Принцип работы теплового насоса: Принципы работы тепловых насосов

Принцип работы теплового насоса «вода-вода» | Полезное

При постоянном росте цен на газ и уголь, потребители все чаще задумываются о применении альтернативных источников энергии — воды, земли или воздуха. Такое оборудование дает возможность отказаться от покупки топлива. К тому же, использование возобновляемых природных ресурсов является важным вопросом сохранения окружающей среды. Принцип работы теплового насоса вода-вода позволяет обеспечить тепло в доме, не нарушая природный баланс и не загрязняя окружающую среду.

Источником тепла может выступать любая водная среда — идеальным вариантом являются грунтовые воды, температура которых никогда не опускается ниже 7°C, но подойдут и открытые водоемы.

Расчет эффективности теплового насоса вода-вода

Прежде чем совершить покупку необходимо выполнить расчет и определить эффективность теплового насоса вода-вода, чтобы четко понимать выгоду от такого приобретения.

Тепловой насос производит объем энергии в 3-5 раз больше, чем расходует, однако, это вовсе не значит, что стоит верить рекламным трюкам некоторых продавцов, заявляющих о том, что КПД составляет 300-500%.

У теплонасосов действительно высокий КПД, но превышать 100%, он не может.

Эффективность тн будет сильно зависеть от типа источника энергии. Если сравнить затраты на покупку, установку и транспортировку в соотношении на 1 кВт мощности, то самым дорогим будет геотермальный с вертикальным коллектором. Чуть менее дорогостоящим будет грунтовой с горизонтальным коллектором, а самым дешевым воздушный, но менее эффективным. Самым оптимальным оказывается вода-вода, у него отличное соотношение цены и выдаваемой мощности.

Устройство теплового насоса вода-вода

Если в качестве источника используется водоем, он должен быть расположен в непосредственной близости от дома, не более 100 м, иначе установка такого агрегата будет нерентабельной. Примечательно, что устройство и геотермального насоса, и водяного с закрытым циклом одинаковое. Разница лишь в том, что второй берет тепло только из воды.

Водяные насосы закрытого цикла требуют прокладки коллектора, а перенос энергии от низкопотенциального источника в отопительный контур совершается за счет хладагента. Эффективнее всего показывают себя системы, забирающие энергию из грунтовых вод, ведь они имеют практически постоянную среднегодовую температуру t = 7-10 oC.

Принцип работы теплового насоса вода-вода: вода из источника отдает тепло испарителю и попадает обратно в водоем через другую скважину для сброса. Хладагент в испарителе закипает и преобразуется в пар, затем сжимается в компрессоре, при этом температура и давление значительно повышаются. Далее хладагент перенаправляется в конденсатор, в котором отдает тепло в отопительный контур, а сам конденсируется. Далее он проходит через сбросной клапан, охлаждается и весь цикл повторяется заново, до тех пор, пока помещение не нагреется. Если в агрегате установлен погодазависимый режим, при достижении нужной температуры в контуре он автоматически отключится. Когда дом начнет охлаждаться, устройство включится снова.

В водяных теплонасосах открытого цикла плюсом является возможность получать воду для горячего водоснабжения. Система работает по принципу сообщающихся сосудов, перекачивая воду из источника через контур, а потом возвращая обратно. Минус таких систем – недолговечность и необходимость регулярной очистки.

Возникли вопросы?

Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!

Принцип работы и применение теплового насоса Lessar

Принцип работы и применение теплового насоса

Работа теплого насоса LESSAR более эффективна, чем работа традиционных отопительных систем, поскольку помимо потребляемой электроэнергии он может брать тепло из наружного воздуха, что уменьшает затраты в процессе его эксплуатации. Системы отопления, основанные на применении теплового насоса, являются экологически чистыми, работают без сжигания топлива и не производят вредных выбросов в атмосферу.

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы обычного кондиционера основан на том, что в режиме охлаждения хладагент, кипящий в испарителе внутреннего блока кондиционера, поглощает тепло от комнатного воздуха и передает его в конденсатор наружного блока, где при конденсации хладагента выделяется тепло и передается окружающей среде.

Принцип же работы теплового насоса обратный и основан на изменении направления движения этого хладагента в противоположную сторону.

Один из возможных вариантов теплового насоса — это парокомпрессионная холодильная установка, которая состоит из следующих основных компонентов: компрессор, конденсатор, расширительный вентиль и испаритель. Газообразный хладагент поступает на вход компрессора. Компрессор сжимает газ, при этом его давление и температура увеличиваются (универсальный газовый закон Менделеева-Клапейрона). Горячий газ подается в теплообменник, называемый конденсатором, в котором он охлаждается, передавая свое тепло воздуху или воде, и конденсируется – переходит в жидкое состояние. Далее на пути жидкости под высоким давлением установлен расширительный вентиль, понижающий давление хладагента. Компрессор и расширительный вентиль делят замкнутый гидравлический контур на две части: сторону высокого давления и сторону низкого давления. Проходя через расширительный вентиль, часть жидкости испаряется, и температура потока понижается.

. 

Далее этот поток поступает в теплообменник (испаритель), связанный с окружающей средой (например, воздушный теплообменник на улице). При низком давлении жидкость испаряется (превращается в газ) при температуре ниже, чем температура наружного воздуха. В результате часть тепла наружного воздуха переходит во внутреннюю энергию хладагента. Газообразный хладагент вновь поступает в компрессор, и, таким образом, контур замыкается.

Поэтому, затрачивая всего 1 кВт электрической энергии на привод компрессора, можно получить теплопроизводительность конденсатора около 4-5 кВт. Например, инверторный наружный блок LESSAR Heat Pump LUM-HE120FA2, потребляя 2,79 кВт, выдает теплопроизводительность 12 кВт. 

Тепловой насос LESSAR Heat Pump состоит из следующих основных раздельных компонентов:

1)

Наружный инверторный блок предназначен для наружной установки: на стене здания, крыше, прилегающей территории, гараже. С помощью компрессора он перемещает тепло с улицы в дом, и наоборот. Испаряясь в теплообменнике наружного блока хладагент набирает энергию.

2) Гидравлический модуль предназначен для установки в эксплуатационном помещении. Наружный блок теплового насоса работает на внутренний гидравлический модуль, подающий с помощью встроенного насоса нагретую воду на теплые полы и радиаторы. Конденсируясь в теплообменнике гидравлического модуля, хладагент отдает тепло воде. Совместно с наружным инверторным блоком гидравлический модуль образует минимальный комплект, необходимый для обогрева дома с помощью радиаторов, системы фанкойлов или теплых полов, а также охлаждения с помощью системы фанкойлов.

3) Аккумуляторный бак представляет собой теплоизолированную емкость с эмалевым покрытием, внутри которой находится змеевик. Вода подогревается тепловой энергией наружного воздуха благодаря теплообменнику гидравлического модуля, подключенному к тепловому насосу. Аккумуляторный бак предназначен для установки в эксплуатационном помещении. Совместно с наружным инверторным блоком и гидравлическим модулем образует систему, предназначенную для эффективного обогрева и охлаждения дома, а так же нагрева воды для горячего водоснабжения.

Дополнительно может быть установлен комплект подключения для солнечной батареи. Таким образом, в регионах с большим количеством солнечных дней в году, можно дополнительно увеличить энергоэффективность системы теплового насоса. 

Применение теплового насоса:

• для систем отопления

• для систем горячего водоснабжения

• для систем теплых полов

• для систем фанкойлов

При этом система потребителей тепла/холода может быть скомпонована различными способами и может работать в различных режимах в зависимости от желания заказчика и времени года:

1) В летний период система может работать как на охлаждение воздуха внутри дома посредством фанкойлов, так и на обогрев воды для систем горячего водоснабжения. 

2) В зимний период система может работать на обогрев воды для горячего водоснабжения, отопления, теплых полов и систем фанкойлов.

3) В весенне-осенний период система может сочетать в себе работу на обогрев воды для горячего водоснабжения, отопления, теплых полов и систем фанкойлов, или в случае необходимости работать на охлаждение воздуха внутри дома посредством фанкойлов. 

