Принцип работы теплового насоса для отопления: принцип работы, типы, применение и эффективность тепловых насосов для отопления дома

Принцип работы теплового насоса ► Exsys

По своей конструкции тепловой насос отличается компактностью и простотой. Примитивный прототип подобного устройства был предложен еще в середине XIX века, однако лишь относительно недавно был усовершенствован. Принцип действия оборудования походит на холодильные установки – при охлаждении внутренней камеры тепло концентрируется и выделяется из системы. Задача современных конструкторов была противоположной – тепло необходимо уловить из низкотемпературной среды и передать в помещение.  Рассмотрим принцип действия оборудования и показатели его энергоэффективности.

Насос тепловой: из чего состоит

В работе используется тепло грунтовых вод, техногенных, атмосферных и геодезических источников. Технически конструкция состоит из трех контуров, заполненных специальной жидкостью.

Тепловой насос для отопления дома включает следующие элементы:

• конденсатор;
• испаритель;
• электросчетчик;
• компрессор;
• система автоматики и управления;
• теплосчетчики;
• клапаны и коммуникации.

Расчет теплового насоса и принцип его действия

Когда речь идет о конденсации тепла, геотермальный тепловой насос работает по следующему принципу:

1. Селективный забор энергии из окружающей среды и ее концентрация.
2. Передача энергии в систему отопления или подогрева.
3. Возврат охлажденного фреона к началу цикла.

За это время температура контактной среды успевает полностью восстановиться за счет возобновляемых геоисточников. Иными словами, это система с практически бесконечными энергетическими возможностями. Реализовать ее можно как в частном доме, так и на коммерческих объектах.

В случае охлаждения помещений в летний период, цикл работает в обратном порядке – тепло забирается в помещениях и отдается окружающей среде. Благодаря системам интеллектуального управления, работа тепловой системы происходит в полуавтоматическом режиме.

При расчете теплового наноса учитывается площадь помещений и их объем, а также условные теплопотери и климатические условия региона. Мощность оборудования берется «с запасом» — это необходимо для возможного расширения объекта или увеличения потребления тепловой энергии.

Преимущества и стоимость теплового насоса

В отличие от систем кондиционирования, тепловой насос может эффективно работать в любое время года.

Также к преимуществам подобных систем относятся:

• Возможность использовать любой постоянный, изолированный от температурных перепадов, источник тепловой энергии.
• Конкурентная стоимость теплового насоса.Если рассматривать подключение теплового насоса как альтернативу газовому отоплению, то автономная станция обойдется всего на 20% дороже.
• Быстрая окупаемость. Учитывая постоянно возрастающую стоимость на традиционное топливо, система окупится всего за 6-7 отопительных сезонов.
• Обеспечение объекта горячей водой, теплом и охлаждением одновременно.

За каждый затраченный киловатт электроэнергии, пользователь получает несколько киловатт тепловой. Таким соотношением обусловлена неоспоримая выгода установки современного теплового оборудования.

Хотите купить тепловой насос, но не знаете, на каком  устройстве остановить выбор? Обратитесь к нашим консультантам, и они помогут вам правильно подобрать энергоэффективную модель.

Навигация по записям

Принцип действия теплового насоса. Описание принципа работы кондиционера

Тепловой насос — по словам понятно, что это насос, который перекачивает тепло.
Мы знаем, что любой (тепловой) насос перемещает (теплоту) из низкого (температурного) уровня на высокий (температурный) уровень.
Иными словами, тепловой насос забирает тепло у холодного тела и передаёт это тепло горячему телу.
Как это возможно ?
Горячий, или холодный — это мы сравниваем с температурой нашего тела, которая постоянна около 36,6 ⁰С .

Вспомните, как у вас зимой замёрзли пальцы и холодная вода из-под крана казалась ТЁПЛОЙ водой.

Это правда, вода была теплее ваших пальцев.

Вывод: тепло есть и в холодном теле и в горячем, разница лишь в количестве этого тепла, количество тепла мы привыкли обозначать температурой.

В природе, тепло само переходит от тёплых предметов к холодным.

Но если искусственно опустить уровень температуры на входе в насос, и на столько же поднять уровень температуры на выходе из насоса, тепло всё также последует от тёплого воздуха при -15

0С к тепловому насосу с температурой на входе в такой насос порядка -25⁰С, что на 10 ⁰С ниже температуры воздуха на улице зимой.

Тот же эффект используется и на выходе из теплового насоса: температура на выходе повышается на тот же уровень, включая потреблённую энергию самим насосом, которая требуется для его запуска и работы по перекачиванию тепла.

Как компрессор получает понижение температуры на входе. Устройство теплового насоса ?

В медных трубках теплового насоса находятся молекулы теплоносителя.

Теплота — движение молекул. Нет молекул — нет тепла. Компрессор создаёт вакуум — концентрация молекул становится меньше в том же объёме.

Повышение температуры происходит аналогично — компрессор сжимает газ, уменьшая объём, количество молекул осталось прежним, а концентрация молекул увеличилась.

На практике, всё ещё глубже, так как чтобы повысить эффективность теплового насоса, пришлось использовать способность газа отдавать много тепла, если газ стал жидкостью и обратную способность — хорошо забирать тепло для превращения жидкости в газ.

Вспомните, как вам стало прохладнее, стоило немного вспотеть. Многие знают, как легко заболеть от переохлаждения в 30-ти градусную жару. На мокрой коже испаряется вода и так охлаждает тело.

Поэтому на входе в тепловой насос жидкость становится газом, на выходе — газ превращается в жидкость.

Что даёт нам тепловой насос ?

Совершенные тепловые насосы могут перекачать от 3 до 7 единиц тепла, если на перекачку ушла 1 единица тепла, это зависит от погоды.

Чем ниже нижняя температура и выше верхняя, тем тяжелее работать тепловому насосу, но, впрочем, как и любому другому насосу.

Схема работы теплового насоса ничем не отличается от принципа работы кондиционера.

Разница лишь в направлении действия кондиционера, который перекачивает тепло из дома на улицу.

Почему тепло само не возвращается обратно, если в доме стало теплее, а на улице холоднее ?

Возвращается, но очень медленно, благодаря теплоизоляции дома.

Дом маленький, по сравнению со средой вне этого дома, поэтому тепловому насосу легче нагреть дом, чем охладить всю эту среду.

Тепловой насос тоже не способен повлиять на погоду вне дома, поэтому температура воздуха на улице заметно не понижается и насос продолжает качать тепло в дом с той же эффективностью.

Однако погодные колебания влияют на любой процесс отопления значительнее.

Тепловые насосы без бурения берут тепло из воздуха вне дома, но передают это тепло воздуху дома, или воде системы отопления.

Горячая вода может греть водяной тёплый пол и обеспечить горячее водоснабжение.

Удивительно, но в каждом доме есть маленький тепловой насос — это ваш холодильник. Холодильник способен обеспечить климат контроль для ваших продуктов и слегка нагреть вашу кухню.

Принцип действия холодильника также не отличается от теплового насоса.

Тепловой насос воздух-воздух: принцип работы, преимущества, недостатки

Одной из разновидностей тепловых насосов, имеющих простую конструкцию, является тепловой насос воздух-воздух. Принцип работы насоса схож с принципом действия геотермального теплового насоса. Разница заключается в том, что отбор тепла происходит не из грунта или воды, а из наружных воздушных масс. Соответственно, отопление здания происходит путём нагрева воздуха в помещениях.

Можно сказать, что тепловой насос воздух-воздух – это кондиционер наоборот. В этом и заключается основное достоинство теплового насоса воздух-воздух – для его установки и эксплуатации не требуется бурение скважин и прокладка подземного контура.

Если в силу ряда причин нет возможности проложить контур подземного теплообменника для отбора тепла (отсутствует финансовая возможность, не хватает места на участке для горизонтальной укладки, отсутствуют грунтовые воды под участком или нет озера рядом с ним, наличие гранитного пласта на небольших глубинах) – тепловой насос типа воздух-воздух будет наиболее приемлемым вариантом решения экономного и экологически чистого отопления.

