллектор;
  • водоем.

Мы рассмотрим геотермальные тепловые насосы, как более перспективные и близкие к реализации в жизни. Сам тепловой насос, не считая всей системы, занимает места, как электрическая духовка. Экономическая эффективность его работы можно рассмотреть только в сравнении с похожим устройством – кондиционером.

Для получения тепла в количестве 5кВт геотермальный насос расходует всего 1кВт электроэнергии, в то время как кондиционер использует 6кВт.

Условия для установки Особенности Заключение
Горизонтальный теплообменник
Теплообменник помещают в почву на глубину, гораздо превосходящую глубину промерзания. У такой системы есть один существенный недостаток. Площадь. Для того, чтобы полноценно отопить средний жилой дом, нужно расположить теплообменник на площади, в три раза большей, чем отапливаемая. Если вы не крупный помещик, то такая схема, скорее всего вам не подойдет.
Вертикальный теплообменник
Компактнее, но с большими затратами теплообменник может быть расположен вертикально. Потребуются скважины 30-50 м глубиной каждая в зависимости от типа грунта. Площадь он займет гораздо меньшую, но для реализации такой системы необходимо применить буровую установку, что само по себе не является проблемой, но стоимость работ будет достаточно высока. Такая система хороша тем, что не нарушит ландшафт приусадебного участка и прослужит минимум лет сто, в зависимости от качества применяемых материалов.
Водный теплообменник
Это очень экономичная конструкция и актуальна в первую очередь для тех домов, которые расположены на берегу водоема или не дальше, чем 150м от него. Трубы теплообменника погружают на трехметровую глубину. Площадь водоема должна быть не меньше 200м. Но все равно такой метод окупается очень быстро. В среднем, срок окупаемости около двух лет. Это зависит от способа расположения теплообменника и применяемых конструктивных материалов.

Плюсы и минусы геотермальных систем

Весь мир, напуганный топливным кризисом середины прошлого века, стал постепенно внедрять в жизнь этот метод отопления жилых домов.

Швеция использует тепловые насосы различных типов в 70% частных домовладений.

Несмотря на все преимущества, есть серьезные проблемы по внедрению таких систем в наших условиях:

  • дороговизна оборудования и масштабы работ;
  • необходимость моментального капиталовложения со сроком окупаемости в 2-7 лет при доступном подключении магистрального газа.

Какая будет экономическая выгода от внедрения таких систем, посмотрим через 2-3 года, а пока будем готовиться к очередному подорожанию энергоресурсов.

Вам нужно подобрать геотермальный тепловой насос для отопления загородного дома? Заполните форму ниже и мы свяжемся с Вами!

for(var i = 0; i

Принципы работы различных тепловых насосов

Геотермальное отопление vs отопление воздух-вода — Принципы работы различных тепловых насосов

Геотермальные насосы и тепловые насосы воздух-вода различаются по принципу работы, и принцип выбора теплового насоса также зависит от разных факторов. Ниже объясняются принципы работы различных тепловых насосов и приведены некоторые факторы, о которых следует подумать при выборе теплового насоса.

  • Грунт, местоположение, площадь
  • информация, характеризующая строительные конструкции
  • размер отапливаемой площади
  • требования в вентиляции и вентиляционные установки
  • срок строительства
  • теплонепроницаемость

Принципы работы геотермального насоса

Геотермальный насос – отопительное решение, при котором тепловая энергия черпается из водоема, грунтовых вод, почвы или геотермальной скважины. Данное отопительное решение имеет длительный срок эксплуатации. В пользу геотермального насоса говорит и его безопасность для окружающей среды, энергоэкономичность и пожарная безопасность. Температура на глубине всего 1 метра от поверхности земли 4-12 ºC. Накопленная в грунте тепловая энергия собирается с помощью установленных в грунте пластмассовых труб, т. е. земляного коллектора. Коллектор соединен с тепловым насосом. Полученная энергия полностью покрывает потребности здания в отоплении и горячей бытовой воде.

Для работы геотермального насоса требуется электроэнергия, и, затрачивая 1 кВтч электроэнергии, геотермальный насос способен производить 4-5 кВтч тепловой энергии. Геотермальный насос позволяет снизить расходы на отопление до 80%. Геотермальный насос работает на системе водяного отопления. Системы водяного отопления – это радиаторное отопление и отопление пола. Решение в пользу геотермального насоса можно принять, если вокруг дома много места, и вы любите комфорт. Электричество должно быть обеспечено непосредственно из электрического щита, без предохранителя от тока утечки, мощностью 400 В 1-3 фазы и 16-20 A, в зависимости от модели.

Принципы работы теплового насоса воздух-вода

Тепловой насос воздух-вода получает тепловую энергию из наружного воздуха. Тепловой насос накапливает ее в себе и передает в систему водяного отопления дома. Тепловые насосы воздух-вода имеют компактный бойлер/аккумуляторный бак, т. е. два в одном. В этих устройствах используется очень эффективная технология VFC. VFC минимизирует использование нагревательного элемента при производстве домашней горячей воды, одновременно регулируя с помощью циркуляционного насоса водоток теплового насоса, бойлер наполняется горячей водой независимо от условий его работы.  Благодаря этому нагревательный элемент очень мало используется. Эффективный теплообменник горячей воды обеспечивает ее чистоту и отсутствие опасности распространения бактерий легионеллы.

Тепловые насосы воздух-вода можно комбинировать с существующими или другими отопительными решениями. Кроме того, тепловые насосы воздух-вода можно соединять с уже имеющимся бойлером и/или аккумуляторным баком. Тепловой насос воздух-вода позволяет уменьшить расходы на отопление до 60-70%. Точные расходы на отопление зависят от различных факторов, самые важные из них – теплонепроницаемость и размер дома. Тепловые насосы воздух-вода безопасны для окружающей среды.

Если сравнить тепловой насос воздух-вода, например, с отопительной системой на базе традиционного ископаемого топлива, то при использовании теплового насоса воздух-вода для отопления дома существенно уменьшается эмиссия CO2 в окружающую среду. Исходя из этого, можно утверждать, что тепловые насосы воздух-вода прекрасно подходят для замены традиционных отопительных котлов.   С обычными масляными и газовыми котлами с 1 кВт входной энергии получают на 1 кВт меньше отопительной энергии. Однако при использовании теплового насоса воздух-вода с 1 кВт электроэнергии получают в среднем 3 кВт отопительной энергии. Электричество должно быть обеспечено непосредственно из электрического щита, без предохранителя от тока утечки, мощностью 400 В 1-3 фазы и 16-20 A, в зависимости от модели.

Решение в пользу теплового насоса воздух-вода можно принять, если вы живете в индивидуальном или многоквартирном доме, на вашем участке недостаточно много места, и вы любите комфорт.

О плюсах и минусах различных тепловых насосов можно прочитать  здесь!!

Геотермальные тепловые насосы: принцип работы.

Большая часть народонаселения СНГ пока не знакома с понятием “тепловой насос”, но непрерывно употребляют термонасосы в обыденных холодильниках и кондиционерах. Холодильники и кондиционирующие установки стали настолько надежными, комфортными и обыкновенными, что мы прекратили обращать внимание на их работу. Таким же обыкновенным, как для нас кондиционеры, для, к примеру швейцарцев, является отопление построек геотермальными тепловыми насосами. Геотермальный тепловой насос по принципу работы схож c обыденным кондиционером реверсивного типа (они способны отапливать и остужать), но имеет расширенные функции и, в отличие от кондиционирующих установок, адаптирован для работы при всех погодных условиях и минусовых температурах. Основная проблема кондиционеров — убавление производительности и остановка их при минусовых температурах (когда отопление более важно) — решена в геотермальных тепловых насосах.
Термонасосы не являются какими-то удивительными устройствами, существование которых осмысливают лишь торговцы и установщики тепловых насосов. Тепловой насос нужно воспринимать как любое другое отопительное устройство, которое употребляется для производства тепла и в отношении которого действуют все законы сохранения энергии. Теплотехнические расчёты у всех способов получения тепла однообразные. Термодинамика действует как при дровяном печном отоплении, так и при управляемой через Интернет геотермальной теплонасосной установке.