Типовая схема применения теплового насоса:

Схема и принцип работы теплового насоса для бассейна LEBERG

Каталог

Производители

Схема и принцип работы теплового насоса для бассейна LEBERG

Схема системы

Тепловой насос — это устройство для переноса тепловой энергии от источника низко потенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой. Тепловой насос — это реверсивная холодильная машина или же кондиционер, работающий на нагрев.

— Тепловой насос LEBERG использует энергию солнца путем забора ее из окружающего воздуха. Затем, эта энергия передается воде в бассейне. Существующие тепловые насосы постоянно прогоняют воду через нагреватель, обычно расположенный рядом с оборудованием бассейна, и вода нагревается. Таймер теплового насоса может быть установлен так, чтобы он работал на протяжении солнечного времени суток, например с 9 утра до 5 вечера.

Блок содержит вентилятор, который затягивает наружный воздух и направляет его на поверхность испарителя (коллектора энергии). Жидкий хладагент внутри испарителя поглощает тепло окружающего воздуха и превращается в газ.

— Теплый газ поступает в компрессор, где сжимается и нагревается до очень нагретого газа, который затем поступает в конденсатор (теплообменник с водой). Именно здесь и происходит теплообмен: горячий газ отдает свое тепло холодной воде в бассейне, которая циркулирует по соленоиду.

— Вода в бассейне становится теплее, а горячий газ, проходя через соленоид конденсатора, охлаждается и возвращается в жидкое состояние, проходит соленоидный клапан, после чего весь процесс повторяется.

— Современные технологии тепловых насосов могут эффективно забирать тепло окружающего воздуха при температуре от 7 С. Это означает, что при тропическом и субтропическом климатах температура бассейна может поддерживаться на уровне 26-32 –0С.

Для  работы теплового насоса необходимо всего лишь разместить его вблизи бассейна, подключить к системе фильтрации воды бассейна и к электричеству, обеспечить отвод дренажа и свободный доступ свежего воздуха. Установка теплового насоса обычно происходит в течении дня.

Схема подключения теплового насоса для бассейна

Блок будет хорошо работать при любом размещении при условии, что соблюдены три фактора:

1.Свежий воздух 2.Электричество 3.Наличие фильтров бассейна

Теоретически, блок может быть установлен в любом месте снаружи при условии, что соблюдаются требования к минимальному расстоянию от других объектов. Для бассейнов внутри помещений проконсультируйтесь с установщиком оборудования.

Все добавки химикатов должны вводиться после теплового насоса по току воды.

Необходимо установить by-pass в том случае, если поток воды от насоса в бассейне превышает указанный производителем поток через теплообменник теплового насоса более чем на 20%.

Обычно тепловой насос для бассейна устанавливается в радиусе 7.5 метров от бассейна. Чем больше расстояние от бассейна, тем больше потери тепла в подводке. Так как большая часть труб закапываются, тепловые потери могут быть минимальными на расстоянии до 30 метров (15 метров к и от теплового насоса = 30 метров в целом), за исключением случаев, когда земля сырая. Потери тепла на каждые 30 м можно грубо принять 0.6 кВт*ч (2000 BTU) на каждые 5С разницы между температурой в бассейне и температурой окружающей трубу земли, что влечет за собой увеличение времени работы на 3-5%.

Заказать и купить тепловой насос для бассейна LEBERG в Санкт-Петербурге: (812) 702-76-82, 337-20-54, 371-06-03

Принцип работы теплового насоса — схема, устройство, действие теплового насоса

Отопление тепловым насосом — это один из способов обогрева здания, альтернатива газовому котлу. В качестве источника энергии они используют тепло окружающей среды – земли, воздуха, воды и преобразовывают его в тепловую энергию для отопления дома.

Далее мы подробно и наглядно рассмотрим, схему, устройство и принцип работы теплового насоса.

Схема теплового насоса

Прежде чем рассмотреть как работает тепловой насос, нужно понять из каких основных элементов он состоит. Каждый насос независимо от способа получения тепла содержит:

• Испаритель;
• Компрессор;
• Конденсатор;
• Расширительный клапан.

Это основные элементы, которые присутствуют во всех видах тепловых насосов.

Схема расположения элементов теплового насоса

Порядок и принцип действия теплового насоса

Многим знаком принцип работы холодильника: тепло отбирается из внутренней части и выводится наружу — заднюю или боковую стенку.  Принцип отопления тепловым насосом похож.  Насос отбирает тепло из окружающей среды и переносит его в дом. Причем особенность работы его работы в том, что из окружающей среды он получает температуру 0 … +7 ˚С, а преобразовывает её в 35-50˚С.

Порядок работы:

1. Тепловой насос извлекает тепло из окружающей среды – земли, воздуха или воды. Достаточная температура – 0…7˚С.
2. Внутри насоса установлен испаритель с хладагентом. Это особая жидкость, которая закипает при температуре близкой к 0˚С.
3. За счет тепла полученного из окружающей среды хладагент закипает и принимает газообразную форму.
4. В виде газа хладагент поступает в компрессор. Здесь он сжимается, в результате чего увеличивается его давление и растет температура.
5. Далее уже нагретый газ поступает в конденсатор, где отдает тепло системе отопления. После чего он охлаждается и снова принимает жидкое состояние.
6. Жидкий хладагент поступает в расширительный клапан, где его давление понижается до начального низкого значения.
7. После этого хладагент возвращается в испаритель. Контур замыкается. Процесс повторяется непрерывно.

Выводы

Главным компонентом в схеме работы теплового насоса является хладагент — специальная жидкость, которая закипает при низкой температуре. Именно благодаря ей получаемые из земли или воздуха  0 … +7˚С превращаются в +40 … +50˚С необходимые для работы системы отопления.

Чем выше температура окружающей среды, тем стабильнее и выше КПД теплового насоса. Вот почему грунтовые тепловые насосы считаются более эффективными, чем воздушные.

Читайте также

1. Скрытые утечки тепла в частном доме о которых вы не догадываетесь
2. Камин с водяным контуром — совмещение обычного камина и твердотопливного котла
3. Все о солнечных коллекторах для отопления дома

Принцип работы теплового насоса | SolarSoul.net ☀️

Очень часто принцип работы теплового насоса сравнивают с работой обычного бытового холодильника. Холодильник отбирает тепло у продуктов (охлаждая их), и затем выбрасывает полученную энергию в помещение через радиаторную решетку.

Тепловой насос, например шведского бренда Thermia, так же “вытягивает” тепло из внешней среды (воздух, вода, земля) передавая его в систему отопления. При этом получается, что тепло от более холодного источника переносится к более нагретому, что не встречается в естественной среде и противоречит второму закону термодинамики.

За счет чего тепловой насос способен “развернуть” естественное направление теплового потока?

Принцип работы теплового насоса

В основе работы теплового насоса лежит обратный термодинамический цикл Карно. Ключевой компонент цикла  – рабочая жидкость (хладагент) имеющая особые термодинамические свойства. Наиболее важным свойством этой жидкости является способность закипать при отрицательных температурах. Что бы заставить хладагент переносить тепло, тепловой насос оснащают четырьмя ключевыми элементами: компрессор, расширительный клапан (ТРВ), испаритель и конденсатор.

Для удобства описания принципа работы теплового насоса, разделим цикл на 4 основные фазы:

I Расширение

Хладагент, находящийся в жидкой фазе продавливается через расширительное устройство ТРВ. Задача ТРВ резко понизить давление рабочей жидкости. При относительно низком давлении (около 7 бар) рабочая жидкость способна закипеть даже при т-ре -25 ˚С. Это важно, поскольку кипение и испарение и есть процесс поглощения и выделения энергии, а это необходимое условие для второй фазы.

II Кипение

После ТРВ жидкость поступает в испаритель, который представляет собой теплообменник. При помощи этого компонента, тепловой насос отбирает тепло от окружающей среды. Хладагент закипает и начинает испарятся поглощая теплоту. В итоге на выходе из испарителя хладагент находиться полностью в парообразном состоянии и всего на несколько градусов теплее своего первоначального состояния. Однако благодаря переходу в пар, рабочая жидкость смогла получить достаточное количество энергии и готова к следующему этапу.