Устройство и принцип работы теплового насоса воздух-воздух

Тепловой насос типа воздух-воздух состоит из наружного и внутреннего блоков. Наружный, он же испарительный блок, размещается снаружи здания. Именно с его помощью из наружного воздуха извлекается тепло. Это тепло нагревает хладагент, который вскипает, переходя в газообразное состояние. Затем компрессор сжимает этот газ, значительно повышая его температуру. Тепло сжатого газа передаётся в конденсатор (внутренний блок), который находится внутри помещения. Конденсатор отдаёт тепло воздуху внутри помещения. Этот процесс происходит непрерывно и контролируется автоматически до тех пор, пока не будет достигнута заданная температура в помещении.

Если есть необходимость в обогреве нескольких помещений или одного большого, то в этом случае используются различные системы распределения и подачи тёплого воздуха.

В силу того, что тепловые насосы данного типа нагревают лишь воздух в помещениях (происходит прямой нагрев воздуха), то такие теплонасосы можно использовать только для отопления. То есть, для подогрева воды в ванной или кухне необходимо предусмотреть иные решения.

Плюсы использования

Положительным моментом теплового насоса типа воздух-воздух, по сравнению с насосом воздух-вода, является низкая температура воздуха, которая проходит через теплообменник конденсатора. Проще говоря, если для теплонасосов типа воздух-вода для качественного отопления требуется нагрев теплоносителя (воды) до достаточно высоких температур, то в случае использования теплового насоса воздух-воздух требуемая температура нагрева воздуха значительно ниже. Тем более что коэффициент эффективности теплового насоса тем выше, чем меньше разница между температурой источника тепла и температурой в отопительной системе.

Основные преимущества теплового насоса типа воздух-воздух:

• простота конструкции, монтажа и эксплуатации – для установки таких теплонасосов нет необходимости в буровых работах, прокладывании сложных коммуникаций, отведении специальных помещений и прочее;
• возможность установки практически в любой климатической зоне;
• теплонасосы такого типа можно установить в уже построенном доме с имеющейся традиционной системой отопления, тем самым достигнув значительной экономии средств на отоплении. Установка потребует минимального изменения и вмешательства в существующий дизайн;
• имеют наименьшую стоимость и наименьший срок окупаемости, по сравнению с другими типами теплонасосов;
• низкое энергопотребление;
• автономность, компактность и бесшумность работы;
• в летнее время тепловые насосы типа воздух-воздух можно переключать на режим охлаждения, а наличие высокоэффективных воздушных фильтров поможет создать в помещениях требуемый микроклимат.

Недостатки теплового насоса воздух-воздух

К сожалению, тепловые насосы типа воздух-воздух имеют и свои недостатки. К одним из них относится зависимость величины производительности от колебаний температуры наружного воздуха.

При температуре наружного воздуха 0°С коэффициент энергоэффективности теплонасоса падает до уровня 2-2,5, то есть на 1 кВт затраченной энергии, будет произведено 2-2,5 кВт тепла.

Для сравнения, при более высокой температуре эти теплонасосы имеют коэффициент энергоэффективности 3-4. А при падении температуры до -20°С коэффициент энергоэффективности падает до 1. То есть, появляется необходимость производить обогрев помещения другими средствами. Хотя, на сегодняшний момент есть производители с всемирно известными именами, которые предлагают тепловые насосы воздух-воздух, способные эффективно работать при температуре до -25°С.

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы теплового насоса основан на отборе тепла из окружающей среды (грунта, воды или воздуха) и передаче этого тепла в систему отопления дома.

 

Каждый тип тепловых насосов использует свой источник тепла. Геотермальный ТН использует тепло грунта, водяной — тепло воды, воздушный — тепло воздуха. Каждая из этих природных стихий обладает теплом, которое можно использовать в качестве альтернативного источника отопления дома.

В принципе из любого предмета с температурой выше абсолютного ноля (-273°С) можно «выкачивать» тепло, но современные тепловые насосы не способны отбирать тепло при таких низких температурах, они спроектированы для работы в других условиях. Для работы при температурах до -273°С необходимо разработать специальный компрессор, специальный хладагент, солевой раствор и т.д. Но пока в таких разработках нет необходимости, однако теоретически это возможно.

Современный тепловой насос также может работать и в обратную сторону, выкачивать тепло из дома и отдавать в землю, то есть работать на охлаждение дома. При этом отдавая тепло в землю, тепловой насос целенаправленно наполняет скважину теплом, что имеет положительный эффект в отопительный сезон.

1. В испаритель поступает охлажденный хладагент, где получает тепло от внешнего источника, при этом хладагент испаряется.

2. Газообразный хладагент поступает в компрессор, где происходит его сжатие и нагрев до температуры 60-100°С.

3. Из компрессора разогретый хладагент поступает в конденсатор, в котором передает свое тепло отопительному контуру для обогрева дома. Отдав тепло хладагент переходит в жидкое состояние.

4. Отдавший тепло хладагент проходит через расширительный клапан, в котором его давление снижается, а температура может опускаться до -20°С. Далее хладагент поступает в испаритель, где снова получает тепло от внешнего источника, и цикл повторяется.

Таким образом, принцип работы тепловых насосов основан на циркуляции хладагента между двумя теплообменниками (испарителем и конденсатором). В испарителе хладагент забирает тепло от вешнего источника, а в конденсаторе отдает это тепло в отопительный контур дома.

 

 

 

Тепловые насосы для отопления дома

Процесс монтажа насоса на дачном участке

Содержание:

На протяжении нескольких лет идет активное обсуждение вопроса, касающегося  возобновляемых источников энергии.

Технологии, разработанные ранее, начинают входить в нашу жизнь и переставать быть чем-то нереальным и далеким. Каждый в настоящее время может установить такой прибор, как гелиоколлектор, а для того, чтобы обогреть дом в холодное время можно использовать тепловые насосы.

Объединяет все эти технологии современного времени одно – экологичность.

Но далеко не каждый человек заботиться об окружающей среде, и для таких есть существенный плюс – экономия энергии, а значит экономия денежных средств.

Для чего предназначен и принцип работы

Схема подключения насоса к источникам тепла

Такое оборудование, как тепловой насос в последнее время пользуется большой популярностью.

Простыми словами, он представляет собой холодильник, который имеет обратный принцип работы. Устройство имеет такие же детали, принцип функционирования мало чем отличается.

У холодильника, как всем известно, задняя стенка всегда имеет повышенную температуру из-за того, чтобы все лишнее тепло выносится фреоном наружу. Совсем примитивными словами, батареи вашего дома будут выполнять ту же роль, которую выполняет задняя стенка у холодильника – т.е. забирать лишнее тепло от насоса.

Сам же насос, черпает энергию от воздуха или прочих видов, например, земля, а может быть и вода… Но действительно же смысл работы оборудования заключается в следующем.

Хладагент представляет собой особый тип вещества, забирающий тепло под действием изотермического процесса, после чего под определенным давлением поддается в  испаритель, где осуществляется переход в  состояние газа  и отнимается тепло.

В зависимости от типа конвертации, нагрев испарителя происходит от воздушного или же подземного контура.

Вторым по значимости в процессе работы является компрессор.

Благодаря нему происходит сжатие хладагента и переход его в конденсатор. Здесь сжатый до определенного состояния газом  отдается  энергия тепла  нагревательному контуру, после чего осуществляется его переход в жидкое состояние.  И так повторяется кругооборот.

Помните: Тепловые насосы  эксплуатировать лучше всего только в южных регионах. Если средний уровень температуры окружающей среды мене 10 градусов, КПД снижается в несколько раз.

Для того, чтобы регулировать температуру теплоносителя, необходимо использовать терморегулятор, размыкающий основную цепь, и тогда, когда это необходимо для обеспечения хорошей работы, происходит отключение от сети компрессора.