Технические подробности тепловых насосов

Принцип работы теплового насоса отображен в цикле Карно, опубликованном в его диссертации, и изучается в школьном курсе физики. Практическую теплонасосную систему предложил лорд Кельвин в 1852 году под названием «умножитель тепла». купить кофе киев от Fragrant Coffee
В соотвествии с изображенным принципом работы, тепловой насос берет тепловую энергию, перекачивает ее, и передает в иное место. К примеру, в обыкновенном холодильнике тепло отбирается морозильной камерой из холодильника и выбрасывается в кухню, при этом задняя стена холодильника становится горячей.
В реверсивных кондиционерах, работающих на отопление, расположенный снаружи строения блок забирает тепло из воздуха и дает внутреннему блоку в здание. Но, при температурах около плюс 5 градусов, внешний блок установки начинает покрыватся инеем и льдом из конденсата воздуха, что убавляет эффективность теплопередачи. Для удаления льда кондиционер начинает временами отапливать внешний блок электричеством, при этом мощность отопления падает, расход электроэнергии возрастает. При последующем понижении температуры в итоге эффективность отопления на таких установках становится равной нулю, отопление прекращается.
При отоплении геотермальными теплонасосами, внешний блок вкапывается в землю либо погружается в озеро рядом со зданием. При этом, независимо от температуры воздуха во дворе, наружный блок остается вольным от льда, эффективность теплопередачи остается высочайшей.
Принцип отопления геотермальными тепловыми насосами основан на сборе тепла из земли либо воды, и передаче собранного тепла отоплению строения. Для сбора тепла незамерзающая жидкость течет по трубе, расположенной в почве либо водоеме, к тепловому насосу. Тепловой насос, сходственно холодильнику, отбирает около 8 °С у незамерзающей воды, при этом жидкость охлаждается. Жидкость опять течет по трубе, восстанавливает свою температуру и поступает к тепловому насосу. Отобранные тепловым насосом градусы передаются системе отопления и/или на обогрев горячей воды.
Тепловая энергия есть у хоть какого предмета с температурой выше минус 273 градуса Цельсия — так называемый «абсолютный ноль». То есть тепловой насос может отобрать тепло у хоть какого предмета — земли, водоема, льда, подземной горы, плывуна и т.д.

Обмен теплом с окружающей средой геотермальные термонасосы исполняют таковыми главными методами:

насос с открытым циклом — из подземного потока забирается подземная вода, подается в размещенный внутри строения тепловой насос, вода отдает/забирает тепло у теплового насоса, и возвращается в подземный поток на некотором расстоянии от места забора. Плюсом такового метода является возможность сразу получить воду для водоснабжения дома. Открытые системы являются чрезвычайно действенными, так как температура подземной воды является условно высочайшей и ежегодно стабильной. Внедрение воды из скважины не наносит убытка грунтовым водам, не изменяет уровень грунтовых вод в аквагоризонте, так как открытую систему можно воспринимать как соединённые сосуды, где вода, забираемая из 1-го колодца, направляется обратно под землю через 2-ой колодец, не изменяя общий уровень воды. Корректно, в согласовании с нормативами сооружённые скважины обеспечивают безопасную для окружающей природы стабильную работу системы отопления.
насос с закрытым циклом и водоразмещенным теплообменником — особая жидкость (тепловой носитель) прокачивается по коллекторам (трубкам), находящимся в водоеме, и отдает/забирает тепло у воды. Строения целенаправлено отапливать тепловой энергией открытого водоёма в том случае, ежели здание находится от водоёма ближе 100 метров, и глубина водоёма, а также береговая линия подходят условиям, требуемым для прокладки коллектора. Плюсом такового метода является его условная дешевизна.
насос с закрытым циклом и горизонтальным теплообменником, расположенным в земле — трубки (коллекторы), в которых прокачивается тепловой носитель, расположены горизонтально на глубине не менее метра от поверхности земли. Главной угрозой является неосторожность при проведении землекопных работ в зоне нахождения почвенного коллектора. Для современно жилого дома с отапливаемой площадью в 200 м2 под основание коллектора требуется около 500 м2 поверхности грунта. При прокладке коллектора поблизости деревьев трубу коллектора не нужно укладывать ближе, чем 1,5 м. от кроны. Верно выбранный по размерам и верно уложенный почвенный коллектор не влияет плохо ни на рост растений, ни на экологические условия.
насос с закрытым циклом и вертикальным теплообменником — трубки, в которых прокачивается тепловой носитель, расположены вертикально в земле и уходят в глубину земли до 200 метров. Как известно, на глубине 15-20 метров от поверхности, земля имеет стабильную температуру 10-12 градусов Цельсия независимо от поры года. С увеличением глубины температура земли увеличивается. Этот метод обеспечивает самую высшую эффективность работы теплонасоса, малый расход электроэнергии и доступное тепло — на 1 кВт электроэнергии получают до 5 кВт тепловой энергии, но этот метод просит немалых начальных финансовложений.
Термонасосы, которые забирают/отдают тепло из земли либо воды, в Европейских странах традиционно именуют «геотермальные термо насосы«, либо по-английски «geothermal heat pumps» — «GHP».

Тепловые насосы (геотермальные) — принцип работы, виды

Тепловые насосы – это современные приборы отопления и кондиционирования воздуха. Энергетический источник с высоким КПД по доступной ценой. Тепловой насос способен поглощать тепло окружающей среды, приумножив его, направлять в дом, обеспечивая, таким образом, жилище необходимыми тепловыми ресурсами круглый год.

Система состоит из следующих элементов:

  • компрессор для теплового насоса;
  • испаритель;
  • конденсатор;
  • терморегулятор;
  • хладагент (газ, который циркулирует в системе).

Компрессор исполняет основную задачу – сжимание рассеянной тепловой энергии в носителе, придание ему большей концентрации и температуры.

Принцип действия теплового насоса:

  1. Теплообменник, представляющий собой незамерзающую жидкость, циркулирует в коллекторах. Коллекторы размещены в источнике тепла или возле него.
  2. Насос системы остужает незамерзающую жидкость приблизительно на 5 градусов, регулярно забирая тепло.
  3. Это тепло служит подогревом теплоносителя в отопительной системе.
  4. Теплообменник в коллекторах протекает через трубы вне дома (в грунте, воде или на воздухе) и восстанавливается до прежней температуры.
  5. Насос опять отбирает тепло и цикл повторяется.

Принцип действия теплового насоса разработали еще в конце 19-го века, но так им и не пользовались. В связи с дефицитом энергоресурсов, вырос интерес к данному агрегату. Тем более, эффективность теплового насоса подтверждают отзывы реальных владельцев. Имеют много преимуществ, сравнительно с традиционными устройствами отопления.

Преимущества теплового насоса:

  1. Экономичность. В связи с очень высоким КПД теплового насоса, который достигает 800%, потребление электроэнергии сравнительно небольшое. На 1 кВт мощности получается от 3 до 8 кВт тепловой энергии. После охлаждения аппарат выдает до 2,5 кВт мощности.
  2. Безопасность в использовании. Отсутствует выхлоп, нет сажи, солярки или мазута, открытого пламя, не бывает утечки газа. Это делает устройство безопасным и экологически чистым.
  3. Экологичность- сохранение невозобновляемых энергетических ресурсов, защита окружающей среды.
  4. Комфортная работа. Бесшумное функционирование, работает не громче холодильника. Прибор имеет многозональный климатический контроль и погодозависимую автоматику, что расширяет его возможности.
  5. Надежность. Перебои электроэнергии не влияют на данный прибор. Мало подвижных частей.
  6. Универсальность. Использует тепловую или электрическую энергию.
  7. Совмещается со всеми циркуляционными системами отопления.
  8. Долговечность. Срок службы- 20-25 лет.

Может успешно применяться в строительстве и частных домах. Используется так же в быту, это сушильные машины с тепловым насосом, кондиционеры с тепловым насосом, сплит системы кондиционирования. Широко используется в вентиляционных системах- рекуператоры с тепловым насосом.

Расчет оборудования

Прежде чем покупать, будущий владелец должен выполнить расчет, который зависит от потерь тепла дома. Тепло уходит через окна и стены, а также через естественную вентиляцию (проветривание дома). Теплооттоки суммируются и получается общая потребность помещения в тепле. На 1 кв.м. требуется примерно 60-100 Вт энергии.

Стоимость геотермального теплового насоса пока отталкивает многих людей от его установки. Покупка данного оборудования и его монтаж обойдутся значительно дороже, чем установка электрического котла. Хотя затраты окупятся в течение полутора лет. А то и раньше, если площадь дома меньше 100 кв. м. Более того, летом он выполняет функцию кондиционера, охлаждает помещение.