III Сжатие

Дальше хладагент поступает в компрессор, при помощи которого тепловой насос сжимает рабочую жидкость. В процессе сжатия, давление хладагента повышается, это сопровождается одновременным нагревом.

IV Сжижение

После компрессора, горячий хладагент поступает в конденсатор, который так же является теплообменником. В конденсаторе рабочая жидкость конденсируется отдавая тепло и превращаясь снова в жидкость. Это тепло передается системе отопления и ГВС. На выходе из конденсатора хладагент находится в жидкой фазе и снова поступает на ТРВ. Процесс происходит циклично.

Не смотря на кажущуюся сложность цикла, ничего удивительного в нем нет. И принцип работы теплового насоса, довольно легко объясняются законами физики и схожими природными явлениями. В этой статье мы разберем пять основных физических явлений позволяющих понять принцип работы теплового насоса.

1. Тепло содержится в воздухе и земле даже при отрицательных температурах

Одним из препятствий на пути к пониманию принципов работы теплового насоса является заблуждение, что нельзя извлекать теплоту при отрицательных температурах воздуха или грунта. Тепло – это форма энергии связанная с движением (вибрацией) малейших частиц: молекул, атомов, ионов. В общепринятой и привычной нам шкале Целься О˚ это отметка замерзания воды. При этом  в воздухе содержится значительно меньше тепла чем при 40˚С жары, но всё же оно есть и его можно использовать. Движение частиц полностью останавливается при т-ре  – 273˚С, что соответствует 0 ˚ по шкале Кельвина.

2. Тепло поступает от тёплого источника к холодной среде

Согласно второму закону термодинамики, тепло поступает от тела с высокой температурой к телу с низкой температурой. Что бы «развернуть» этот поток при работе теплового насоса используются те самые два теплообменника. В первом теплообменнике (испарителе) хладагент с низкой температурой поглощает тепло от окружающей среды (воздух, грунт или вода). Во втором теплообменнике (конденсаторе) уже горячий хладагент, после сжатия в компрессоре теплового насоса, передает тепло в контуре отопления.  В обоих случаях выполняется закон передачи энергии от высокотемпературного источника энергии к низкотемпературному.

3. Сжатие газа повышает температуру, расширение её снижает

Тепловой насос нагревает рабочую жидкость после испарителя за счёт сжатия. Когда газ сжимается, температура, а значит и количество тепла, содержащееся в газе, увеличивается. Это происходит вследствие значительного увеличения вибрации частиц, которым становится “тесно”. За этот процесс в работе теплового насоса отвечает компрессор.

С другой стороны, расширение газа или жидкости приводит к снижению давления и температуры. Тепловой насос обеспечивает это при помощи расширительного клапана – ТРВ (терморегулирующий вентиль).

Работа компрессора напоминает процесс накачки воздухом надувного матраса. Однако из-за того, что мы не в силах увеличить давление воздуха в матрасе в несколько раз, прогрев сжатого воздуха в только что надутом матрасе, совсем минимальный и почти не заметный. В свою очередь, процесс расширения похож на распыление из аэрозольного баллончика. Распыляя аэрозоль несколько секунд можно ощутить как баллончик становится холоднее в руке.

4. Фазовый переход рабочей среды

Если жидкость нагрелась до точки кипения, то наступает переходная фаза. Во время этой «паузы» жидкая и газообразная (пар) фаза хладагента в контуре теплового насоса существуют одновременно. Этот процесс продолжается, пока вся жидкость не превратится в пар. Основной фокус в том, что всё поглощённая энергия уходит на испарение и не вызывает рост температуры. Это тепло называют скрытой теплотой, и его количество у различных веществ различно. Хоть это тепло и называют скрытым, согласно закону сохранения энергии оно никуда не девается а лишь накапливается и затем передается. Вся поглощенное во время испарения (кипения) энергия, затем выделяется при конденсации, т.е. обратном фазовом переходе из пара в жидкость.

Использования фазового перехода, дает возможность значительно увеличить эффективность теплового насоса. Рабочая среда контура теплового насоса во время изменения фазы поглощает/выделяет значительно больше тепла, чем при изменении только температуры.

К примеру, для выпаривания чайника с водой, необходимо подать в пять с половиной раз больше тепла чем для того чтобы только вскипятить его. При этом т-ра во время испарения будет постоянной и равной 100˚С.

Так же, примером может быть ощущение прохлады на коже после опрыскивания духами. Во время испарения  духи поглощают тепло от кожи и отводят его с парами спирта.

5. Роль избыточного давления

Температура, при которой рабочая жидкость конденсируется или испаряется, зависит от давления. Сжимая газообразный хладагент, компрессор так же значительно повышает давление. При большом давлении процесс конденсации происходит при относительно высоких температурах, позволяя отдавать тепловую энергию в конденсаторе теплового насоса в систему отопления.

В свою очередь, низкое давление рабочей среды приводит к тому, что хладагент может закипать при довольно низкой температуре. Этому способствует так же основное свойство рабочей жидкости.  Хладагент испаряется, а значит и поглощает тепло, при  -50˚С в условиях атмосферного давления. Благодаря этому свойству хладагента тепловой насос может отбирать тепло из окружающей среды даже при температуре -20˚С и отдавать тепло при  +60˚С.

В природе это явление можно сравнить с кипением воды в горах при разряженном воздухе. На высоте 3 000 м давление составляет 0,7 бар. В таких условиях вода кипит уже при 90˚С. На уровне моря, при атмосферном давлении равном 1 бар, вода кипит при 100˚С. С увеличением давления, увеличивается и температура кипения воды.

Как и многие другие приборы, тепловой насос работает согласно законам физики. Многие из них легко объяснить благодаря явлениям природы которые окружают нас в повседневной жизни.

Тепловые насосы. Тепловые насосы для отопления. Принцип теплового насоса

Запасы полезных ископаемых неуклонно истощаются, и все чаще ученые ищут альтернативные источники энергии, которые были бы, вдобавок, еще и экологически чистые.

Все чаще используются солнечные батареи, но тепло можно получить не только от солнца, но из всего, что нас окружает и имеет плюсовую температуру: из грунта, воздуха либо воды. Для этого используют тепловые насосы. Тепло, которое вырабатывается с их помощью, уже широко используется для отопления и горячего водоснабжения домов и промышленных зданий.

С древних времен люди использовали тепло земли для согрева жилья. Но для этого они банально копали землянки, делали бревенчатый накат, засыпанный землей, что позволяло экономить дрова и сохранять тепло в помещении. Тепловые насосы тоже используют тепло окружающей среды, правда, работая по другому принципу.

Установив тепловой насос, отпадает необходимость не только отопительного котла, но и кондиционера. А что еще более важно, позволяет не беспокоиться о регулярном повышении цен на топливо и электроэнергию. Источник тепла постоянно будет у вас под ногами, поскольку температура грунта на глубине не поднимается выше 10 градусов тепла.

Конденсатор, компрессор и испаритель – вот составные части этого агрегата. Тепловой насос действует по принципу холодильника, только наоборот. Нагретый теплом окружающей среды теплоноситель по трубам поступает в насос. В испарителе теплоноситель передает тепло фреону (хладогену), который испаряется. Компрессор сжимает пары, что приводит к значительному повышению температуры. Затем хладоген в конденсаторе, охлаждаясь, передает тепло в систему горячего водоснабжения и отопления дома, после чего возвращается в испаритель. И так по непрерывному циклу. По сути, нет необходимости в постоянной дополнительной заправке топливом, как в двигателе внутреннего сгорания.

Несмотря на то, что для работы компрессора теплового насоса необходима электроэнергия, ее расход в 3-4 раза меньше, чем при использовании электрического котла.

Теплоносителем могут быть различные вещества. Но если рядом есть речка или озеро, это сразу снимает проблему. В таком случае вода по трубам через тепловой насос охлаждается и возвращается в озеро или реку, не загрязняя окружающую среду. При отсутствии водоема, источником тепла может быть грунт — небольшой участок земли, в котором прокладывают трубы с водой, в которую добавлен антифриз, предотвращающий ее замерзание. При горизонтальной укладке труб для дома площадью до 200 кв.м. достаточно участка площадью примерно 320 кв.м. Но, если размеры участка не позволяют занять столько места под монтаж системы, производится монтаж труб в вертикальную скважину.