Принцип работы теплового насоса отопления

В настоящее время существует несколько основных категорий насосов, в зависимости от источника тепла:

• вода вода;
• воздух вода;
• земля вода;
• вода воздух;
• земля воздух;
• воздух воздух.

Например, насос,  второго вида, энергию тепла  впитывает из воздуха. Там она расположена  в состоянии «рассеянности», в насосной системе основной теплоноситель – вода, которая в процессе работы и получает тепло.

Кстати: Тепловой насос  представляет собой особый  прибор, который полностью зависит от энергии, так для полноценной работы компрессора необходима электроэнергия.

Преимущества использования

Среди них выделяют:

Принципиальная схема пассивного кондиционирования

• Экономичность. Насос любого из вышеперечисленных видов имеет КПД, которое составляет 500%. Это соотношение, представленное затраченной электрической энергией к энергии теплового типа, которая отдается помещению в процессе отопления. Основная часть характеристики теплового оборудования —  КПТ. При КПД равном 100%, КТП составляет 1.

• Доступность. Его  можно устанавливать практически везде, конечно, некоторые проблемы могут возникнуть с северными районами. В трех местах, где наблюдается понижение температуры ниже десяти  градусов, необходимо дополнительно установить генератор, который работает на бензине или дизельном топливе, что некоторым образом скажется на стоимости отопления.

• Возможность охлаждения.  Прибора направлен не только на отопление дома в холода, но он еще может работать и как кондиционер.  В жаркое время он осуществляет деятельность кондиционера в каком-либо помещении. Только уже лишнее тепло отдается земле, или воздуху  водой.

• Безопасность. Тепловой насос – это самый безопасный тип нагревательного прибора. Ведь, если взять, к примеру, твердотопливные котлы, они подвержены возникновению пожара, газовые – взрыву газа. Тепловой же котел полностью избавлен от всех этих недостатков, ведь ни гореть, ни взрываться в этом оборудовании просто нечему.

• Экологичность. Данное преимущество смело вытекает из предыдущего пункта. Ведь, логично, раз нечему гореть и взрываться, значит,  никаких продуктов горения нет.

Начинать нужно с малого, так и удастся спасти экологию мира, ведь никакие вещества горения не попадают в окружающую среду.

Недостатки оборудования и расчет теплопотерь

Принципиальная схема активного кондиционирования

Как и любое другое оборудование, здесь также есть недостатки:

• Теплоизоляции здания. Тепловой насос данного вида может действительно качество и быстро обогреть помещение, которое имеет хорошую теплоизоляцию.  Установка насоса полностью теряет смысл в том случае, если совокупный показатель теплопотерь составляет  более 100 Вт/м.

Прежде, чем устанавливать данный прибор необходимо рассчитать показатель теплопотерь вашего дома, для этого необходимо воспользоваться  формулой: R = ?T / q, где:

q – показатель, отвечающий за теплопотери  на 1 м материала.

?T –  показатель, отвечающий за температурную разницу между температурой в здании и на улице.

В случае, если  стены вашего дома многослойные, то необходимо суммировать общее q всех материалов, также складываются все прослойки воздуха.

Для того, чтобы произвести расчет  общей суммы теплопотерь здания, необходимо просуммировать  R стен, пола, потолка, а также окон.

• В системе отопления используются низкотемпературные режимы. Для того, чтобы обогрев здания происходил несколько быстрее и эффективнее в случае установки теплового насоса, то лучше всего установить и систему теплых полов.

В первую очередь,  этот процесс оказывает существенное влияние на КПД, В этом случае, КПД рассчитывается, как обратная пропорциональность температур теплоносителя в выходном и входном основных контурах.  Для того, чтобы система в полном объеме осуществляла свою деятельность,  внутренний  тип должен иметь температуру не менее

• 40 °С. Именно этот показатель полностью соответствует теплому полу, а в радиаторах в зимнее время необходимо поддерживать средний температурный уровень, который равен  60-70 °С.

В холодных широтах используется бивалентная схема отопления

Бивалентная схема подключения

Еще одна причина, которая может повлиять на установку насоса, заключается в том, что, по словам жителей северных районов.

Система не имеет возможности действительно качественно отопить дом в  морозы.

Однако, стоит заметить, что это утверждение не является  верным.

Из особенностей заключается в том, что для того, чтобы рассчитать температуру. Редко используются экстремальные температуры окружающей среды.

Да и это ни к чему, потому что морозная погода, как правило, стоит несколько дней в году. Если же брать в расчет температуры, которые бывают несколько раз за зиму, то придется делать полный перерасчет системы, увеличивать  мощность системы, а это уже повысит стоимость всего.

Посмотрите видео про тепловые насосы:

Для того, чтобы решить подобную проблему очень часто приходится прибегать к использованию бивалентной системе отопления.

Этот процесс заключается в том, что при установке насоса, который функционирует по схеме вода, его подключать можно прямо к системе отопления, без использования газового оборудования.

Конечно, стоимость такого отопления будет несколько дороже, однако если сравнивать с газовым котлом, экономия за зиму будет существенной.

Принцип отопления тепловым насосом. Принцип действия теплового насоса

Принцип работы теплового насоса, как и кондиционера, основан на переносе тепла. Если кондиционер переносит тепло из помещения на улицу, тепловой насос наоборот переносит тепло с улицы внутрь дома, таким образом меняются местами внутренний и наружный блоки. Любой современный кондиционер можно рассматривать, как тепловой насос. Для того чтобы изменять режим «обогрев» на « охлаждение» в кондиционере используется 4-х ходовой клапан, переключающий направление потока фреона. Такие кондиционеры можно рассматривать как тепловой насос «воздух-воздух»,т.е. перекачивает тепло из наружного воздуха в воздух в помещении.

Наш интернет-магазин «Климат-а» занимается продажей , а также проектированием, монтажом и сервисным обслуживанием тепловых насосов.

Отличия кондиционеров от тепловых насосов

Однако, производители кондиционеров ограничивают использование кондиционеров в режиме «обогрев» при низкой температуре окружающей среды. Например, неинверторные кондиционеры ограничены нижней температурой менее -5С.

Инверторные кондиционеры допускается использовать при температуре не ниже -15С.

Поэтому обычный кондиционер нельзя назвать полноценным тепловым насосом, но при выполнении некоторых технических требований, таких как:

1. использование инверторной технологии управления двигателем;
2. подогрев внешнего блока кондиционера
3. подогрев картера компрессора
4. подогрев поддона кондиционера

Возможное использования энергоэффективного отопления тепловым насосом при температуре наружного воздуха до -25С.

Энергоэффективность тепловых насосов

Принцип получения тепла в тепловых насосах отличается от прямого преобразования электрической энергии в тепловую (например, в бойлерах или ТЭН-ах КПД  около 95%) или прямого сжигания газа или топлива (КПД не превышает 70%).

Тепловой насос потребляя 1 кВт электроэнергии перекачивает в помещение от 2Квт до 6Квт тепловой энергии , в зависимости от условий работы, забирая её из наружного воздуха. Энергоэффективность тепловых насосов характеризуется величиной COP (или SCOP).СOP равна отношению произведенной тепловой энергии к затраченной электроэнергии. Наибольший коэффициент СOP теплових насосов в моделях Mitsubishi electric равен 9,1!!!

Современные тепловые насосы «воздух-воздух» и «воздух-вода» имеют наивысшие коэффициенты энергопотребления класса А++, поэтому финансовые затраты по сравнению с отоплением газом меньше в 2раза, а по сравнению с электрическим отоплением в 4 раза.                           

Варианты применения тепловых насосов

1. Воздушное отопление (охлаждение) помещения.
2. Нагрев воды (ГВС)
3. Отопление помещения водяными теплыми полами, радиаторами или фанкойлами
4. Воздушное отопление + ГВС
5. Отопление водяными полами + ГВС
6. Подогрев приточного воздуха в системе вентиляции

Тепловой насос может эффективно взаимодействовать с резервными источниками тепла, например, с проточными электронагревателями или в накопительный бак монтируются погружные ТЭНы. Такое взаимодействие позволяет увеличить температуру воды в системе отопления или ГВС.