Виды тепловых насосов

От типа работы различается компрессорный и абсорбционный тепловой насос. Для работы компрессорного нужен дополнительный энергетический источник, а абсорбционный использует только тепло.

В зависимости от источника отбора тепла различают следующие виды:

  • геотермальные тепловые насосы открытого типа (водный) и закрытого типа (грунтовый). Последние бывают горизонтальные и вертикальные;
  • воздушные тепловые насосы;
  • от использования вторичного тепла.

Для дома используется воздушный и геотермальный насос, которые отбирают тепло у грунтовых вод или воздуха. Третий вид- это промышленные тепловые насосы.

Оборудование делится еще и по теплоносителям, которые используются во входном контуре и получаются на выходе:

  • воздух-воздух;
  • вода-вода;
  • воздух-вода;
  • вода-воздух;
  • грунт-вода;
  • лед-вода.

Тепловой насос воздух-воздух

Принцип его работы: забор тепловой энергии воздуха и передача ее сразу в помещение. Используется для подогрева воды и удешевления системы отопления. Работает летом как кондиционер. Обладает такими преимуществам:

  • универсальность в применении;
  • надежность;
  • бесшумная работа;
  • наличие оптимизированной вентиляционной системы.

Тепловой насос вода-вода

Один из самых перспективных. В его работе используются проточные, сточные или грунтовые воды со стабильной плюсовой температурой. Если на участке или вблизи него нет водоема, то можно воспользоваться двумя скважинами.

Воздух-вода

Конструкция близка к системе воздух-воздух. Сравнительно не дорогой, не требует земельных работ, просто устанавливается. Поскольку контур отопления устройства имеет постоянно циркулирующею жидкость, он очень удобен для запуска системы отопления.

Вода-воздух

Геотермальные насосы, которые используют в работе тепло грунтовых или иных вод. Такой вариант не идеальный для частного дома, поскольку обогрев системы происходит за счет воздуха.

Грунт-вода

Этот геотермальный насос- один из самых надежных, использует тепло Земли. Эффективная работа системы требует установки длинных трубопроводов в грунте, чтобы после отдачи тепла грунт успевал нагреваться и механизм продолжал работать. Это большие трудозатраты, не всегда хватает территории участка.

Лед-вода

Не распространенный вариант, работает с использованием воды до критической температуры замерзания.

Популярные модели и производители

Западные производители считаются законодателями технологий сборки данного оборудования. Российские аналоги отличаются приемлемой стоимостью для многих пользователей.

StiebelEltron

Немецкий производитель, выпускает такие варианты- вода, земля, воздух. Достоинства:

  • Монтаж возможен как во время строительства дома, так и во время ремонта.
  • Температура подачи достигает 60 градусов.
  • Имеет мощность 18 кВт.
  • Есть функция разморозки системы, поэтому дом можно оставлять на длительное время.
  • Летом можно использовать как кондиционер.

ШтибельЭльтрон выпускает объединенную каскадную систему, состоящую из нескольких модульных агрегатов- тепловую насосную станцию (ТНС). Общая мощность такой системы до 55 кВт, что позволяет обеспечивать теплом даже многоэтажный дом. Это тепловые насосы для квартир.

Waterkotte

Немецкий производитель с инновационными подходами к производству. Все модели управляются на расстоянии с помощью смартфона или планшета. Применяются как для домашнего пользования, так и в промышленности. Гарантия работы оборудования этой компании- 30 лет.

Vaillant

Механизмы данной немецкой компании способны работать от любого источника возобновляемой энергии. Управление с помощью инновационной системы дает возможность подключать к механизму солнечный коллектор. Vaillantуправляется мобильным устройством через интернет. Система сама выбирает экономичный и комфортный режим эксплуатации. Приборы компании Вайлант отличаются высокой производительностью и теплоэффективностью.

Danfoss

Датский производитель, выпускает два варианта- воздух-вода, земля-вода. Максимальная температура подачи-до 90 градусов с минимальными затратами. Только для домашнего пользования, поскольку мощность не превышает 36 кВт.

Dimplex

Для работы использует воздушные ресурсы. Дополнительно комплектируется контурами ГВС. Может использоваться многоэтажными домами.

Тепловые насосы PanasonikAqarea

Воздушный тепловой насос, производитель- Япония.Комплектируется эко- сенсором- определяет, сколько людей содержит помещение. Корректирует работу кондиционера под количество людей. Имеет систему очистки воздуха от бактерий и вирусов.

Mitsubishi Electric Kirigamine

Производитель- Япония. Характеризируются надежностью и инновационными технологиями в плане электроники. Митсубиси избегают перерасхода электроэнергии и поддерживают температуру теплоносителя на стабильном уровне.

Компания производит серию Зубадан- тепловой насос воздух.

Митсубиси выпускает тек же контролер теплового насоса, предназначенный для управления инверторными тепловыми насосами воздух-вода.

Тепловые насосы российского производства

Корса – устройства разработаны специально для климата России. Имеют мощность от 5 до 110 кВт. Модели данного производителя изготавливаются с учетом западных технологий, это говорит о длительном периоде эксплуатации.

Тепловые насосы HenkSystem используются системами с низкотемпературным режимом. Температура подачи- до 65 градусов, что вполне достаточно для дома, офиса или подсобного хозяйства. Для обогрева площади больше 200 кв. м. нужно устанавливать трехфазные тепловые устройства с большей мощностью.

Тепловой насос Френетта

Устройство Френетта- это еще один вид экологически чистого отопления. Принцип работы заключается в накоплении низкопотенциальной энергии земли, воды и воздуха. Преобразовывает ее в тепловую энергию с высоким потенциалом.

Тепловой насос Френетта использует тепловую энергию, выделяемую при трении. Конструкция представляет собой расположенные рядом друг с другом металлические поверхности с жидкостью в пространстве между ними. Электромотор вращает части устройства и нагревает контактирующую с ними жидкость.

Тепловой насос Френетта чаще всего присоединяют к обычному радиатору. Жидкостью для нагрева служит масло, а не вода. Коэффициент полезного действия превышает 100%, а затраты электроэнергии минимальны. Разработчики называют это устройство тепловой гидродинамический насос.

Для обогрева небольших подсобных помещений с целью экономии некоторые умельцы самостоятельно сооружают тепловой насос из кондиционера. Или еще проще сделать тепловой насос из старого холодильника.

Монтаж теплового насоса

Установка тепловых насосов требует прежде всего составление проекта системы. Лучше всего, если это сделают специалисты. Важным этапом монтажа является бурение скважин для тепловых насосов. Специалисты буровой установки учитывают условия работы тепловых устройств и особенности местности.

Установка теплового насоса требует следующих работ:

  • Сборку коллекторов на участке.
  • Установку колодца.
  • Монтаж оборудования для отопления.
  • Залив антифриза и фреона.

Правила эксплуатации

Перед тем как установить устройство и начать с ним работу, необходимо ознакомиться с паспортом изделия и строго соблюдать все его пункты.

В зависимости ом модели, паспорт имеет дополнительную документацию- электрические схемы, планы подключения, разделы, куда заносятся результаты технического освидетельствования тепловых насосов.

Геотермальные тепловые насосы для отопления дома принцип действия

Будущее началось

Наиболее чистая и наименее затратная энергия за­ключена в земле, воздухе и грунтовых водах. Тепло­вые насосы извлекают накопленное там тепло и до­водят его до температуры, пригодной для отопле­ния. Для работы теплового насоса требуется лишь немного электричества. Затраты составляют ок. 20 — 25 % от полученной тепловой энергии. Таким об­разом, 80 % требуемой тепловой энергии получается бесплатно из природы.

Экономить энергию и быть независимым

То, что раньше долгое время считалось идеалом, давно уже стало реальностью. Тепловой насос по­зволит Вам не зависеть от изменений цен на газ и нефть. В долгосрочной перспективе это является важным экономическим преимуществом. Тепловой насос является наиболее эффективной и экономич­ной системой отопления. В связи с этим он находит все более широкое

Ради нашей окружающей среды

Кроме того, тепловой насос не загрязняет окружа­ющую среду. В отличие от сжигания обычных видов топлива, таких как мазут, газ или древесные грану­лы, тепловой насос не выделяет вредный для окру­жающей среды газ СОг. Как нам известно, углекис­лый газ вреден для нашего климата. Он ответстве­нен за парниковый эффект, а потому и за глобаль­ное потепление. Приняв личное решение о приобре­тении теплового насоса, Вы делаете важный вклад в защиту климата.