В случае установки теплового насоса в доме, используется тепло воздуха, что делает систему более эффективной. Летом тепловой насос можно использовать вместо кондиционера для охлаждения комнат. Кроме того, эффективность работы теплового насоса зависит от хорошего утепления стен здания, установки пластиковых окон, чтобы напрасно не отапливать улицу. Но в том случае, если здание находится в холодных широтах, на время особо сильных морозов, желательно иметь дополнительное электрическое отопление, либо использовать систему в сочетании с солнечными коллекторами.

Несмотря на то, что это оборудование дороже, чем обычные газовые или электрические котлы, оно быстро окупается благодаря экономии на оплате за газ и электроэнергию, но что более важно — этот метод является не только экологически чистым, но и позволяет освободиться от зависимости перед поставщиками газа.

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.

Как работают тепловые насосы | HowStuffWorks

Если вы регулярно пользуетесь тепловым насосом, вам следует менять фильтр примерно раз в месяц. Вам, вероятно, удастся заменить фильтр только один раз в три месяца, если вы будете запускать устройство только периодически. Следите, чтобы вентиляторы и змеевики были чистыми и свободными от мусора, а ваш тепловой насос должен проверять профессионал раз в год или два.

Общие проблемы с тепловыми насосами включают слабый воздушный поток, негерметичные или шумные воздуховоды, проблемы с температурой, использование неправильной заправки хладагента, дребезжание, скрип и скрежет.Если можете, попытайтесь определить место возникновения проблемы. Слабый воздушный поток выходит из одного регистра или все регистры имеют низкий воздушный поток? Неприятный шум исходит из воздуховодов или внутри самого теплового насоса?

Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы определить и, возможно, устранить проблему теплового насоса, прежде чем обращаться за профессиональной помощью. Во-первых, если устройство не работает, попробуйте перезагрузить его двигатель. Проверьте систему зажигания насоса на наличие проблем и убедитесь, что у вас нет сработавшего прерывателя цепи или перегоревшего предохранителя.Проверьте термостат, чтобы убедиться, что он работает правильно. Замените фильтр, если он грязный, и убедитесь, что нет препятствий для воздушного потока. Если воздуховоды издают шум при расширении и сжатии, вы можете попробовать сделать вмятину сбоку воздуховода, чтобы сделать поверхность более жесткой. Погремушки можно устранить, закрепив незакрепленные детали, и если вы слышите скрип внутри устройства, вам может потребоваться заменить или отрегулировать ремень вентилятора, соединяющий двигатель и вентилятор. Скрежетание может указывать на износ подшипников двигателя, для устранения которого потребуется помощь профессионала.

Имейте в виду, что если у вас нет склонности к механике, вам, вероятно, не стоит пытаться выполнять такого рода ремонтные работы. А поскольку тепловые насосы могут содержать опасные материалы, это еще одна веская причина для получения профессиональной помощи. Утечка химического вещества — плохая новость, и вы можете легко пораниться, взяв сломанное устройство.

Тепловой насос должен прослужить от 10 до 30 лет, а геотермальные установки — лидеры по долговечности. Фактически, некоторые компоненты геотермальных тепловых насосов могут служить даже дольше.Имейте в виду, что технология может измениться до того, как ваш тепловой насос выйдет из строя, поэтому вы можете обнаружить, что срок службы вашего теплового насоса превышает возможности технического специалиста по его обслуживанию. Новые технологии могут сделать тепловые насосы более безопасными или более эффективными, поэтому вы можете следить за новыми видами тепловых насосов.

Чтобы узнать больше о тепловых насосах, воспользуйтесь ссылками на следующей странице для получения дополнительной информации.

Первоначально опубликовано: 13 мая 2009 г.

Тепловые насосы — как они работают для отопления и охлаждения

Что нужно знать об эксплуатации теплового насоса

Тепловой насос 101

Тепловой насос становится очень простым, если вы понимаете основную концепцию.Как следует из названия, тепловой насос передает или перекачивает тепло из одного места в другое (обратите внимание на использование слова «насос», тепло не генерируется, а перемещается).

Как говорится, «картинка стоит тысячи слов», так что готово:

В примере выше:

1. Пламя нагревает воду.
2. Горячая вода перекачивается в радиатор.
3. Вентилятор нагнетает холодный воздух через горячий радиатор, нагревая таким образом воздух.

Вода становится холодной, потому что тепло передается от воды к воздуху. Затем холодная вода перекачивается обратно в резервуар для воды, где снова нагревается (шаг 1).

Обратите внимание, что в этом примере пламя генерирует тепло. Мы передаем это тепло воздуху с помощью среды (в данном случае воды), прокачиваемой через радиатор. Насосное тепло — тепловой насос!

Настоящий тепловой насос не сильно отличается от этого простого примера, мы просто заменяем воду хладагентом (R410A) и заменяем водяной насос компрессором.

Настоящий тепловой насос в действии

Режим охлаждения (кондиционер)

Подожди минутку — Означает ли это, что обычный кондиционер считается тепловым насосом?

Что ж, посмотрим:

Тепло генерируется внутри вашего дома, от солнца, падающего через окна, до бытовых приборов и даже от вашего тела. Это эквивалент пламени, нагревающего воду в нашем первом примере.

Ваш кондиционер передает тепло изнутри вашего дома наружу.Это аналог помпы и радиатора

Так что теоретически да, любой обычный кондиционер можно считать тепловым насосом. Мы не советуем делиться этой информацией с вашим мастером по ремонту, это может просто сбить его с толку!

Так чем же отличается ваш обычный кондиционер от теплового насоса?

Прежде чем обсуждать, давайте посмотрим, как тепловой насос работает в режиме охлаждения:

Разница:

Обратите внимание на три вещи:

1. Положение реверсивного клапана.
2. Направление потока хладагента.
3. Впускной и выпускной патрубки компрессора (никогда не изменятся).

Для продолжения начнем с точки 1 на диаграмме:

Точка 1
В начале цикла хладагент (например, фреон) находится в жидкой форме и очень холодный (газ, содержащийся под давлением, становится жидкостью, как и пропан в баке, который вы используете для барбекю, который сочный стейк). Он входит в змеевик испарителя, расположенный внутри вашего дома.Горячий воздух в вашем доме движется по змеевику, и воздух начинает терять тепло и остывать.

Точка 2
После того, как хладагент покидает змеевик внутреннего испарителя, он поглощает тепло и становится газом. Точно так же, как когда вы нагреваете воду на плите, и она превращается в пар, газообразный хладагент также испаряется, когда он поглощает все тепло в доме. Вот почему мы называем этот змеевик испарителем. Хладагент поступает в компрессор, который механически сжимает газ. В результате этого процесса температура повысится, и хладагент будет покидать компрессор в виде горячего газа.

Точка 3
Затем хладагент поступает в змеевик конденсатора, расположенный за пределами дома. Поскольку температура снаружи ниже, чем температура горячего газа, тепло передается или «отклоняется» от хладагента в змеевике наружному воздуху. Когда температура охлаждающего газа понижается, он образует жидкий конденсат — точно так же, как капли воды, которые образуются на стакане холодной соды. Вот почему мы называем эту катушку конденсатором.

Point 4
Хладагент покидает змеевик наружного конденсатора в виде теплой жидкости.Затем нам нужно сделать теплый жидкий хладагент холодным, чтобы он мог поглощать больше тепла. Для этого он поступает к дозирующему устройству, которое понижает давление на теплую жидкость и тем самым понижает ее температуру. Хладагент покидает дозирующее устройство в виде холодной жидкости, готовой к повторению цикла снова.

Ну, это было неплохо, правда? Вы поняли или вам нужно еще раз повторить?