Система отопления  с применением теплового насоса легко интегрируется в действующую рабочую систему. Возможно использование теплового насоса до температуры наружного воздуха до -25С, а при дальнейшем снижении температуры применение газового или жидкотопливного котла.

особенности эксплуатации, цена систем отопления этого типа

Тепловой насос был изобретён в середине XX-го века, а теоретические основы его работы были заложены за сто лет до этого. В странах, где вопросы энергосбережения и экологии вошли в частную жизнь, применение таких систем поддерживается законодательно и перестало быть экзотикой. Отечественным застройщикам и специалистам по отоплению здесь непривычно всё: принцип работы, эффективность и экономическая обоснованность применения в суровом климате.

На основе законов термодинамики

Тепловые насосы воздух — воздух — как холодильники и кондиционеры — используют выделение или поглощение теплоты рабочим веществом, называемым холодильным агентом, при переходе из жидкого состояния в газообразное (кипение) и наоборот (конденсация). Эти процессы проходят в специальных устройствах: испарителе и конденсаторе, встроенные в состав двух технологических контуров холодильного и климатического оборудования для дома.

Основной вид хладагента в таких агрегатах — фреон — углеводородистое соединение на основе метана или этана, содержащее атомы фтора, хлора или брома. В отечественной практике такие вещества принято называть хладонами. Низкая температура кипения позволяет хладагенту реагировать на незначительное тепло, содержащиеся в окружающей среде в низкопотенциальных источниках. В зависимости от среды, откуда берётся тепловая энергия для контура с испарителем, и вида теплоносителя, излучающего тепло для отопления дома, различают несколько типов теплового насоса:

• грунт — вода;
• вода — вода;
• воздух — вода;
• воздух — воздух.

Обогреватели последнего вида — самые экономичные.

Рабочий цикл и устройство насоса воздух — воздух

Процесс начинается с нагнетания наружного воздуха в камеру испарителя. Хладагент забирает из него тепло и переходит в газообразное состояние. С помощью компрессора создаётся давление, при котором температура газа возрастает до 60 ⁰ C. Хладагент поступает в конденсатор, где он осаждается в жидкость, отдавая тепло воздуху, подаваемому в помещения. Жидкий хладагент возвращается в первый контур с испарителем.

Для повышения эффективности работы воздушного теплового насоса устанавливается дроссельный клапан между конденсатором и испарителем. Он исключает движение газа в обратном направлении. Для тепла монтируется система воздуховодов с решётками или отдельные тепловентиляторы. В зависимости от проекта применяется два типа отопительной системы. К наружному блоку подключается или один внутренний, или несколько, каждый со своим блоком управления и специфическими характеристиками теплоотдачи для данного помещения.

Комплектация подобного устройства дополняется автоматическими системами контроля температуры и давления. В самых современных тепловых насосах применяется функция удалённого управления через интернет.

Преимущества

• Простота и экономичность монтажа: не требуются объёмные земляные или буровые работы (как при использовании тепла грунта). Срок окупаемости ниже, чем у других видов тепловых насосов — от 5 лет.
• Эффективен для любой климатической зоны.
• Возможно применение в качестве дополнительной системы отопления в готовом доме — стоимость расходов на отопление снижается кардинально.
• Высокий КПД. На 1 кВт затраченной электроэнергии приходится до 5 кВт выработанной тепловой энергии.
• Малое потребление электроэнергии.
• Полная пожаро- и взрывобезопасность.
• Компактные размеры основных устройств, бесшумность работы.
• В летний период применяется для кондиционирования помещений. Есть агрегаты с функциями осушения и увлажнения.

Минусы

• Энергоэффективность теплового насоса резко падает при температуре на улице ниже -15 ⁰ C.
• Требуются повышенные меры по теплоизоляции здания.
• Насос данного типа трудно использовать без дополнительных затрат для обеспечения ГВС.
• Может способствовать перемещению частиц пыли, вызывая аллергию

Насосы системы воздух — воздух: модели и цены

Производитель	Модель	Особенности	Цена, рубли
Toschiba	RAS-07PKVP	Фильтрация и ионизация воздуха, площадь обогрева — 40 м2, внутренний блок: 295х790х242 мм; наружный блок: 550х780х290 мм	53500
Goodman	Наружный блок CPKF4B-50	Низкая шумность, подача воздуха вверх, теплообменник из меди, производительность по теплу 13,7 кВт	176000
	Внутренний блок CAPF 4860 C6.	Высококачественная сталь, пластиковые поддоны для сбора конденсата, съёмная панель	65000
General	ASHG09 Nordik	Протестировано до — 30⁰ C , сверхтихий режим работы, дезодорирующие фильтры, площадь обогрева 50 м2	71920
Watercott	Basic Line BM 7010	Моноблок, низкое потребление энергии, специальная звукоизоляция, не содержащий хлора хладагент	360380
Daikin	Nexura	Стильный дизайн, напольный, настенный или встроенный внутренний блок, энергоэффективность до 400%	142490
Mitsubishi	Zubadan Muz – FH50VEHZ	Эффективен при диапазоне наружных температур от -25⁰ C до +24⁰ C , быстрое оттаивание внешнего блока	229 830

Тепловой насос воздух-воздух своими руками

Наружные и внутренние блоки для альтернативной воздушной системы отопления типа — продукт высокотехнологичный. Производители требуют проводить установку, подключение уличных и домашних устройств теплового насоса, монтаж воздуховодов только силами аттестованных специалистов, что повышает общие затраты на отопление дома.

Практика домашних мастеров показывает, что им доступен не только монтаж системы подвода тепла в нужное место помещения, но и изготовление самих агрегатов насоса — испарителя и конденсатора. Для этого используются компоненты бывших холодильных установок — вентиляторы, компрессоры, двигатели, блоки управления и т.д. Для владеющих сваркой изготовление змеевика из медной трубки — реальная задача.

Такой подход позволяет не только снизить в разы стоимость теплового насоса и всей системы отопления, но и подогнать их параметры под нужды конкретного объекта.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Основы работы с тепловыми насосами — Инженерное мышление

Основы работы с тепловым насосом. В этой статье мы рассмотрим, как работают тепловые насосы. Существует несколько вариантов тепловых насосов, но в этой статье мы рассмотрим типичный тепловой насос с воздушным источником. В них используется реверсивный клапан , позволяющий работать как в режиме нагрева, так и в режиме охлаждения.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть обучающее видео на YouTube по основам работы с тепловым насосом

Основные части, которые вы найдете в любой системе, такие как внутренний блок, наружный блок и некоторые соединяющие их трубы.

Внутренний блок можно установить в систему воздуховодов, это очень распространено в Северной Америке. В любом случае, все они в основном работают одинаково.

Снимая крышки, мы обнаружим следующие компоненты. Внутри внутреннего блока мы находим теплообменник, затем у нас есть расширительный клапан и обратный клапан, а также небольшой вентилятор для циркуляции воздуха в помещении.

Внутри наружного блока находится компрессор. Это движущая сила хладагента вокруг системы.В этом агрегате мы снова найдем теплообменник вместе с вентилятором, реверсивным клапаном, обратным клапаном и расширительным клапаном.

Режим охлаждения

Итак, в режиме охлаждения тепловой насос работает как обычный кондиционер. Наружный блок действует как конденсатор, а внутренний блок действует как испаритель.

Хладагент покидает компрессор в виде перегретого пара под высоким давлением и высокой температурой. Это направляется прямо в верхнюю часть реверсивного клапана. Реверсивный клапан решает, в каком направлении он может течь.В этом случае он отводится и направляется непосредственно к наружному теплообменнику, где хладагент будет конденсироваться, и он будет отдавать часть своей энергии.

Наружный воздух холоднее, чем температура хладагента внутри трубок. Вентилятор в наружном блоке продувает этот воздух через теплообменник, который забирает энергию из хладагента, вызывая его конденсацию. Помните, что хладагент всегда остается внутри трубок, он никогда не смешивается с воздухом. Тепловая энергия просто передается через стенку трубы, потому что существует разница температур, и горячее всегда течет к холодному.