Обзор различных систем

Есть различные способы использования накоплен­ной в природе энергии. Технический принцип тепло­вого насоса соответствует техническому принципу холодильников. Компания WATERKOTTE разрабо­тала эффективные тепловые насосы для всех при­родных источников тепла: земля, воздуха и грунто­вые воды. На приведенных ниже схемах показаны различные системы.

 

Источник тепла — земля

 

 

1.Земляной зонд.

По вертикальным скважинам земляные зонды по­мещаются в землю на большую глубину. Благодаря этому с помощью геотермальной установки можно эффективно получать тепло из расположенных глу­боко слоев грунта. Глубина бурения зависит от каче­ства почвы и потребности в тепловой энергии.

 

 

 

2.Горизонтальный коллектор

Плоскостные коллекторы прокладываются гори­зонтально на глубине ок. 1,20 м. Они посредством пластмассовых труб, распределенных по большой площади, поглощают накопленную в почве энергию. Площадь, необходимая для установки горизонталь­ного коллектора, зависит от потребности в тепловой энергии, как правило, она является довольно боль­шой.

   

3.Вертикальный коллектор.

При установке плоскостных коллекторов в верти­кальном положении требуется значительно меньше места, чем в случае с горизонтальными коллекто­рами. При этом глубина установки коллектором мо­жет достигать 3,20 м. Укладка коллекторов возмож­на повсюду в Германии и не требует получения осо­бого разрешения.

 

 

 



Подходящий тепловой насос для Вашего дома

Экономичность системы отопления с тепловым насосом в значительной степени зависит от кон­структивных особенностей здания, привычек жильцов и от потребности в тепловой энергии. Поэтому, прежде чем выбрать тепловой насос, очень важно детально изучить эти аспекты и вы­полнить расчеты.На основе анализа наши компетентные партнеры смогут разработать соответствующий план. Неваж­но, идет ли речь о строительстве нового дома или реконструкции старого, у компании WATERKOTTE есть подходящие воздушные и геотермальные те­пловые насосы для любых требований. Наши ком­петентные партнеры вместе с Вами разработают идеальную для Вас систему с соответствующими компонентами.



 

Источник тепла: грунтовые воды

 

Особенно эффективным является использование энергии, накопленной в грунтовых водах. Однако это возможно только в том случае, если имеются не­обходимые геологические условия. Колодец обеспе­чивает необходимый доступ к грунтовым водам.

 

 

 

 

 

Источник тепла — воздух

 

1.Установка под открытым небом.

Особенно экономичной является установка воздуш­ного теплового насоса в качестве внешнего устрой­ства. Земляные работы не требуются. Имеются раз­личные исполнения:начиная моноблочными устрой­ствами и закачивания устройствами с гидравличе­скими станциями и бойлерами для установки в по­мещении.

 

 

  2. Установка под открытым небом и в помещении.

 Классический воздушный тепловой насос, устроен­ный по принципу сплит-системы, имеет тепловой насос с вентилятором для установки под открытым небом и передаточную станцию с теплообменником для установки в помещении. Бойлер может быть ин­тегрирован во внутренний блок.

 

 

3. Установка в помещении

Воздушные тепловые насосы, устанавливаемые в здании, забирают тепло и влагу из окружающего воздуха. Они часто применяются в частных домов­ладениях и промышленности для экономичного на­грева питьевой и технической воды.

 

 

 

Как работает геотермальный тепловой насос и типы геотермальных тепловых насосов

Геотермальная энергия позволила многим обогревать свои дома зимой, охлаждать их летом и обеспечивать обильное горячее водоснабжение в течение всего года, при этом сокращая счета за коммунальные услуги до 80%. Ключевой вопрос: как можно использовать эту обильную энергию для выполнения функций нагрева и охлаждения? Ответ: установка геотермальных тепловых насосов.

Геотермальные тепловые насосы — это технологии, которые используют почти постоянную температуру под землей (независимо от сезона) для обогрева и охлаждения зданий.Всего в нескольких футах под землей земля имеет постоянную температуру от 50 до 60 градусов по Фаренгейту. Температура под землей теплее, чем воздух, циркулирующий над ней зимой, и прохладнее летом. Геотермальный тепловой насос иногда сочетается с солнечным отоплением для создания геосолнечной системы — системы с гораздо большей эффективностью. Геотермальные тепловые насосы известны под разными названиями, такими как земные энергетические системы, наземные тепловые насосы, геообменные и земные. Эти имена зависят от региона, в котором вы находитесь, и области обучения.Научные и инженерные сообщества предпочитают называть их наземными тепловыми насосами и геообменом, чтобы избежать путаницы с традиционной геотермальной энергией, которая забирает горячую воду на глубину нескольких футов в землю для производства электроэнергии.

Геотермальные тепловые насосы используют эту энергию из-под земли и используют этот ресурс для отопления и охлаждения зданий.

Геотермальные тепловые насосы (иногда называемые геотермальными тепловыми насосами) используются с 1940-х годов.Геотермальные тепловые насосы используют тепло под земной корой для обогрева домов и офисов зимой, а не температуру наружного воздуха.

Зимой тепло под землей используется в качестве среды для обогрева домов, поскольку тепло отводится от теплообменника системой теплового насоса и перекачивается в систему подачи воздуха в помещении.

Летом процесс обратный, поскольку тепловой насос передает тепло в теплообменник из воздуха в помещении. Тепло, отбираемое тепловым насосом, также можно использовать для нагрева воды, обеспечивая источник горячей воды летом.

Три основных проекта электростанций, использующих геотермальную энергию в качестве источника энергии: «сухой пар», «мгновенный пар» и электростанции «бинарного цикла».

Как работает геотермальный тепловой насос?

Отопление и охлаждение достигается за счет системы геотермального теплового насоса, которая состоит из трех основных частей: теплового насоса, грунтового теплообменника и системы подачи воздуха или воздуховодов. Теплообменник состоит из ряда труб, известных как петля, которые устанавливаются на несколько футов ниже уровня земли рядом со зданием.Жидкость (комбинация воды и антифриза) циркулирует по рядам труб, чтобы всасывать или распространять тепло в землю. Жидкость обычно смешивается с антифризом, чтобы предотвратить замерзание зимой.

Работа геотермального теплового насоса во многом похожа на работу холодильника. Холодильник делает прохладное место (внутреннюю часть холодильника) намного более прохладным, передавая тепло в значительно теплое место (область, окружающую внутреннюю часть холодильника), позволяя ему стать теплее.

Зимой геотермальный тепловой насос отбирает тепло из теплообменника грунта и направляет его в систему воздухообмена здания, которая поддерживает тепло и комфорт в доме. Летом цикл меняется на противоположный. Геотермальный тепловой насос извлекает тепло из воздуха внутри здания и передает его в грунтовый теплообменник. Теплообменник сбрасывает тепло в землю. Тепло, извлекаемое из здания летом, можно использовать для нагрева воды, обеспечивая домовладельцев бесплатной горячей водой в течение всего лета.

Геотермальные тепловые насосы намного более выгодны, чем традиционные системы отопления и охлаждения, потому что они используют естественное, бесплатное тепло под землей. Они также работают с максимальной эффективностью при охлаждении вашего дома. Эффективная работа полезна для домовладельца, поскольку она экономит энергию, деньги и сводит к минимуму ухудшение состояния окружающей среды из-за загрязнения.

Геотермальные тепловые насосы не только экономят энергию и деньги, но и помогают снизить загрязнение воздуха. Они также более эффективны в охлаждении дома.