Для веселого (и безопасного!) Эксперимента приложите руку, чтобы почувствовать воздух, выходящий из вашего конденсатора (той большой коробки, которая стоит на заднем дворе или над крышей).Летом вы почувствуете, как выходит горячий воздух, то есть тепло изнутри дома. Если вы не чувствуете выходящего горячего воздуха, это означает, что либо ваш компрессор не работает, либо у вас закончился хладагент, и ваш кондиционер необходимо заправить дополнительным хладагентом.

А как насчет отопления — как это работает?

Давайте посмотрим на следующую диаграмму:

Вы заметили, что только что произошло?

Вот две диаграммы, расположенные рядом.Посмотрите внимательно на этот раз:

Посмотрите на реверсивный клапан, он поворачивается на 90 градусов, что изменяет направление потока хладагента (R410A). Он идет в обратном направлении, и это противоположно циклу охлаждения. Вместо того, чтобы поглощать тепло изнутри дома, он поглощает тепло из воздуха снаружи и «отклоняет» (или передает) это тепло в воздух в помещении. Теперь внутренний змеевик стал конденсатором, а наружный змеевик — испарителем.

Обратите внимание, что тепло не генерируется масляной горелкой или газовой печью.Он просто перемещается (или перекачивается) из наружного воздуха внутрь дома. Вот почему тепловой насос так популярен в умеренном климате. Вам не нужно иметь печь или доставлять нефть или газ. Благодаря реверсивному клапану вы можете использовать ту же электрическую систему, что и кондиционер, и обогреватель!

Попробуйте это для веселого (и безопасного!) Эксперимента. Возьмите обычный оконный блок, который вы покупаете в любом универмаге. Установите его в противоположном направлении так, чтобы панель управления была обращена наружу.Несмотря на то, что это кондиционер, в ваш дом будет поступать горячий воздух. Кондиционер фактически является обогревателем, когда он реверсируется, это функция и действие реверсивного клапана. Он изменяет направление хладагента и может превратить кондиционер в обогреватель или тепловой насос.

Сводка

Тепловые насосы (или кондиционеры) не выделяют тепло. В вашем доме уже есть тепло.

Это как кондиционер. он переносит тепло из одного места в другое.

Единственное отличие состоит в том, что в тепловых насосах есть реверсивный клапан, который позволяет нам выбирать перемещение тепла изнутри наружу (режим охлаждения) или реверсирование цикла и отвод тепла снаружи внутрь (режим нагрева).

В кондиционерах нет реверсивного клапана, поэтому они могут перемещать тепло только изнутри наружу.

Наконец, термостат теплового насоса полностью отличается от обычного термостата, поэтому убедитесь, что вы используете правильный термостат.

Как работает тепловой насос?

Домашнее отопление 18 августа 2020 г.

Как работает тепловой насос?

Вы когда-нибудь сидели в уютной домашней обстановке и задавались вопросом: «Как именно работает мой тепловой насос?»

Что ж, мы рады, что вы спросили.

В режиме обогрева тепловые насосы похожи на реверсивный холодильник.Это потому, что они не создают тепло — они просто переносят его из одного места в другое.

Таким образом, зимой система поглощает тепло от холодного воздуха снаружи и передает его внутрь вашего дома, используя хладагент в качестве теплоносителя. Использование холодного воздуха в качестве источника тепла может показаться нелогичным, но тепловая энергия присутствует даже при очень низких температурах.

Летом процесс обратный, и насос будет работать как кондиционер, отбирая тепловую энергию из окружающей среды в вашем доме и передавая ее наружу, используя тот же теплоноситель.

Обратный цикл или сплит-система?

Сплит-система с обратным циклом Тепловые насосы состоят из двух компонентов — наружного блока и внутреннего блока. Наружный блок содержит компрессор, а внутренний блок — конденсатор и испаритель системы. Наружный и внутренний блоки соединены вместе трубопроводами, по которым проходит хладагент, необходимый для нагрева (или охлаждения) наружного воздуха.

В кондиционере сплит-системы компрессор находится вне дома в коробке, которая отводит тепло во время охлаждения и поглощает тепло при нагревании.Компонент внутреннего блока системы распределяет кондиционированный воздух в комнату, в которой находится этот блок.

Тепловой насос в режиме обогрева работает так же, как и в режиме охлаждения, за исключением того, что поток хладагента реверсируется с помощью реверсивного клапана, названного так же удачно. Такое реверсирование потока означает, что источником тепла становится наружный воздух (даже при низкой температуре наружного воздуха), а тепловая энергия выделяется внутри дома. Внешний змеевик теперь выполняет функцию испарителя, а внутренний змеевик выполняет роль конденсатора.

Где нагревается тепловой насос?

Одна из самых важных вещей, которые нужно понять о работе теплового насоса и процессе передачи тепла, заключается в том, что тепловая энергия естественным образом стремится перейти в области с более низкими температурами и меньшим давлением. Тепловые насосы полагаются на это физическое свойство, позволяя теплу контактировать с более холодной средой и средой с более низким давлением, так что тепло может передаваться естественным образом. Так работает тепловой насос.

Канальные тепловые насосы поставляют кондиционированный воздух в каждую комнату в доме.Это через воздуховоды, соединяющие все комнаты в вашем доме с одним центральным внутренним блоком, обычно расположенным в пространстве под крышей. В типичной системе воздуховодов каждое вентиляционное отверстие или воздуховод может обогревать комнату площадью около 80 м2.

При низких температурах все тепловые насосы должны выполнять «цикл размораживания», чтобы удалить наросты льда на наружных змеевиках. Это может означать, что тепловой насос временно перестанет работать на несколько минут или может производить немного более прохладный воздух.

Хорошо, давайте разберемся, что означает «Фиксированная скорость» и «Управление инвертором» …

Фиксированная скорость

Система с фиксированной скоростью имеет только односкоростной двигатель компрессора, который либо включен, либо выключен — он выключается при достижении желаемой температуры и снова включается, когда температура падает до установленного уровня. Благодаря только одной скорости, на которой может работать система, требуется больше времени для достижения желаемой температуры, что, в свою очередь, приводит к гораздо большему потреблению энергии по сравнению с системами с инверторным приводом.

С инверторным приводом

В технологии инвертора

используется двигатель компрессора с регулируемой скоростью, очень похожий на двигатель автомобиля — он замедляется и ускоряется по мере необходимости, чтобы поддерживать выбранную настройку комфорта.Эта технология означает, что желаемая комнатная температура будет достигнута быстрее и поддерживаться более эффективно.

Инверторная технология

также обеспечивает более точную температуру в помещении без колебаний и энергозатрат, присущих системам с фиксированной скоростью. Более того, регулировка скорости наружного блока также означает более тихую работу, что особенно важно для вас и ваших соседей.

Итак, вот оно. Тепловой насос — это поистине удивительное изобретение, которое является неотъемлемым и ценным дополнением любого дома с киви вне зависимости от сезона.

И помните — когда погода изменится, обратитесь к тому, кому можно доверять. Риннаи — ваши специалисты по домашнему уюта.

Как работает тепловой насос?

Тепловые насосы — отличная альтернатива традиционной системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, но как работает тепловой насос? Узнайте в этом руководстве от специалистов по установке и ремонту HVAC компании Eyman.

Тепловой насос работает как альтернатива традиционной системе HVAC; Это не кондиционер.

Однако и кондиционеры, и тепловые насосы собирают тепло изнутри вашего дома с помощью сжатого хладагента. Когда воздух проходит через змеевик внутри воздухообрабатывающего устройства, собранное тепло впоследствии передается наружу. Тепловые насосы — это тоже не печи, это универсальный терморегулятор. Это означает, что он обогревает ваш дом в холодные месяцы и охлаждает ваш дом в теплые месяцы.

В то время как кондиционеры требуют использования сопутствующей печи, тепловой насос не требует этого.Тепловые насосы могут действовать как обогреватель или осушитель, в зависимости от обстоятельств. Кроме того, вместо того, чтобы устанавливать две отдельные системы для обогрева и охлаждения вашего дома, тепловые насосы обеспечивают обогрев и охлаждение внутри одной системы, отбирая тепло и перемещая его по воздуховодам за пределами вашего дома.

Как работают тепловые насосы?