Температура хладагента на выходе из компрессора намного выше температуры наружного воздуха. Это необходимо для обеспечения теплообмена. Если бы хладагент и воздух имели одинаковую температуру, то теплопередача не происходила бы, и система кондиционирования воздуха не работала бы. Чем больше разница температур между хладагентом и наружным воздухом, тем сильнее может происходить теплообмен.

Таким образом, этот хладагент, когда он входит и проходит вокруг наружного теплообменника, конденсируется и становится жидкостью.К тому времени, когда он выйдет и пройдет через обратный клапан, это будет насыщенная жидкость средней температуры, но все еще под высоким давлением. Сила всего хладагента, выходящего из этого компрессора, толкает хладагент к другим компонентам в этой системе.

В этой конфигурации наружный блок, который действует как конденсатор, предназначен для отвода тепла от системы. Все нежелательное тепло, которое система будет забирать от внутреннего блока, будет отправлено на компрессор, который вытолкнет его в конденсатор, где он будет отводить нежелательное тепло в наружный воздух.Вентилятор нужен только для того, чтобы ускорить теплообмен.

Поскольку теперь жидкий хладагент направляется во внутренний блок, он достигает другого обратного клапана. Этот обратный клапан перевернут и не пропускает хладагент. Вместо этого он обойдет это и пройдет через расширительный клапан. Расширительный клапан расширяет хладагент.

Узнайте, как работают расширительные клапаны , здесь

Когда хладагент выходит из расширительного клапана, это будет парожидкостная смесь низкого давления и низкой температуры.Он будет перемещаться по внутреннему теплообменнику, и он начнет забирать часть нежелательной тепловой энергии из комнаты. Вентилятор внутри внутреннего блока обеспечивает циркуляцию воздуха по комнате, подавая теплый воздух в блок, а также выталкивая холодный воздух по комнате.

Здесь внутренний блок действует как испаритель. Хладагент поступает во внутренний блок в виде парожидкостной смеси, но он имеет очень низкую температуру кипения. Температуры воздуха внутри помещения достаточно, чтобы этот хладагент закипел и превратился в насыщенный — слегка перегретый пар.Он все еще вытесняется хладагентом, который перекачивается из компрессора.

B, когда он покидает внутренний блок, хладагент будет выходить в виде насыщенного пара с низким давлением и низкой температурой. Он направится прямо обратно в реверсивный клапан, который в настоящее время настроен на отвод хладагента обратно в компрессор. Затем этот хладагент пройдет через компрессор и повторит весь цикл.

Режим обогрева

Если мы теперь посмотрим, как тепловой насос будет работать в режиме обогрева, то теперь вы увидите, что наружный блок действует как испаритель, а внутренний блок действует как конденсатор.

Итак, хладагент покидает компрессор снова в виде перегретого пара высокого давления, высокой температуры и направляется прямо к реверсивному клапану. В этой настройке реверсивный клапан отводит хладагент к внутреннему блоку, а не к наружному блоку.

Хладагент входит во внутренний блок, который теперь является конденсатором, и входит в него в виде перегретого пара высокого давления, высокой температуры.

Вентилятор в помещении обеспечивает циркуляцию воздуха в помещении через теплообменник.Этот воздух будет иметь более низкую температуру, чем температура хладагента в трубках теплообменника. Таким образом, хладагент будет отдавать некоторое количество энергии воздуху. Это конденсирует хладагент и превращает его в жидкость.

Хладагент покидает внутренний блок и направляется к обратному клапану и расширительному клапану. В этом случае он будет проходить через обратный клапан, потому что расширительный клапан не пропускает его через обратный клапан.

Хладагент течет по жидкостной линии прямо вниз к наружному блоку.Обратный клапан в наружном блоке не позволит ему пройти в этом направлении, поэтому вместо этого он будет проходить через расширительный клапан.

Расширительный клапан расширяет хладагент, и когда хладагент проходит через расширительный клапан, он уходит в виде парожидкостной смеси низкого давления и низкой температуры.

Теперь вентилятор в наружном блоке продувает воздух через теплообменник, температура которого выше точки кипения хладагента.Поэтому хладагент закипает и забирает часть тепла из этого воздуха.

Это превратит этот хладагент в насыщенный / слегка перегретый пар низкого давления и низкой температуры. Затем он направится прямо к компрессору, где он затем пройдет через компрессор и снова повторит весь цикл.

Итак, хладагент забирает эту тепловую энергию из всего внешнего воздуха и передает ее компрессору. Компрессор сжимает его, сжимает все вместе, что увеличивает температуру, поскольку частицы хладагента теперь больше сталкиваются, и выталкивает его к внутреннему блоку.

Сейчас многие люди говорят: «А как насчет зимой? Воздух холодный. Там нет энергии. Как же тогда вы берете энергию из воздуха? » Что ж, на самом деле этот воздух по-прежнему содержит много энергии, и, конечно же, ее достаточно, чтобы ее можно было извлечь с помощью теплового насоса. Пока температура воздуха выше -273 градусов по Цельсию, в этом воздухе есть энергия, которую можно извлечь. Очевидно, что в нашем климате мы не опускаемся до такой температуры. Однако чем ниже температура, тем труднее извлекать энергию, и в какой-то момент система будет использовать больше энергии, чем извлекает.

Причина, по которой вы можете извлекать тепловую энергию из воздуха в зависимости от температуры, заключается в том, что температура кипения хладагента очень низкая.

Если сравнивать воду и некоторые распространенные хладагенты. Мы знаем, что вода закипает при температуре около 100 ° C (212 ° F) и при этой температуре становится паром, пар выходит из воды и уносит тепло. С другой стороны, хладагент будет кипеть при очень низких температурах. Таким образом, пока температура воздуха выше этой точки кипения, он может накапливать тепло.

---

Тепловой насос !!! — Команда термодинамики B

Термодинамический принцип теплового насоса
Тепловой насос — это машина, передающая тепло из одного места в другое. Он действует как кондиционер или печь. Процесс этой машины включает перемещение воздуха с улицы в помещение без использования большого количества энергии. Он может производить горячий и холодный воздух в зависимости от желаемой температуры. В жаркие дни тепловой насос втягивает холодный воздух снаружи и может охлаждать воздух внутри домов или автомобилей.Когда на улице холодно, он может делать то же самое, но забирает тепло из наружного воздуха в теплую среду (4). Тепловой насос может сделать это, используя работу в системе (рисунок 1a), потому что работа добавляется к системе, а энергия не создается. Этот тип системы представляет собой цикл Карно (рисунок 1b). Есть несколько типов тепловых насосов; мы обсудим тепловые насосы воздух-воздух, геотермальные и водяные тепловые насосы.

Рис. 1a и 1b

Наивысшая эффективность на основе термодинамики

Когда тепловой насос используется вместе с газовой печью, оба оборудования разделяют тепловую нагрузку.Они работают в разное время, что увеличивает эффективность. Когда температура слишком низкая для работы теплового насоса, начинает работать газовая печь. Когда температура снова повышается, тепловой насос начинает работать. Это рентабельный двойной процесс, поскольку он позволяет тепловому насосу не использовать больше энергии, чем необходимо (3).

Тепловые насосы рассчитаны с использованием COP, что означает коэффициент производительности (2). Хороший КПД для отопления выше 1,2, а для охлаждения выше 0,7. Тепловые насосы плохо работают в климате, где часто температура опускается ниже нуля, поэтому вы, вероятно, не сможете найти их в окрестностях Висконсина.Это связано с тем, что перемещение тепла из очень холодной зоны требует гораздо больше энергии (4). В этом случае газовые печи будут лучшим вариантом для передачи тепла.