Типы геотермальных тепловых насосов

Геотермальные тепловые насосы бывают четырех основных типов; замкнутые системы , открытые замкнутые системы , прудовые или озерные системы и гибридные системы . Замкнутые петлевые системы подразделяются на две: горизонтальные и вертикальные. Давайте посмотрим на них подробнее:

  1. Замкнутые системы

Системы с замкнутым контуром изготовлены из тяжелых пластиковых петель, через которые жидкость может циркулировать.Замкнутые контуры обычно закапываются на несколько футов ниже уровня земли или погружаются в водоем. Система с замкнутым контуром состоит из теплообменника, который координирует теплообмен между хладагентом, жидкостью и тепловым насосом в замкнутом контуре. Система замкнутого цикла далее подразделяется на:

Эти типы замкнутых систем идеально подходят для больших участков земли. Они рентабельны и обычно устанавливаются в жилых районах, особенно в новых постройках, где имеется достаточно земли.Для горизонтальных замкнутых систем необходимы траншеи глубиной не менее четырех футов. Существуют разные конфигурации горизонтальных замкнутых контуров, но в большинстве случаев используются две трубы. Первая труба обычно закапывается примерно на шесть футов под землей, а вторая — на четыре фута. В другой популярной конфигурации используются две трубы, проложенные рядом друг с другом на глубине 5 футов под землей в траншее шириной два фута. Такой вид петли позволяет прокладывать больше труб внутри узкой и более короткой траншеи, что значительно снижает затраты на установку и позволяет горизонтальную установку на площадках, которые не подходят для традиционных горизонтальных применений.

Вертикальные замкнутые системы популярны в офисах, школах и коммерческих учреждениях, где пространство ограничено. По сути, размер участка не позволяет установить горизонтальную петлю. Вертикальные замкнутые контуры также применяются в областях, где почва недостаточно глубокая для рытья траншей, и они имеют преимущество, поскольку они снижают воздействие на ландшафтный дизайн. Для этого типа геотермального теплового насоса две вертикальные петли, которые имеют U-образную форму, помещаются в небольшие отверстия (четыре дюйма в диаметре, от 100 до 400 футов глубиной и на расстоянии 2 фута) в земле.Затем эти вертикальные петли соединяются друг с другом с помощью горизонтальных петель.

  1. Система прудов или озер

У большинства домов поблизости есть пруд или озеро. Под этот водоем можно установить замкнутую систему. Спиральные трубы устанавливаются под водоемом, по крайней мере, на восемь футов ниже, чтобы уменьшить вероятность замерзания. Тем не менее, пруд или озеро должны соответствовать определенным критериям относительно минимального объема, глубины и требований к качеству, прежде чем его можно будет считать лучшим местом для геотермального теплового насоса.

  1. Разомкнутые системы

Геотермальный тепловой насос этого типа идеально подходит для тех, у кого достаточно грунтовых вод. Он использует эти грунтовые воды в качестве теплообменника грунта и управляет всей системой. Он переносится обратно на землю с помощью средства, называемого поверхностной перезарядкой или колодцем для перезарядки. Когда вы собираетесь купить геотермальный тепловой насос с открытым контуром, убедитесь, что у вас есть достаточное количество чистых грунтовых вод, поскольку это требование местных норм и правил.

  1. Гибридные системы

Гибридная система представляет собой смесь геотермального теплового насоса и теплового насоса с воздушным источником, чтобы предложить экономичную и высокоэффективную систему. Они используют тот факт, что установка нагрузок на отопление и охлаждение не полностью сбалансирована, а охлаждение во многих случаях требует проведения процедур из-за внутренней выгоды. Вместо того, чтобы увеличивать размеры теплообменника для соответствия более высокой охлаждающей нагрузке, он модернизируется, чтобы соответствовать тепловой нагрузке, и в систему встроен отводчик тепла.Гибридные системы по-прежнему избавляются от котлов и использования ископаемого топлива, сводя к минимуму площадь земли и начальные затраты, необходимые для установки наземного теплообменника.

Преимущества геотермальных тепловых насосов огромны. Во-первых, они используют возобновляемый источник энергии — тепло, вырабатываемое естественным образом под землей. На эту жару не влияют сезоны, а значит, она будет доступна до конца времен. Энергия также зеленая и чистая, а это значит, что вам не придется беспокоиться о загрязнении воздуха, которое способствует смертельным респираторным заболеваниям.Прежде всего, геотермальные системы обладают уникальной долговечностью. Они могут прослужить более 50 лет, а гарантия на петли составляет 56 лет. Одна только эта долгосрочная гарантия подчеркивает тот факт, что вы можете пользоваться преимуществами геотермальной энергии всю оставшуюся жизнь.

Артикул: energysavers
Изображение предоставлено: pixabay

Геотермальный тепловой насос — обзор

1 Земляные тепловые насосы

Земляные тепловые насосы — не новая идея.Патенты на технологию датированы 1912 годом в Швейцарии. Одна из старейших систем GSHP в Соединенных Штатах, в здании штаб-квартиры United Illuminating в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, работает с 1930-х годов.

Существует два основных типа систем GSHP: замкнутый контур с заземлением (вертикальный или горизонтальный) и разомкнутый контур с водным источником (грунтовые воды), как показано на рис. 1 и 2 соответственно. Тепловые насосы с заземлением (GCHP) известны под разными названиями. К ним относятся тепловые насосы с заземлением, тепловые насосы с заземлением (ECHP), тепловые насосные системы с использованием энергии земли, системы с использованием энергии земли, системы с грунтовым источником, геотермальные тепловые насосы, тепловые насосы с замкнутым контуром, тепловые насосы на солнечной энергии, геообменные системы, тепловые насосы геоисточников и несколько других вариантов.При маркетинге наземных тепловых насосов, чтобы справиться с разнообразной терминологией, торговый персонал может пожелать подключить ГТЭЦ к возобновляемым источникам энергии (солнечной, геотермальной), чтобы связать их с экологическим сознанием (энергия земли) и отделить их от тепла воздуха. насосы (грунтовые системы). Однако для описания технологии в целом обычно используются два термина: геотермальные тепловые насосы и геотермальные тепловые насосы. Первый термин обычно используется отдельными лицами в маркетинге и правительстве, а второй — инженерно-техническими специалистами.Кроме того, наземные тепловые насосы, тепловые насосы для грунтовых вод и поверхностных вод называются подмножествами грунтовых тепловых насосов. В тексте эти системы будут называться грунтовыми тепловыми насосами.

Рисунок 1. Системы с заземлением (замкнутый контур). Воспроизведено с разрешения Геотеплового центра Технологического института Орегона.

Рисунок 2. Системы подземных вод (разомкнутые). Воспроизведено с разрешения Геотеплового центра Технологического института Орегона.

В системах с обратной связью используется подземный змеевик в качестве грунтового теплообменника (GHE), через который циркулирует жидкий теплоноситель, обычно раствор антифриза.GHE, установленный вертикально в скважинах или горизонтально в траншеях, обменивается теплом с землей (рис. 1). В системах с открытым контуром грунтовые воды перекачиваются в блок теплового насоса, где тепло отбирается (или отводится, в зависимости от режима работы) из воды; затем вода утилизируется соответствующим образом. Если возможно, сброс воды в ручей, реку, озеро, пруд, канаву или дренажную плитку, известный как открытый слив, является самым простым и наименее дорогостоящим методом утилизации.Второй способ сброса воды — использование возвратного колодца, который возвращает воду в подземный водоносный горизонт (рис. 2).

Как работают геотермальные тепловые насосы?

Геотермальные тепловые насосы иногда называют водяными, грунтовыми, связанными с землей или геообменными и тепловыми насосами, и они существуют с 1940-х годов. Вместо температуры наружного воздуха они используют в качестве обменной среды постоянную температуру земли. Уровни температуры на несколько футов ниже уровня земли остаются относительно постоянными, несмотря на то, что во многих частях Земли наблюдаются различные экстремальные погодные условия — от минусовых температур зимой до палящего солнца летом.

Температура земли составляет от 7 до 21 ° C, в зависимости от широты. Летом температура земли ниже, чем воздух над ней, и теплее, чем воздух над ней зимой, как в пещере. Геотермальный тепловой насос использует грунтовый теплообменник, чтобы воспользоваться этим и обмениваться теплом с землей. При правильном оборудовании геотермальный тепловой насос может эффективно обеспечить дом горячей водой для бытовых нужд.

Принципы работы геотермального теплового насоса

Геотермальный тепловой насос работает по тому же принципу, что и холодильник — они оба передают тепло от одной точки к другой.Если вы понимаете, как работает холодильник, то у вас довольно хорошее представление о том, как работает геотермальный тепловой насос. Единственная разница между ними заключается в том, что холодильник может передавать тепло только в одном направлении, тогда как геотермальный насос передает тепло в двух направлениях и, следовательно, может одновременно нагревать и охлаждать.