Тепловые насосы не производят горячий или холодный воздух. Тепло всегда присутствует, даже в том воздухе, который кажется холодным. Даже сама земля содержит некоторый элемент тепла, что позволяет тепловым насосам обогревать дома в холодные дни.Проще говоря, тепловой насос может извлекать тепло из воздуха и передавать его в другое место.

Когда на улице теплая погода, тепловые насосы отбирают тепло из помещения и выталкивают его наружу. Теплый воздух всасывается в воздуховоды с помощью моторизованного вентилятора. Затем компрессор перемещает хладагент между внутренним испарителем и наружными конденсаторными блоками. Теплый воздух перемещается через воздухообрабатывающий агрегат вместе с хладагентом, перемещающимся от внешнего змеевика конденсатора к внутреннему змеевику испарителя. Тепло, поглощаемое хладагентом, вызывает охлаждение воздуха, который, наконец, проталкивается по воздуховодам, охлаждая ваш дом.

Когда на улице холодно, тепловые насосы реверсируют. Они ведут себя как кондиционер, используя внешний змеевик в качестве испарителя, а внутренний змеевик в качестве конденсатора для извлечения тепла извне и передачи его внутрь. Оттуда хладагент проходит по замкнутой системе между внутренним и наружным блоками. Тепловой насос вырабатывает тепло и использует печь для продувки теплого воздуха по воздуховодам в вашем доме.

Компоненты теплового насоса

Тепловой насос состоит из внутреннего и наружного блока.

Наружный блок или тепловой насос.

Наружный блок состоит в основном из змеевика конденсации и компрессора.Внутри этого компрессора находится реверсивный клапан, вентилятор и двигатель. Он также содержит элементы управления размораживанием и все основные электрические компоненты системы.

Воздухообрабатывающий агрегат

Воздухоочиститель должен быть соответствующим образом согласован с наружным блоком. Он состоит из змеевика испарителя, электродвигателя вентилятора и электрического нагревателя. Воздухоочиститель отвечает за эффективное перемещение воздуха по всему дому.

Нагреватель

Если тепловой насос не может эффективно обогреть свой дом, включится аварийный электрический обогреватель.Электронагреватель состоит из всех элементов, которые также находятся внутри воздухообрабатывающего агрегата; Нагревательный блок — это электрические нагревательные элементы, установленные в этом воздухоподогревателе.

Хладагент

Хладагент — это жидкость, которая циркулирует в системе теплового насоса, поглощая или отводя тепло. Его основная цель — облегчить процесс теплообмена, что позволяет насосу обогревать ваш дом. Хладагент — это химическое соединение, которое использует минимальную энергию для преобразования жидкости в газ и обратно.

Компрессор и змеевики

Компрессор перекачивает хладагент между двумя змеевиками теплообменника. Воздухоочиститель для помещений состоит из змеевика и вентилятора. В режиме охлаждения змеевик действует как испаритель, испаряя хладагент при низком давлении и поглощая тепло из окружающей среды. В режиме нагрева змеевик действует как конденсатор. В обоих случаях вентилятор отвечает за транспортировку воздуха через змеевик и по всему дому.

Реверсивный клапан

Реверсивный клапан — это электромагнитный четырехходовой клапан, который меняет направление потока хладагента с помощью магнита.При подключении к электричеству открывается обратный клапан и разрешает воздушный поток. При отключении он закрывается и поток останавливается. Реверсивный клапан отвечает за движение воздуха в ваш дом и из него.

Терморегулирующий клапан

Термический расширительный клапан является важным элементом теплового насоса; это то, что делает возможным кондиционирование (охлаждение). Расширительный клапан регулирует скорость потока хладагента, циркулирующего в системе теплового насоса. Это регулирование осуществляется с помощью термочувствительной лампы.При повышении температуры колба открывает клапан против пружины. Регулировка, обеспечиваемая терморегулирующим клапаном, позволяет снизить давление и температуру хладагента.

Рекомендации

Тепловые насосы предназначены для умеренного климата, а не для экстремальных температур. Не рекомендуется использовать тепловые насосы в регионах, где температура опускается ниже 30 градусов. При низких температурах тепловому насосу сложно отводить тепло, и он становится намного менее эффективным.

Независимо от того, заменяете ли вы существующую систему HVAC или устанавливаете ее впервые, необходимо учитывать ряд факторов.

Если вы не уверены, следует ли вам использовать тепловой насос или кондиционер и печь, позвоните Эйману по телефону (402) 731-2727. Мы поможем вам найти подходящую систему для ваших конкретных нужд.

Как работает тепловой насос // Mitsubishi Electric

Тепловые насосы не выделяют тепло; они просто перемещают имеющееся тепло из одного места в другое.Наружный блок поглощает тепло из окружающего воздуха и передает его это в ваш дом. По мере падения наружной температуры ваш тепловой насос должен работать с большей нагрузкой, чтобы передать такое же количество тепла. Как лучшие тепловые насосы Новой Зеландии на морозе мы гарантируем превосходный нагрев до -15ºC. В то же время тепловые насосы являются наиболее эффективным способом отопления.

Зима / Отопление

В режиме обогрева теплообменник наружных блоков используется для поглощения тепловой энергии из окружающей среды. наружный воздух с использованием хладагента в качестве теплоносителя.
Горячий хладагент перекачивается по медным трубам в теплообменник внутреннего блока, а тепловая энергия передается более холодному воздуху в помещении в виде воздух проходит над внутренним теплообменником, нагревая комнату.

Лето / Охлаждение

В режиме охлаждения теплообменник внутреннего блока используется для поглощения тепловой энергии из внутреннего блока. воздух в помещении с использованием хладагента в качестве теплоносителя, охлаждающего воздух в помещении.
Затем хладагент всасывается обратно в наружный блок по медным трубам, а тепловая энергия отводится в окружающий воздух снаружи через теплообменник наружных блоков.

Система теплового насоса состоит из двух основных частей.

Есть внешний блок, в котором находится компрессор, который похож на внешнюю заднюю часть вашего холодильника. Забирает тепловую энергию из наружного воздуха. даже в самую холодную погоду.Затем эта тепловая энергия передается внутри дома с помощью процесса хладагента через систему трубопроводов, питаемую с помощью внутреннего блока вентилятора, который обычно крепится к стене. Летом происходит обратное — тепловая энергия забирается из внутреннего помещения и отводится. внешним блоком. Хотя систему часто называют тепловым насосом, а не кондиционером, на самом деле обе системы одинаковы.

Цикл сжатия пара

Подобно холодильнику, технология теплового насоса Mitsubishi Electric передает тепловую энергию с места на место, используя цикл сжатия пара.

В тепловом насосе используется тот факт, что на точку кипения жидкости влияет давление. Снижение давления снижает температуру испарения жидкости, переход от жидкости к газу: повышение давления повышает температуру, при которой он конденсируется, переходя от газа к жидкости.

1. Хладагент в испарителе холоднее источника тепла. Это заставляет тепло перемещаться от источника тепла к хладагенту по мере его испарения.
2. Этот пар перемещается в компрессор, где его температура и давление повышаются.
3. Горячий пар попадает в конденсатор, где он отводит тепло при конденсации.
4. Затем хладагент перемещается к расширительному клапану; перепады температуры и давления; затем возвращается в испаритель.

Цикл оттаивания

Все тепловые насосы Mitsubishi Electric оснащены интеллектуальной технологией размораживания, чтобы обеспечить максимальную производительность теплового насоса в холодное время года.

При низких температурах все тепловые насосы должны выполнять «цикл размораживания», чтобы удалить налет на наружных змеевиках. Это может означать, что тепловой насос временно перестанет работать на несколько минут или может производить немного более прохладный воздух.

Компания Mitsubishi Electric разработала усовершенствованную версию этого метода, использующую нечеткую логику для изучения, измерения и записи температуры и времени работы. Эти данные затем используется для обеспечения максимально быстрого, эффективного и удаленного оттаивания циклов оттаивания, чтобы вы могли быстрее нагреваться.