Рисунок 2

Детали теплового насоса

Компоненты теплового насоса включают конденсатор, расширительный клапан, испаритель и компрессор (2). Когда насос хочет производить теплый воздух, он передает тепло, выделяемое рабочей жидкостью в испарителе, и использует холодный воздух снаружи, чтобы превратить его в газ.Компрессор способен повышать температуру и давление газа, проталкивая его в змеевики конденсатора в нагретое пространство. Тепло от газа передается в комнату, когда газ конденсируется обратно в жидкость. Затем рабочая жидкость охлаждается, возвращаясь через расширительный клапан к змеевикам испарителя наружного блока (4). Эти компоненты одинаковы для всех типов тепловых насосов.

Рисунок 3

Есть три основных типа тепловых насосов: воздух-воздух, водный источник и геотермальный источник.Тепловые насосы воздух-воздух используют обратный цикл для перемещения горячего и холодного воздуха. Этот насос вырабатывает в полтора-три раза больше тепла, чем печь, и потребляет для этого меньше энергии. Другой тип теплового насоса — геотермальный, который поглощает тепло от земли.

Тепловой насос с водяным источником поглощает тепло аналогичным образом, за исключением подземных водопроводных труб. Эти трубы могут быть замкнутыми или разомкнутыми. В трубе с замкнутым контуром одна и та же вода многократно циркулирует по трубам. В трубе с открытым контуром вода откачивается из источника воды, такого как колодец или озеро, отбирается тепло, и вода возвращается в исходный источник воды (4).Эти тепловые насосы обладают высоким КПД. Как правило, их установка стоит дорого, но с годами можно сэкономить много денег на их эксплуатации. Они подходят для большинства домов и устойчивы к экстремальным погодным условиям, в отличие от тепловых насосов воздух-воздух (1).

Рисунок 4

Воздействие на окружающую среду

Тепловые насосы — это экологически чистая альтернатива печам и кондиционерам. Они могут снизить вдвое счет за электроэнергию.Высокоэффективные насосы также лучше осушают и охлаждают дома быстрее, чем кондиционеры, поскольку они потребляют меньше энергии и более эффективны.

Персональные просмотры

Тепловые насосы — очень жизнеспособные энергоэффективные источники. Они способны обогревать многие вещи, такие как бассейны, здания и гидромассажные ванны. Уникальность тепловых насосов заключается в том, что они равномерно распределяют тепло по окружающей среде. Если вы из Висконсина, воздушный насос может быть не лучшей идеей для инвестиций, потому что в большинстве случаев температура здесь слишком низкая, чтобы тепловые насосы могли нормально работать в замерзшей тундре.Летом мы любим насосы воздух-воздух, потому что они помогают нам сохранять прохладу летом, когда мы сидим на диване и пьем мохито.

Ссылки

1. Тепловой насос Systems, Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии https://www.energy.gov/energysaver/heat-and-cool/heat-pump-systems
2. Тепловой насос , Википедия. https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_pump
3. Что такое тепловой насос ? Леннокс https: // www.lennox.com/help/faqs/heat-pumps
4. Коуэн, Лаура, Сеннебоген, Эмили, Как работают тепловые насосы. Как все работает https://home.howstuffworks.com/home-improvement/heating-and-cooling/heat-pump.htm
5. Рисунок 1: https://opentextbc.ca/physicstestbook2/wp-content/uploads/sites/211/2017/10/Figure_16_05_01.jpg
6. Рисунок 2: http://hydrogen.physik.uni-wuppertal.de/hyperphysics/hyperphysics/hbase/thermo/imgheat/hpump.gif
   
7. Рисунок 3: https: //www.greenmatch.co.uk/media/2465211/how-air-source-heat-pump-works.png
8. Рисунок 4: https: //www.real-world-physics-problems.com/images/geothermal_heat_pump.png

% PDF-1.4 % 1 0 объект > поток 2017-03-30T12: 12: 16-04: 00Microsoft® Word 20132021-10-24T19: 07: 25-07: 002021-10-24T19: 07: 25-07: 00iText 4.2.0 от 1T3XTapplication / pdfuuid: 419b7af1- 3fb7-4f66-acda-1ccd35b0a9a9uuid: eed002a1-6d3c-480d-bf80-8fecbc32c6bfuuid: 419b7af1-3fb7-4f66-acda-1ccd35b0a9a9

сохранено xmp.iid9111b08: 9DEFACCX: 308C08C08C08CX: 9DEFACX: 9DEFACC03: 9DEFACC03 / метаданные

Лу Лю

конечный поток эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > поток xXM6ϯ #

Водонагреватели с тепловым насосом | Класс энергопотребления

В Австралии HPWH составляют около 3 процентов используемых водонагревателей.На момент составления профиля продукта 2012 года на рынке Австралии было около 18 брендов и около 80 отдельных моделей HPWH, а в Новой Зеландии — 9 брендов и 25 моделей.

Что такое водонагреватель с тепловым насосом?

Водонагреватели с тепловым насосом поглощают тепло из воздуха и передают его для нагрева воды. Поэтому их также называют «тепловыми насосами с воздушным источником энергии». Они работают на электричестве, но примерно в три раза эффективнее обычных электрических водонагревателей.При использовании в правильной окружающей среде они экономят энергию, деньги и сокращают выбросы парниковых газов.

Как это работает?

Тепловой насос работает по тому же принципу, что и холодильник, но вместо того, чтобы откачивать тепло из холодильника, чтобы он оставался прохладным, они нагнетают тепло в воду. Электричество используется для прокачки хладагента через систему. Хладагент передает тепло, поглощенное воздухом, воде в баке.

Схема 1. Работа теплового насоса

Тепловые насосы работают за счет использования хладагента, который испаряется при низких температурах.

Процесс состоит из нескольких этапов:

• Жидкий хладагент проходит через испаритель, забирает тепло из воздуха и превращается в газ.
• Газовый хладагент сжимается в электрическом компрессоре. Сжатие газа вызывает повышение его температуры, так что он становится горячее, чем вода в резервуаре.
• Горячий газ поступает в конденсатор, где передает тепло воде и снова превращается в жидкость.
• Затем жидкий хладагент течет в расширительный клапан, где его давление снижается, позволяя ему остыть и поступать в испаритель для повторения цикла.

Тепловой насос использует электричество для привода компрессора и вентилятора, в отличие от традиционного электрического водонагревателя сопротивления, который использует электричество для непосредственного нагрева воды. Тепловой насос может передавать гораздо большее количество тепловой энергии из окружающего воздуха в воду, что делает его высокоэффективным. Количество тепла, которое может передаваться от воздуха к воде, зависит от температуры окружающей среды.

Пока наружная температура выше, чем температура холодного хладагента, тепловой насос будет поглощать тепло и передавать его воде.Чем теплее наружный воздух, тем легче тепловому насосу подавать горячую воду. По мере снижения наружной температуры может передаваться меньше тепла, поэтому тепловые насосы не работают так же хорошо в местах с низкими температурами.

Для того, чтобы испаритель мог непрерывно поглощать тепло, необходим постоянный приток свежего воздуха. Вентилятор используется для увеличения потока воздуха и удаления охлажденного воздуха.

Тепловые насосы доступны в двух конфигурациях; интегрированные / компактные системы и сплит-системы.

• Интегрированные / компактные системы: компрессор и накопительный бак представляют собой единое целое.
• Сплит-системы: бак и компрессор раздельные, как в кондиционере сплит-системы.

Как работает тепловой насос?

Тепловые насосы — это старая технология отопления и охлаждения, которая все еще развивается. Еще в 1852 году были разработаны первые научные принципы, лежащие в основе тепловых насосов и искусственного охлаждения, и на их основе изобретатели основали эту концепцию.В 1940-х годах тепловые насосы стали популярным домашним устройством, обеспечивающим уютный комфорт и удобство единой системы. С тех пор популярность и эффективность тепловых насосов постоянно возрастают. Давайте посмотрим, как тепловой насос «перекачивает» тепло и для обогрева, и для охлаждения.