Подобно холодильнику, система геотермального теплового насоса имеет компрессор, испаритель, расширительное устройство и конденсатор в дополнение к реверсивному клапану, который позволяет насосу одновременно нагревать и охлаждать.Тепловой насос с грунтовым источником в два раза эффективнее кондиционера высшего класса и примерно на 50 процентов эффективнее, чем хорошая газовая печь, круглый год — в этом нет ничего сезонного. Помните, что температура земли остается относительно постоянной круглый год.

Установка геотермального теплового насоса означает, что вам не понадобится внешний вентилятор, который может быть немного шумным. Он перекачивает воду и может быть установлен где угодно. Положитесь на Luxury Air в вопросе надежной установки теплового насоса в Конро, штат Техас.

Позвоните нам сейчас, чтобы записаться на прием! (936) 247-2530

Как работает геотермальный тепловой насос? — MVOrganizing

Как работает геотермальный тепловой насос?

Геотермальные тепловые насосы работают за счет использования возобновляемой солнечной энергии, хранящейся в земле, что обеспечивает экономию до 72% затрат на отопление и охлаждение. Хотя он работает аналогично стандартному тепловому насосу, геотермальный тепловой насос обменивается теплом с землей, а не с наружным воздухом.

Как работает геотермальная энергия шаг за шагом?

Геотермальные электростанции

  1. Горячая вода под высоким давлением закачивается из глубины земли через скважину.
  2. Когда вода достигает поверхности, давление падает, в результате чего вода превращается в пар.
  3. Пар вращает турбину, которая связана с генератором, вырабатывающим электричество.

Как работает домашняя геотермальная энергия?

Геотермальные тепловые насосы передают умеренное тепло, находящееся недалеко от поверхности Земли, в дома и здания через систему петлевых труб.Затем система переносит нагретую жидкость в дом или здание, где геотермальная установка использует ее для нагрева воздуха, циркулирующего в вашем доме, через стандартную систему воздуховодов.

Каков принцип работы геотермального теплового насоса?

Тепло от земли поглощается при низких температурах жидкостью внутри петли трубы (петли заземления), закопанной под землей. Затем жидкость проходит через компрессор, который повышает ее температуру до более высокой температуры, которая затем может нагревать воду для систем отопления и горячего водоснабжения дома.

Какой основной компонент геотермального теплового насоса забирает тепловую энергию из земли?

Испаритель

Какая жидкость используется в геотермальных системах?

Какая геотермальная жидкость используется в контуре заземления? Существует два обычно используемых типа жидкостей, которые могут циркулировать через систему контура заземления. Standard Geothermal использует смесь воды, антифриза (пропиленгликоля) и хладагента. В то время как в безводной геотермальной системе используется хладагент R-410A.

Как далеко вам нужно копать, чтобы получить геотермальную энергию?

Для горизонтальной петли вам нужно копать на глубине 6-8 футов. Для вертикальной петли вам нужно просверлить глубину от 250 до 300 футов.

Какие основные компоненты теплового насоса?

Тепловой насос состоит из двух основных компонентов: внутреннего блока обработки воздуха и наружного блока, аналогичного центральному кондиционеру, но называемого тепловым насосом. Наружный блок содержит компрессор, который циркулирует хладагент, который поглощает и отдает тепло при перемещении между внутренним и наружным блоками.

В чем разница между HVAC и тепловым насосом?

Кондиционеры не обеспечивают обогрев, а тепловые насосы. Тепловой насос может нагревать и охлаждать, а кондиционер — нет, что является основным различием между двумя системами HVAC. Кондиционер обычно работает в паре с печью, чтобы обеспечивать тепло в холодные месяцы.

Что не так с тепловыми насосами?

В этом руководстве по поиску и устранению неисправностей теплового насоса рассматриваются некоторые из распространенных проблем:

  • Обдув холодным воздухом в тепловом режиме.
  • Тепловой насос работает постоянно в умеренную погоду.
  • Наружный блок заблокирован.
  • Наружный блок заморожен.
  • Вентилятор на воздухообрабатывающем устройстве не работает.

Почему мой тепловой насос выдувает холодный воздух при включенном обогреве?

Режим разморозки означает, что тепловой насос временно переключается в режим охлаждения. Это заставляет наружные змеевики нагреваться, растапливая любой образовавшийся иней или лед. А поскольку тепловой насос переключился в режим охлаждения, он будет в течение нескольких минут подавать холодный воздух в ваш дом.

Как узнать, заканчивается ли в моем тепловом насосе хладагент?

Обратите внимание на следующие признаки, которые могут сигнализировать о низком уровне хладагента в тепловом насосе: утечка, обледенение и неэффективная работа.

  1. Утечка в тепловом насосе. Несмотря на то, что тепловой насос использует хладагент для охлаждения или обогрева дома, хладагент не рассеивается во время нормальной работы.
  2. Обледенение.
  3. Неэффективная работа.

Что является самой важной частью теплового насоса?

Тепловой насос состоит из четырех важных компонентов: компрессора, конденсатора, расширительного клапана и испарителя.В холодильнике и кондиционере испаритель выполняет важнейшую функцию охлаждения или замораживания, а в тепловом насосе конденсатор выполняет важнейшую функцию обогрева помещения.

Что всегда должен проверять техник при замене трансформатора?

При замене трансформатора техник всегда должен проверять? Цепь управления 24 вольт на короткое замыкание. Техник обнаруживает, что провод в электропечи хрупкий и обесцвечивается из-за перегрева.

Какой хладагент используется в тепловом насосе?

R134a используется в качестве хладагента для средних и крупных тепловых насосов. По сравнению с хладагентами R407c и R410a его эффективность намного выше. Однако по сравнению с хладагентом Nh4 его эффективность ниже.

Каковы 4 основных компонента холодильной системы?

Четыре основных компонента цикла охлаждения

  • Компрессор.
  • Конденсатор.
  • Устройство расширения.
  • Испаритель.

Что является наиболее важным аспектом холодильного цикла?

Компрессор широко считается двигателем холодильного цикла; он потребляет большую часть энергии из компонентов системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и проталкивает хладагент через систему. В процессе сжатия холодный газообразный хладагент превращается в очень горячий пар под высоким давлением.

Какое определение для перегрева?

Перегрев — это любая температура газа выше точки кипения этой жидкости.Когда жидкий хладагент закипает при низкой температуре в 40 градусов в охлаждающем змеевике, а затем температура газообразного хладагента увеличивается, добавляется перегрев.

Что подразумевается под холодильным циклом?

— обратный термодинамический цикл, при котором тепло передается от тела с более низкой температурой к телу с более высокой температурой за счет затрат труда. Холодильные циклы используются в холодильных машинах и газовых холодильниках.

Руководство по геотермальным тепловым насосам

Первоначально опубликовано 7 декабря 2012 г.

Возможно, вы читали или слышали о геотермальных тепловых насосах и о том, как они набирают большую популярность.Но что означает «геотермальная энергия» и как работает эта система?

Геотермальные тепловые насосы работают по тем же принципам, что и стандартные тепловые насосы, за несколькими важными исключениями:

Роль теплообменника

Компоненты типичной геотермальной системы очень похожи на компоненты системы теплового насоса. Компоненты, такие как компрессор, измерительное устройство и внутренний змеевик, выполняют одни и те же основные функции. Одним из важных исключений является то, что наружный фанкойл был заменен в геотермальной системе теплообменником.

Теплообменник, как следует из названия, забирает тепло от хладагента системы и передает его циркулирующей воде.

Недостатки стандартных тепловых насосов

Стандартные системы центрального воздушного теплового насоса обычно состоят из двух частей: внутреннего и наружного блока. Внутренняя и внешняя секции полагаются на воздух, проходящий через их змеевики, чтобы передать тепло в окружающую среду.

Одним из недостатков этой конструкции является то, что система может соответствовать ограничениям при экстремальных температурах наружного воздуха.Это чаще всего встречается в стандартной системе с тепловым насосом зимой. Когда температура наружного воздуха опускается ниже 25 ° F, это снижает способность теплового насоса обеспечивать дом достаточно теплым воздухом. Хотя приточный воздух достаточно теплый, чтобы обогреть ваш дом, он может ощущаться как «холодное тепло», когда вы чувствуете, что он выходит из ваших вентиляционных отверстий.