Управление циклом оттаивания

Управление компрессором

Когда тепловой насос размораживает, он не обеспечивает теплом контролируемое пространство. Mitsubishi Electric запускает компрессор (инверторный привод) на максимальной скорости. во время оттаивания, чтобы как можно быстрее нагреть наружный змеевик до температуры. Это быстро растапливает лед, образующийся на ребрах змеевика, и сводит к минимуму размораживание. время. Сведение к минимуму времени оттаивания максимизирует тепловую мощность в час в реальном времени.

Оптимизация времени с помощью нечеткой логики

Время между циклами оттаивания постоянно проверяется и оптимизируется программным обеспечением микропроцессора Mitsubishi Electric Heat Pump. Алгоритмические расчеты, основанные на предыдущей истории, используются для расчета следующего периода оттаивания.

Нечеткая логика (или обучающая логика) — это разновидность искусственного интеллекта. Определение цикла размораживания основано на комбинации времени и температуры. Эти параметры также используются для расчета следующего периода оттаивания..

В чем разница между фиксированной и инверторной системой?

Система с фиксированной скоростью

Медленно нагревается до фиксированной мощности. Затем включается и выключается для поддержания комнатной температуры.

Инверторные системы

Увеличенная мощность для более быстрого достижения заданной температуры. Затем изменяет мощность для поддержания постоянной температуры в помещении.

Фиксированная скорость

Система с фиксированной скоростью имеет только односкоростной двигатель компрессора, который либо включен, либо выключен. Он работает аналогично односкоростному тепловентилятору, работающему на своей только скорость, которая отключается при достижении желаемой температуры и снова включается, когда температура падает до заданного уровня. Поскольку есть только один Скорость, с которой может работать система с фиксированной скоростью, требует намного больше времени, чтобы достичь желаемой температуры.Таким образом, это приводит к гораздо большему потреблению энергии. по сравнению с системами с инверторным приводом.

Инверторное управление для максимальной энергоэффективности

В инверторной технологии

используется двигатель компрессора с регулируемой скоростью, аналогичный автомобильному. Он просто замедляется и ускоряется по мере необходимости, чтобы поддерживать выбранную настройку комфорта. Это означает желаемая комнатная температура будет достигнута быстрее и поддерживаться более эффективно.

Инверторная технология

обеспечивает более точную температуру в помещении без колебаний и потерь мощности систем с фиксированной скоростью.Инверторная технология — это значительно больше энергоэффективность с экономией энергии до 30% по сравнению с системами с фиксированной скоростью.

Регулировка скорости наружного блока также означает более тихую работу, что особенно важно в ночное время в жилых районах.

Сколько вы экономите энергии для теплового насоса?

Тепловые насосы могут быть чрезвычайно энергоэффективной формой обогрева и охлаждения помещений при условии, что они рассчитаны, установлены и используются должным образом.

На этой странице:

• Преимущества и недостатки тепловых насосов
• Как работают тепловые насосы
• Источники энергии теплового насоса
• Энергоэффективность тепловых насосов для отопления помещений
• Мощность теплового насоса
• Размер теплового насоса

Также см. конфигурацию и установку теплового насоса.

Тепловые насосы «воздух-воздух», наиболее распространенный тип в Новой Зеландии, используют хладагент для поглощения тепла из одного помещения и передачи его в другое через теплообменник (часто ребро или змеевик).Электроэнергия теплового насоса используется только для перемещения тепла, а не для его генерации. Само отопление имеет пассивный источник энергии.

Тепловые насосы популярны в Новой Зеландии из-за их высокой эффективности и чистой энергии. Большинство из них устанавливаются для обогрева, хотя все чаще они используются и для летнего охлаждения. Некоторые местные власти предлагают стимулы для перехода на тепловые насосы с менее эффективных и более загрязняющих технологий.

Преимущества и недостатки тепловых насосов

Преимущества теплового насоса «воздух-воздух»:

• он очень эффективен при преобразовании энергии в тепло (оптимальная эффективность достигается, когда разница между температурой источника и подачи очень мала)
• более низкая стоимость единицы тепла ( кВтч) по сравнению с большинством других вариантов обогрева помещений
• он обеспечивает средний или быстрый источник тепла
• он может обеспечивать обогрев и охлаждение
• многие из них имеют таймеры, программируемые на 7 дней, а некоторые подключаются к домашнему Wi-Fi для удаленного управление через смартфон.

Недостатками тепловых насосов воздух-воздух являются:

• требуется регулярное техническое обслуживание (очистка фильтра внутреннего блока) и сервисная проверка каждые 23 года
• потеря эффективности при понижении температуры ниже 67 ° C (но некоторые модели по-прежнему могут обеспечивать обогрев при температурах до -15 ° C)
• Более высокая стоимость первоначальной покупки и установки, чем у портативных обогревателей
• Распределение воздуха осуществляется вентилятором, который может вызывать сквозняки и некоторый шум
• Требуется место для установки внешнего блока
• проникновение должно производиться через защитную оболочку здания
• без нагрева во время отключения электроэнергии.

Хотя тепловые насосы являются эффективным способом отопления, установка теплового насоса вряд ли снизит расходы на отопление. В исследовании BRANZ 160 домохозяйств с тепловыми насосами больше людей заявили, что их затраты на энергию увеличились с момента приобретения теплового насоса, чем тех, кто сказал, что их затраты на энергию снизились. Только 15% оценили эксплуатационные расходы как отличные. Жильцы сохраняют в своих домах теплее, чем раньше.

Тепловые насосы не отменяют необходимости в хорошей изоляции. В том же исследовании BRANZ (описанном в отчете об исследовании BRANZ 329) половина домохозяйств, в которых средняя зимняя вечерняя температура была ниже 18 ° C, не имела или имела плохую изоляцию.

Как работают тепловые насосы

Тепловые насосы работают по принципу работы холодильника. Хладагент течет через подключенные внутренний и внешний змеевики. В режиме нагрева, когда жидкий хладагент течет к наружному змеевику, он проходит через расширительный клапан, который вызывает быстрое расширение жидкости, превращая ее в газ. Это приводит к очень быстрому охлаждению хладагента. Затем, проходя через наружный змеевик, он может поглощать тепловую энергию из воздуха. Прежде чем он пройдет через внутренний змеевик, он проходит через компрессор, в котором газ сжимается, повышая как давление, так и температуру.По мере продвижения через внутренние змеевики газ конденсируется, выделяя скрытое тепло.

Тепловой насос

Принципиальная схема работы теплового насоса в режиме отопления.

Источники энергии теплового насоса

Большинство тепловых насосов в Новой Зеландии — это воздушно-воздушные агрегаты. Источников тепла много, но они могут варьироваться, что может повлиять на эффективность. При понижении температуры тепловые насосы типа «воздух-воздух» могут нуждаться в размораживании и перестают обеспечивать тепло.Это делает их менее эффективными в районах с очень холодной зимой (особенно при высокой влажности).

Есть два других источника энергии, используемых для тепловых насосов:

• Тепловые насосы «земля-воздух» имеют преимущество в виде довольно постоянной температуры почвы круглый год, обычно в среднем 1215 ° C на глубине около 11,5 метров. Поэтому они обладают довольно высокой эффективностью даже в очень холодные зимние ночи. Однако их установка значительно дороже. В большинстве районов Новой Зеландии нет экстремальных климатических условий или требований к отоплению, чтобы оправдать затраты.
• Тепловые насосы вода-воздух Вода также является отличным источником низкопотенциального тепла, но подходит только там, где здания расположены близко к водопроводу.

Энергоэффективность тепловых насосов для отопления помещений

Поскольку тепловые насосы только перемещают тепло, а не вырабатывают его, у них очень высокое соотношение выходной мощности и потребляемой энергии. Эта эффективность тепловой энергии выражается как коэффициент полезного действия (COP), в то время как эффективность энергии охлаждения выражается как коэффициент эффективности использования энергии (EER).

Типичные бытовые тепловые насосы имеют КПД 24,5, что означает, что тепловой насос производит примерно в 24,5 раза больше тепла, чем потребляемая им электроэнергия (при оптимальных условиях). У некоторых тепловых насосов КПД достигает 5,7. Эффективность теплового насоса типа «воздух-воздух» снижается по мере увеличения разницы температур между источником и подачей по мере падения наружной температуры, а также снижается энергоэффективность тепловых насосов.