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос — это система, передающая тепло, перемещая его из одного места в другое. В летние месяцы тепловой насос перемещает тепло изнутри вашего дома и выбрасывает его наружу, а в зимние месяцы он меняет этот процесс.Тепловой насос с воздушным источником воздуха состоит из двух частей — внутреннего и внешнего блока.

Типичная система теплового насоса включает:

• Компрессор, который перемещает хладагент через систему
• Змеевик конденсатора и теплообменник испарителя, который нагревает или охлаждает воздух
• Реверсивный клапан, который изменяет поток хладагента
• Термостатические расширительные клапаны, которые регулируют поток хладагента
• Аккумулятор, который регулируется в зависимости от сезона
• Трубопроводы хладагента, соединяющие внутренние и внешние компоненты
• Нагревательные полосы, используемые для дополнительного тепла в холодные дни
• Воздуховоды, которые позволяют горячему или холодному воздуху проходить повсюду дом

Как работает тепловой насос?

История тепловых насосов начинается с хладагентов.Хладагенты обладают уникальной мощностью, с которыми легко манипулировать, и с низкими температурами кипения. Хладагент — это жидкость, которая может быстро переходить из жидкости в пар и обратно в жидкость снова и снова. При смене фазы он поглощает и выделяет тепло.

Тепловые насосы используют это преимущество. Как замкнутая система, тепловые насосы могут заставлять хладагенты поглощать и отдавать тепло там, где они хотят. Являясь сердцем системы, компрессор поддерживает поток хладагента между внутренним и внешним конденсаторными блоками.

В режиме охлаждения летом теплый воздух из вашего дома втягивается в воздуховоды вентилятором, который проходит над змеевиками испарителя, передавая тепло хладагенту, который циркулирует снаружи. Хладагент отводит тепло наружу и совершает обратный путь, чтобы сделать это снова, пока ваш дом не достигнет желаемого уровня комфорта. В режиме отопления зимой этот процесс обратный: тепло из окружающего воздуха поступает в дом.

Как тепловой насос экономит энергию?

Тепловые насосы используют электричество вместо топлива.Популярность альтернативных топливных систем, таких как тепловые насосы, росла за последнее десятилетие по мере повышения стандартов эффективности систем. Одна из причин, по которой он настолько эффективен, — это основной принцип его работы — теплопередача.

Проще говоря, тепловые насосы основываются на концепции, согласно которой более эффективно перемещать тепло, чем создавать его. Тепло естественным образом перемещается от высоких температур к областям с более низкими температурами. Используя небольшое количество электроэнергии, система теплового насоса может обратить этот процесс вспять, перемещая тепло из мест с относительно низкой температурой в области с более высокой температурой.

На что обращать внимание на тепловом насосе

В Соединенных Штатах каждый проданный тепловой насос имеет этикетку EnergyGuide, которая сообщает покупателям характеристики теплового насоса по обогреву и охлаждению, чтобы вы могли сравнить их с другими моделями. Ищите Energy Star, что означает, что тепловой насос соответствует строгим требованиям по энергоэффективности. На этикетках сезонного коэффициента энергоэффективности (SEER) для сезона охлаждения и коэффициента производительности отопительного сезона (HSPF) указывается рейтинг энергоэффективности. Чем выше SEER и HSPF, тем лучше экономия энергии.

Преимущества тепловых насосов

Тепловые насосы обладают рядом преимуществ. На протяжении многих лет инновации продолжали улучшать тепловые насосы для повышения эффективности и комфорта. Тепловые насосы обычно тише, чем кондиционер, что позволяет легко найти внешний дом для компрессорной установки, даже рядом со спальнями и патио.

Меньшие счета

Одним из недостатков тепловых насосов является их более низкая продолжительность жизни. Поскольку они используются круглый год, ожидаемый срок службы теплового насоса составляет около 15 лет, что немного меньше, чем у обычной печи и кондиционера.Однако тепловой насос компенсирует это меньшими счетами. По данным Energy.gov, тепловой насос с воздушным источником может обеспечить примерно в полтора-три раза больше тепловой энергии, чем энергия, которую он использует.

Отлично подходит для умеренных погодных условий

Тепловые насосы — отличный вариант для умеренных погодных условий, таких как Тихоокеанский северо-запад, где зимние температуры редко регулярно опускаются ниже 30 градусов. Причина в том, что перемещение тепла из очень холодных областей в более теплое требует больше энергии, чем перемещение между двумя областями с умеренной температурой.Однако, когда температура упадет, вам все равно будет тепло. Дополнительное тепло помогает тепловому насосу производить достаточно тепла, чтобы в вашем доме было комфортно.

Типы тепловых насосов

Тепловые насосы с воздушным источником

Самый распространенный тип тепловых насосов называется тепловым насосом с воздушным источником. Тепловые насосы с воздушным источником обдувают змеевики, заполненные хладагентом, которые передают тепло либо в помещении, либо на улице, в зависимости от сезона. Тепловые насосы с воздушным источником также входят в состав бесканальных тепловых насосов.

• Использует компрессор и хладагент, установленные в наружном блоке снаружи дома, для передачи или отвода тепла изнутри дома.
• Может как нагревать, так и охлаждать с помощью компрессора и реверсивного клапана, который перемещает хладагент в противоположных направлениях в зависимости от того, нужно ли добавлять тепло из дома или отводить его.

Земляные тепловые насосы

Земляные тепловые насосы также известны как геотермальные тепловые насосы или водяные тепловые насосы. С конца 1940-х годов геотермальные тепловые насосы в качестве теплообменника используют постоянное тепло земли вместо внешнего воздуха. Геотермальные и водные тепловые насосы поглощают тепло от земли или водоема через замкнутую систему, которая переносит хладагент или воду по подземным трубам и может обогревать и охлаждать дома.

• Вместо того, чтобы использовать наружный воздух в качестве источника и хранилища тепла, геотермальные тепловые насосы забирают тепло от земли зимой или отводят тепло на землю летом.
• Залитые жидкостью трубы, проложенные под землей, поглощают тепло от земли во время отопительного сезона и отводят избыточное тепло в землю во время сезона охлаждения. Этот метод передает тепло от источника и доставляет его в дом или от него.

В чем разница между кондиционером и тепловым насосом?

У кондиционеров есть одна огромная сверхспособность — они доставляют в дом приятный прохладный воздух все лето.Хотя они работают как тепловой насос, перемещая тепло из дома на улицу, кондиционеры работают только один сезон. Мы подготовили подробное руководство по выбору того, какой лучше подходит для вас: кондиционер или тепловой насос.

Поскольку кондиционеры работают только сезонно, они обычно служат от 15 до 20 лет и могут быть лучше, если у вас уже есть печь. Преимущество тепловых насосов в том, что они представляют собой единые блоки — как для охлаждения, так и для обогрева, — что экономит место и использует один источник топлива.

Охлаждает ли тепловой насос и кондиционер?

Существует очень небольшая разница между охлаждением теплового насоса и кондиционера при условии, что вы сравниваете одинаковые рейтинги SEER. Другие факторы, которые следует учитывать, — это размер вашего дома, окна, двери и изоляция, а также ориентация вашего дома на солнце. Это все, что может помочь оценить эксперт Jacobs по отоплению и кондиционированию воздуха.

Тепловой насос — отличный вариант для Портленда

Тепловые насосы лучше всего работают в теплом климате с мягкой зимой, и это описание идеально подходит для Портленда.При средних низких зимних температурах в середине 30-х годов тепловой насос представляет собой эффективную и действенную систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, которая одновременно экономит деньги на счетах и ​​дает вам универсальную систему, работающую круглый год.

Узнайте больше о наших услугах по установке и ремонту тепловых насосов.