Ключевое отличие: температура наружного воздуха не имеет значения

Традиционные тепловые насосы должны поглощать как можно больше тепла из холодного наружного воздуха.При замене наружного блока петлей трубопровода в земле температура наружного воздуха не влияет на температуру геотермальной системы, необходимую для обогрева и охлаждения. Земля остается при довольно постоянной температуре в 50 градусов в течение всего года. Такая конструкция позволяет геотермальным системам обеспечивать более теплый приточный воздух в дом и очень высокий уровень эффективности системы, независимо от того, насколько холодно на улице. Наружная температура теперь влияет только на то, насколько быстро или медленно ваш дом теряет тепло.

Геотермальная система отопления в действии

Когда необходимо отопление, вода перекачивается через ряд подземных труб, расположенных снаружи дома, и поглощает тепло от земли. Компрессор системы закачивает хладагент в теплообменник, где тепло, захваченное водой, передается хладагенту. Внутренний змеевик передает тепло от хладагента воздуху в доме через воздуховоды / вентиляционные отверстия. Теперь, когда хладагент высвободил свое тепло, он снова проходит через дозирующее устройство и возвращается в теплообменник, чтобы забрать больше тепла от воды.

Для многих руководителей предприятий геотермальные тепловые насосы являются ключом к повышению комфорта и эффективности в их зданиях и домах. Знаете ли вы, что вы можете сэкономить столько энергии, используя для обогрева и охлаждения землю, а не воздух?


Читать дальше: Сравнение вариантов охлаждения вашего дома

Воздушные тепловые насосы и геотермальные системы

Если вы искали альтернативный способ обогрева и охлаждения вашего дома, вы, вероятно, слышали о тепловых насосах.Эти системы обеспечивают сочетание цены и эффективности, с которым печи и кондиционеры не могут сравниться. Два основных типа тепловых насосов — это воздушные тепловые насосы и геотермальные системы на земле. Оба подходят практически для дома любого размера в климате Техаса, и оба будут обеспечивать много охлаждения и обогрева в течение года.

Воздушный тепловой насос против геотермальной системы: основы

Тепловые насосы не вырабатывают тепловую или охлаждающую энергию. Они работают по принципу улавливания существующего тепла и перемещения его с места на место.Тепловой насос поглощает тепло изнутри вашего дома и отводит его для охлаждения. Когда зимой необходимо отопление, тепловой насос забирает тепло от внешнего источника и доставляет его в ваш дом, чтобы согреть его. Эта передача тепла делает тепловые насосы такими эффективными и рентабельными, как оборудование для домашнего комфорта.

Функция воздушного теплового насоса

Воздушные тепловые насосы улавливают и отводят тепло из воздуха вокруг оборудования. Он может тянуть тепло даже от холодного зимнего воздуха.Тепловой насос с воздушным источником воздуха состоит из пяти основных компонентов: конденсатора, испарителя, компрессора, устройства обработки воздуха и реверсивного клапана. Система содержит два набора медных змеевиков, которые представляют собой трубы или трубки, содержащие жидкий хладагент. Один набор катушек устанавливается внутри вашего дома, а другой — снаружи в шкафу, в котором находится большинство компонентов системы.

Во время операций обогрева жидкий хладагент в наружных змеевиках испаряется в газ. При этом он поглощает тепло из наружного воздуха.Газообразный хладагент циркулирует через систему змеевиков к внутренним змеевикам. Попадая в ваш дом, газообразный хладагент снова конденсируется в жидкость. При изменении состояния хладагент выделяет тепло, которое он поглотил. Воздухоочиститель, состоящий из мощного вентилятора, затем выталкивает нагретый воздух в воздуховоды и внутрь вашего дома.

При охлаждении реверсивный клапан переключает направление потока хладагента. Хладагент во внутренних змеевиках улавливает тепло, испаряясь в газ.Тепло отводится из вашего дома, где оно рассеивается наружу, когда газообразный хладагент возвращается в жидкое состояние в наружных змеевиках.

Функция геотермального теплового насоса

Геотермальные тепловые насосы, работающие на земле, используют тепловую энергию, хранящуюся в земле, в качестве источника для улавливания и отвода тепла. Солнечный свет на почве создает условия, при которых земля на глубине от шести до десяти футов круглый год остается между 45 и 60 градусами, независимо от того, насколько жарко или холодно на поверхности.Постоянство подземных температур обеспечивает эффективную и надежную среду для теплопередачи.

Теплообмен происходит в сети труб, закопанных в землю на глубине, где температура остается неизменной. Эта большая сеть, называемая контуром заземления, требует для установки значительного горизонтального заземляющего пространства. Петля закопана на плоской плоскости в нескольких вырытых в земле траншеях. В случаях, когда пространство для установки петли ограничено, трубы можно укладывать горизонтально или, при необходимости, устанавливать вертикально в глубокие отверстия, просверленные в земле.Ямы обычно имеют глубину от 400 до 600 футов и расположены на расстоянии около 20 футов друг от друга. Вертикальные петлевые системы часто используются в городских условиях, где верхний слой почвы тонкий или каменистый, или где есть слои твердой породы под тонким слоем верхнего слоя почвы.

Геотермальная система работает по принципам, аналогичным принципам работы теплового насоса с воздушным источником, но без преобразования хладагента из одного состояния в другое. Вместо этого теплоносителем обычно является вода или жидкий раствор, который может легко улавливать и выделять тепло.Решение для теплопередачи улавливает тепло от земли и доставляет его в ваш дом и во внутренний блок. Этот агрегат содержит теплообменник и систему обработки воздуха. Как при обогреве, так и при охлаждении он потребляет относительно небольшое количество электроэнергии. Тепло в растворе поглощается теплообменником. Затем воздухоочиститель обдувает теплообменник воздухом. Воздух нагревается и попадает в воздуховоды в ваш дом. Во время охлаждения тепло поглощается изнутри вашего дома и отводится в землю из контура снаружи.

Определение размеров тепловых насосов с воздушным источником и геотермальных систем

Каждая конструкция имеет тепловую и охлаждающую нагрузку, которая представляет собой количество нагрева или охлаждения, необходимое для поддержания температуры в помещении, предпочитаемой обитателем. И тепловые насосы с воздушным источником, и геотермальные тепловые насосы должны быть надлежащего размера, с такой производительностью, чтобы обеспечить достаточный нагрев и охлаждение для удовлетворения этой нагрузки. Когда вы знаете нагрузку на здание, вы и ваш специалист по HVAC сможете найти оборудование, способное вместить его.

Расчет нагрузки должен выполняться специалистом с использованием принятых в отрасли стандартов и процедур. Наиболее распространенным источником для расчетов нагрузки является Руководство J, «Расчет нагрузки в жилых помещениях», техническое руководство, опубликованное Подрядчиками по кондиционированию воздуха Америки. Для расчета потребуется физическая оценка вашего дома, чтобы определить такие факторы, как местный климат, размер, ориентация, количество окон, количество изоляции и качество уплотнения. Ваш консультант введет эту информацию в сложную компьютерную программу, которая выполнит расчеты и создаст подробный отчет о нагрузке на здание.

Воздушный тепловой насос против геотермальной системы: преимущества

  • Чрезвычайно высокий КПД: Как воздушные, так и геотермальные тепловые насосы чрезвычайно эффективны. Министерство энергетики США (DoE) указывает, что модели с воздушным источником могут обеспечивать эффективность нагрева до 300 процентов, в то время как геотермальные системы могут достигать эффективности от 400 до 500 процентов. Это возможно, потому что они не сжигают топливо и не используют электричество для производства тепла. Подробную информацию об эффективности см. На этикетке EnergyGuide системы.Вы также должны убедиться, что устройство имеет этикетку Energy Star — сертификат высокой эффективности государственного уровня. Тепловой насос с воздушным источником энергии должен иметь коэффициент производительности в отопительный сезон (HSPF) не менее 7,7 и сезонный коэффициент энергоэффективности (SEER) от 14 до 18.
  • Низкая стоимость эксплуатации: Высокая эффективность тепловых насосов означает, что они будут дешевле эксплуатировать как зимой, так и летом. Как правило, модели с воздушным источником могут снизить расходы на электроэнергию примерно на 30 процентов, а геотермальные модели могут сократить ежемесячные расходы на 50 процентов.Такая значительная экономия означает, что первоначальные затраты на оборудование и установку могут быть окуплены примерно за половину ожидаемого срока службы системы.
  • Постоянный комфорт в помещении: Тепловые насосы известны своей способностью обеспечивать постоянный уровень нагрева и охлаждения, что означает меньше горячих или холодных точек в вашем доме.
  • Подходит для большинства климатических условий: Тепловые насосы с воздушным источником воздуха подходят для климата, в котором температура не часто опускается ниже точки замерзания.Благодаря однородности теплоносителя геотермальные системы подходят для любого типа климата и дома любого размера.
  • Безопасный и экологичный: Тепловые насосы не используют ископаемое топливо для производства тепла, а вырабатывают лишь минимальное количество электроэнергии, что делает их более безопасными для окружающей среды, чем другие системы отопления и охлаждения. Они более безопасны, поскольку не сжигают горючее топливо, что исключает риск возгорания или взрыва топлива.
  • Налоговые льготы: Как воздушные тепловые насосы, так и геотермальные системы имеют право на получение федеральных налоговых льгот.Модели с воздушным источником могут претендовать на получение кредита в размере до 300 долларов, в то время как геотермальные системы могут получать налоговые льготы в размере до 30 процентов от стоимости без максимального лимита. Чтобы соответствовать требованиям, установки с источником воздуха должны быть введены в эксплуатацию в основном жилом доме до 31 декабря 2013 года. Геотермальные установки должны быть установлены в основном жилом доме до 31 декабря 2016 года.