Тепловые насосы в настоящее время являются единственной формой отопления, помимо солнечной, где COP (обычно) больше 1, что делает их наиболее эффективной формой покупного отопления помещений, обычно доступной.

Коэффициент энергоэффективности охлаждения (EER) обычно составляет около 2,54,0, что означает, что тепловой насос производит примерно в 2,54 раза больше охлаждающей мощности, чем потребляемая им электроэнергия. У некоторых тепловых насосов коэффициент EER достигает 5,8.

При выборе теплового насоса учитывайте его основное использование. Если он будет в основном использоваться для отопления, выберите высокий COP; если в основном используется для охлаждения, выберите высокий EER.
Согласно Правилам 2002 года об энергоэффективности (продукты, использующие энергию) тепловые насосы, продаваемые в Новой Зеландии, должны соответствовать минимальному стандарту энергетической эффективности (MEPS), приведенному в AS / NZS 3823.2: 2013 Характеристики электроприборов — Кондиционеры и тепловые насосы Часть 2: Энергетическая маркировка и требования минимальных стандартов энергоэффективности (MEPS) .

Табличка с рейтингом энергопотребления должна быть размещена на всех новых тепловых насосах, выставленных на продажу. На этикетке указано количество звезд: чем больше звезд (из 10 возможных), тем более энергоэффективен тепловой насос. Более эффективные модели имеют более низкие эксплуатационные расходы.

Новые таблички с рейтингом энергопотребления по зонам дают оценку в звездочках (из 10 возможных) для тепловых характеристик теплового насоса.Чем больше красных звездочек, тем эффективнее будет нагревание теплового насоса по сравнению с другими моделями того же размера. Еще один отличный инструмент для сравнения разных моделей — это инструмент Rightware на веб-сайте GenLess.

Мощность теплового насоса

Тепловая мощность теплового насоса «воздух-воздух» (в отопительном цикле) обычно составляет 216 кВт для бытовых систем. Холодопроизводительность (в охлаждающем цикле) обычно примерно на 1020% меньше, чем теплопроизводительность.

Чтобы отразить изменение производительности в зависимости от температуры наружного воздуха, тепловые насосы могут иметь три номинала теплоемкости.Они основаны на стандартизированных испытаниях в лабораторных условиях.

• h2 оценивает тепловую мощность агрегата при наружной температуре 7 ° C.
• h3 оценивает тепловую мощность при температуре окружающей среды 2 ° C.
• h4 определяет тепловую мощность при температуре окружающей среды -7 ° C.

Эти параметры позволяют выбрать тепловой насос, соответствующий климатическим и бытовым требованиям (т. Е. Расчетной температуре и тепловой нагрузке) в отдельных ситуациях.

Важно отметить, что заявленные значения COP основаны на практических лабораторных испытаниях, общий КПД теплового насоса, вероятно, будет ниже, например.грамм. один, имеющий коэффициент COP 2,04,5, может иметь фактическую общую эффективность работы около 1,53,0 COP.

Размер теплового насоса

Правильный выбор размеров тепловых насосов имеет решающее значение для поддержания их эффективности.
Если тепловой насос слишком велик для помещения, требующего обогрева (или охлаждения):

• Системы с фиксированной скоростью будут циклически включаться и выключаться (поскольку целевая температура будет достигаться очень быстро), что неэффективно и сокращает ожидаемый срок службы блока
• системы воздуховодов будут иметь давление выше необходимого, что может вызвать утечку в воздуховодах.

Если тепловой насос слишком мал, агрегат будет работать непрерывно, пытаясь достичь заданного значения, что снижает температуру наружного змеевика и заставляет его регулярно размораживаться.

Общая рекомендация — избегать использования экстремальных годовых температур при выборе расчетных условий окружающей среды, а также избегать завышения уставок для отопления и охлаждения в помещении.

При расчете размеров теплового насоса необходимо учитывать:

• регион, расположение и ориентацию здания
• особые местные условия
• ориентацию окон
• сезонные высокие и низкие температуры окружающей среды
• уровни изоляции
• количество и типы обитатели и их уровни активности
• солнечной энергии.

Примерное практическое правило для определения требований к обогреву комнат:

• В старых неизолированных домах используется объем помещения 65 Вт / м3.
• В более новых домах с хорошей изоляцией используется объем помещения 5055 Вт / м3.

Канальные системы с тепловыми насосами требуют тщательного проектирования. Они могут иметь потери тепловой энергии более 30%, если воздуховоды слишком длинные и / или имеют много изгибов, или проходят через неизолированное пространство, например чердаки. Большинство систем с тепловыми насосами не имеют системы подачи свежего воздуха, а только рециркулируют воздух в помещении.Требования к вентиляции необходимо регулировать другими способами.

Дополнительная информация

Обновлено: 26 мая 2021 г.

Как работают тепловые насосы бассейна

Тепловой насос для бассейна использует электричество и фактически не производит тепло. Вместо этого в тепловых насосах есть вентилятор, который забирает тепло из внешнего воздуха, нагретого солнцем. Этот теплый воздух забирается вентилятором и циркулирует через воздушный змеевик внешнего испарителя. Жидкий хладагент внутри змеевика испарителя поглощает тепло и превращает его в газ.

Теплый газ в змеевике затем перекачивается в компрессор, который увеличивает тепло, создавая очень горячий газ, который затем проходит через конденсатор теплообменника.

Насос для бассейна обеспечивает циркуляцию воды, забираемой из бассейна, затем проходит через фильтр и водонагреватель теплового насоса.

Поскольку жидкий хладагент и вода из бассейна одновременно прокачиваются через теплообменник, горячий газ передает свое тепло воде.По мере прохождения вода нагревается на 3-5 градусов, а затем более теплая вода течет обратно в бассейн.

Горячий газ, проходя через змеевик конденсатора, возвращается в жидкую форму и возвращается в испаритель, где весь процесс начинается снова.

Нагреватели бассейна с тепловым насосом работают эффективно, пока наружная температура остается выше диапазона 45–50ºF. Чем холоднее наружный воздух, тем больше энергии они потребляют. Однако, поскольку большинство людей используют открытые бассейны в теплую погоду, это обычно не проблема.

---

1 Единица электроэнергии (за которую вы платите) запускает компрессор, который всасывает испаряющийся газообразный фреон из трубки испарителя, заполненной жидкостью. Это вызывает сильный охлаждающий эффект (так же, как пот испаряется с вашей кожи и охлаждает вас). Газ забирает четыре единицы тепла из воздуха, протекающего по внешней стороне трубок испарителя.

2 Компрессор сжимает этот газ, в результате чего его температура поднимается выше 200 ° F (93 ° C) Результат: к газу добавляется пять единиц тепла.

3 Горячий газ под высоким давлением проходит через змеевик конденсатора. Более холодная вода в бассейне с температурой 80 ° F (26 ° C) забирает пять единиц тепла от фреона, который снова охлаждает ее до теплой жидкости.

4 Горячая жидкость пропускается через клапан. Когда давление падает, она быстро расширяется и становится очень холодной жидкостью. Эта жидкость течет обратно в испаритель At 1, где повторяет цикл.

Тепловые насосы

для бассейнов разработаны специально для подогрева воды в рекреационных целях (в наземных, наземных или надземных бассейнах, в спа, гидромассажных ваннах, бассейнах и т. Д.) Если у вас есть кондиционер, осушитель, кулер для воды или холодильник, значит, у вас уже есть тепловой насос.

Все эти устройства используют одну и ту же надежную технологию для передачи тепла с одного места на другое с помощью электроэнергии и герметичной системы сжатия хладагента.

Подобно тому, как кондиционер перемещает от 2 до 3 единиц тепла из вашего дома на каждую единицу потребляемой электроэнергии, тепловые насосы могут использовать одну единицу электроэнергии для перемещения четырех (пяти или шести для спиральных моделей) единиц тепла из воздуха. который обеспечивает от пяти до семи единиц тепла в воде вашего бассейна.

---

Тепловой насос забирает тепло из окружающего воздуха и использует его для нагрева воды в вашем бассейне.