Чем может помочь Джейкобс

Решение, с какой системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха вы хотите жить в течение следующих 15–20 лет, может показаться сложной задачей. Эксперты Jacobs по отоплению и кондиционированию воздуха проведут вас через весь процесс и помогут выбрать правильную систему для вашего дома.Консультанты помогут оценить ваш дом, чтобы убедиться, что у вас есть долговечная система, которая обеспечит вам комфорт в любое время года. Избегайте дополнительных затрат и меньшего количества ремонтов, запланировав настройку существующей системы до того, как возникнут проблемы. Наши планы обслуживания позволят вашей системе работать как часы без каких-либо стрессов и проблем. Независимо от того, что вам нужно, мы всегда на расстоянии одного телефонного звонка. Приглашаем вас ознакомиться с нашим заявлением о COVID-19 и о том, как мы принимаем меры предосторожности для защиты вас, нашей команды и наших сообществ.

Как работает тепловой насос?

Стоимость отопления домов начала расти в 1970-х годах после последовательных энергетических кризисов. Во-первых, поставки нефти из Запада сократились, когда арабские страны наложили на них эмбарго после войны Судного дня 1973 года. Затем, в 1979 году, после потрясений в Иране цены снова оказались под давлением. Эти события стали началом революции в области возобновляемых источников энергии в виде схем накопления энергии с помощью ветра, солнца и гидроаккумулятора. Они также увидели первый значительный рост тепловых насосов.

Принципы работы тепловых насосов

Кондиционеры являются теплообменными устройствами. Другими словами, они преобразуют теплый воздух из внутреннего пространства в охлажденный воздух, который они отправляют обратно. Неизбежно кто-то думал о том, чтобы повернуть вспять процесс. Тепловые насосы работают наоборот. Они превращают холодный воздух снаружи дома в теплый воздух, который накачивают в него. Наука довольно сложная. Вы можете прочитать об этом здесь, если вам нужно узнать больше.

Однако, в широком смысле, тепловой насос включает в себя кондиционер внутри помещения, а также наружный блок, похожий на кондиционер, за исключением того, что мы называем его тепловым насосом, чтобы отличить его.Тепловой насос всасывает холодный воздух — тепловую энергию — извне и производит тепло.

Таким образом, мы можем представить себе тепловые насосы и кондиционеры как переносчики температуры, перемещающие воздух с измененной температурой из одного помещения в другое. Точная наука не имеет значения, хотя вы можете перейти по ссылкам, если вам достаточно любопытно. Что более важно с точки зрения пользователя , так это то, что преобразование тепла меняется в зависимости от сезона .

Экономические преимущества тепловых насосов

Тепловые насосы — это термически эффективный способ повышения температуры в ограниченном пространстве.Это означает, что они используют относительно меньше энергии для выполнения своей работы. Фактически, эффективный тепловой насос может потреблять в четыре раза меньше электроэнергии, чем резистивный нагреватель. Однако они значительно дороже. Как и солнечная энергия, им требуются годы, чтобы окупить свои затраты.

Как реверсивные тепловые насосы также охлаждают дома

Поскольку их механизмы схожи, имеет смысл объединить тепловые насосы и кондиционеры в один реверсивный тепловой насос. Опять же, используя простые термины, они могут изменить направление потока хладагента.В цикле нагрева наружный змеевик является испарителем, а внутренний — конденсатором.

Но в режиме охлаждения все наоборот, потому что наружный змеевик является конденсатором, а внутренний — испарителем. К счастью, нам, как пользователям, нужно только знать, на какой переключатель нажать!

Другие применения тепловых насосов

Способность тепловых насосов увеличивать тепловую энергию — другими словами, температуру — открывает возможность других применений. Например, энергия может нагревать воду для радиаторов отопления или даже направлять ее под полы для отопления.Существуют также комбинированные солнечно-тепловые насосы. В этой технологии солнечная энергия увеличивает начальную температуру воды. Затем эта теплая вода поступает в испаритель теплового насоса для окончательной обработки, тем самым снижая общее количество потребляемой электроэнергии.

Инвестируйте в тепловой насос сегодня, чтобы получить преимущества энергосбережения завтра.

Щелкните здесь, чтобы назначить бесплатную консультацию на дому.

Как работают воздушные тепловые насосы

Хотите сэкономить на счетах за отопление и охлаждение? Прежде чем выбрать решение, узнайте, как работают тепловые насосы с воздушным источником.Эти обычные тепловые насосы — недорогой и эффективный вариант для домов и зданий в более мягком климате, где зимы не слишком суровые. Кроме того, недавние технологические усовершенствования сделали их жизнеспособным вариантом и в некоторых более холодных климатических условиях.

Вместо сжигания топлива в качестве источника тепла, тепловые насосы с воздушным источником работают, передавая тепло из одного места в другое. Нет необходимости разжигать огонь, не требуется дымоход или вентиляция. Тепловые насосы с воздушным источником очень эффективны при обогреве и охлаждении внутренних помещений.Они также могут нагревать воду для дома и в качестве дополнительного бонуса обычно предлагают экономию энергии.

Как работают тепловые насосы с воздушным источником

Если вам интересно, как работают воздушные тепловые насосы, сосредоточьтесь на основных принципах охлаждения. Даже в холодную погоду наружный воздух содержит тепло. Тепловой насос с воздушным источником всасывает наружный воздух, отбирает из него тепло и использует это тепло для обогрева вашего дома. Стандартные воздушные тепловые насосы могут отбирать тепло от температуры наружного воздуха до 5 °.В теплую погоду процесс меняется на противоположный, и насос сохраняет прохладу в вашем доме, забирая теплый воздух из помещения и выводя его на улицу.

Знаете ли вы, что почти в каждом доме есть «тепловой насос»? Это твой домашний холодильник! Он отводит тепло от одного источника и перемещает его к другому. Зимой он даже обеспечивает бесплатное тепло в области вокруг холодильника. К сожалению, это также означает, что летом холодильник становится тепловой нагрузкой, с которой ваш кондиционер должен справляться.

Компоненты системы воздушного теплового насоса

Большинство систем с воздушным тепловым насосом содержат два блока: наружный блок и внутренний блок. Хладагент проходит через систему по контуру. Контур включает четыре основных компонента: испаритель, компрессор, конденсатор (или теплообменник) и расширительный клапан. Когда хладагент проходит через эти компоненты, он превращается из жидкости в газ, поглощая и передавая тепло при движении по системе.

Наружный воздух поступает через испаритель системы, где его тепло поглощается хладагентом. Поскольку хладагент намного холоднее, чем наружный воздух, когда энергия воздуха поглощается, хладагент превращается из жидкости в газ. Затем этот газ проходит через компрессор, который уменьшает объем хладагента и значительно увеличивает его температуру.

Затем теплый газ втягивается в конденсатор (или теплообменник). На этом этапе тепло из газообразного хладагента извлекается и используется для обогрева дома.

После отвода тепла хладагент снова превращается в жидкость под высоким давлением и проходит через расширительный клапан, где давление сбрасывается. В этот момент хладагент снова может поглощать тепло и возвращается в испаритель, чтобы снова пройти цикл.

В теплую погоду клапан рядом с компрессором позволяет циклу реверсировать сам, вытягивая теплый воздух из вашего дома, чтобы он оставался прохладным.

Преимущества тепловых насосов с воздушным источником

Воздушные тепловые насосы для работы требуют электричества, но они производят больше энергии, чем потребляют.Фактически, коэффициент полезного действия электрического теплового насоса обычно превышает 3: 1. То есть на каждый киловатт электроэнергии, потребляемой системой, она производит три киловатта.

Воздушные тепловые насосы также дешевле в установке, чем наземные тепловые насосы, и при правильной установке они могут снизить затраты на электроэнергию в вашем доме до 40%. Дома и здания, которые хорошо изолированы, больше всего выигрывают от использования теплового насоса с воздушным источником.

Помимо экономии затрат на энергию, воздушные тепловые насосы имеют меньший углеродный след, поэтому они более безопасны для окружающей среды, чем горючие системы отопления.Они также могут работать с использованием солнечной или ветровой энергии вместо электричества, и они обеспечивают функции нагрева и охлаждения из одной системы. Наконец, поскольку в этих системах используется настоящая технология переменной скорости, они снижают постоянно меняющиеся температуры помещения, связанные с одноступенчатыми системами.