Воздушный тепловой насос против геотермальной системы: недостатки

  • Начальная стоимость: Тепловые насосы обычно дороже стандартных печей или кондиционеров.Геотермальные системы, вероятно, потребуют еще больших инвестиций из-за дополнительных внешних компонентов и траншей, необходимых для установки контура заземления.
  • Требуемое пространство: Тепловые насосы с воздушным источником требуют минимального пространства для установки внутреннего и внешнего блоков. С другой стороны, геотермальные системы требуют значительного количества горизонтального или вертикального наземного пространства для установки контура заземления.
  • Снижение производительности при низких температурах: Воздушные тепловые насосы теряют эффективность и производительность, когда температура наружного воздуха падает примерно до 30 градусов.Обычно они содержат набор электрических катушек, которые активируются и отдают тепло при понижении температуры. На эти змеевики следует полагаться только в течение коротких периодов времени, поскольку они потребляют больше энергии и исключают преимущества эффективности нормальной работы теплового насоса.
  • Поиск квалифицированного установщика: Установка геотермального теплового насоса — сложный процесс, требующий экспертной оценки и технических навыков. Не каждый установщик систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха имеет право устанавливать геотермальные системы, поэтому получить геотермальную установку в вашем районе может быть сложнее.

McWilliams and Son обслуживает общины Лафкин, Накогдочес и прилегающие районы в Техасе, предлагая услуги по продажам, обслуживанию и установке систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить дополнительную информацию о различиях между воздушным тепловым насосом и геотермальной системой, а также получить профессиональную помощь в выборе типа теплового насоса, который лучше всего подойдет для вашего дома.

Коммерческий геотермальный тепловой насос | Морская геотермальная энергия

Встраивание коммерческого геотермального теплового насоса в большое здание становится все более популярным вариантом, и легко понять, почему.Геотермальные тепловые насосы экологически безопасны, они обеспечивают комфортное и надежное тепло, а экономические преимущества означают, что эксплуатационные расходы вашего здания будут низкими в течение десятилетий.

Как работают геотермальные тепловые насосы в больших зданиях

Коммерческий геотермальный тепловой насос работает по простому принципу: он перемещает тепло из одного места в другое посредством процесса охлаждения. В коммерческом здании серия тепловых насосов отводит тепло от источника энергии в земле. Тепловой насос концентрирует это низкопотенциальное тепло, повышая его температуру, а затем передает его в систему распределения энергии здания (обычно излучающие напольные и водяные фанкойлы) через теплообменник.Летом процесс обратный. Тепловые насосы собирают тепло из здания и передают его в контур заземления, обеспечивая охлаждение.

Коммерческие геотермальные тепловые насосы работают в любом большом здании

Наши коммерческие тепловые насосы были установлены в различных областях, включая школы, дома престарелых, полицейские участки и фермерские рынки. Многие из этих зданий имеют сертификаты LEED и оцениваются в миллионы долларов. За последние несколько десятилетий, когда коммерческие установки с тепловыми насосами стали более популярными и, следовательно, более стандартизированными, появилась общепринятая типовая реализация для коммерческих установок.

Коммерческий геотермальный тепловой насос нуждается в коллекторной системе, как и в водяном насосе. Вы можете установить водяной насос на свой стол и включить его, но он не будет перекачивать воду, если он не подключен к источнику. В случае вашей геотермальной системы источником является поле петли вертикальной скважины, расположенное под стоянкой или рекреационным полем. Тепло отводится из области контура и передается в здание через серию тепловых насосов Nordic® Commercial серии W.

Наконец, обогрев осуществляется с помощью крупномасштабного излучающего напольного отопления, а охлаждение — с помощью водяных фанкойлов.Конструкция контура заземления и распределительной системы, а также количество тепловых насосов могут быть изменены в зависимости от площади и планировки вашего конкретного здания, так что коммерческая геотермальная энергия будет работать в любом коммерческом здании.

Серия Nordic® Commercial W — правильный выбор

Nordic® Commercial W Series — наш самый продаваемый коммерческий геотермальный тепловой насос. Этот блок доступен в широком диапазоне размеров, что позволяет настраивать их в точном соответствии с потребностями вашего здания.Мы тесно сотрудничаем с разработчиками систем, чтобы помочь создать систему отопления и охлаждения, которая будет поддерживать оптимальный комфорт, обеспечивать низкие эксплуатационные расходы и требовать минимального обслуживания. Вот обзор нашей недавно переработанной коммерческой серии W.

Геотермальные тепловые насосы очень эффективны. Фактически, на сегодняшний день это самое эффективное отопительное и охлаждающее оборудование на рынке. Это потому, что они просто перемещают тепло с места на место, вместо того, чтобы генерировать его из источника топлива, такого как нефть, природный газ или электричество.Например, на каждый ватт электроэнергии, которую вы покупаете, системы электрического отопления вырабатывают 1 ватт тепла. С другой стороны, геотермальные тепловые насосы передают в ваше здание 4,1 Вт тепловой энергии на каждый ватт потребляемой электроэнергии. Это означает, что геотермальные тепловые насосы имеют КПД 4,1 по сравнению с КПД электричества, равным 1. Такая эффективность позволит вам сэкономить огромные суммы на ежемесячных расходах на коммунальные услуги.

и

Удвойте эффективность за счет одновременного нагрева и охлаждения

Одновременное нагревание и охлаждение — это способ эффективного удвоения КПД с 4.1 к 8.2. Это еще больше снизит ваши эксплуатационные расходы. Мы достигаем этой замечательной эффективности, используя преимущества обоих сторон теплового насоса. Вот как это работает:

Несколько тепловых насосов подключены параллельно между горячими и холодными буферными баками. Горячий буферный бак подключается к зонам нагрева и к горячей стороне тепловых насосов. Холодный буферный бак подключается к зонам охлаждения и холодной стороне теплового насоса. Во время работы системы тепловые насосы поглощают тепло из холодного буферного резервуара и отводят это тепло вместе с энергией компрессора в горячий буферный резервуар.Энергия заменяется в холодном буферном резервуаре, когда вода нагревается в процессе охлаждения, и, наоборот, энергия удаляется из горячего буферного резервуара в процессе нагрева.

Если тепловая и охлаждающая нагрузки сбалансированы, то системе не требуется контур заземления для добавления или отвода энергии. Однако большую часть времени будет иметь место дисбаланс нагрузок нагрева / охлаждения, и в этих условиях циркулирующая жидкость в системе будет направлена ​​в поле контура заземления для поглощения или отклонения энергии, необходимой для балансировки системы.

Поскольку имеется буферный резервуар для горячей и холодной воды, эта система позволяет одновременно нагревать и охлаждать. Так, например, один двухтонный тепловой насос может одновременно обеспечивать две тонны охлаждения и две тонны отопления, что в сумме составляет четыре тонны, в то время как владелец здания оплачивает только стоимость эксплуатации одной двухтонной установки. Это идеально, если ваше здание требует обогрева в определенных частях здания (например, северной стороне) и охлаждении в других частях (например, южной стороне).Эта конфигурация практически вдвое увеличивает эффективность системы по сравнению с традиционной системой реверсивного теплового насоса, поскольку обе стороны теплового насоса обеспечивают экономическую полезность здания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *