Теплового насоса принцип: Принцип работы теплового насоса

Возникли вопросы?

Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!

Принцип работы теплового насоса, что такое тепловой насос, оборудование для отопления

Тепловий насос Нitachi купити стало не лише престижно, а й економічно вигідно за всіма параметрами.

• Основними перевагами обладнання є його універсальність: працює на опалення, кондиціювання та гаряче водопостачання будь-якого будинку і квартири за низьких експлуатаційних витрат.
• У новій лінійці теплових насосів Yutaki від Hitachi представлено 70 моделей продуктивністю від 7 до 32 кВт.
• Тепловий насос для опалення будинку за ціною впевнено конкурує з іншим опалювальними агрегатами.
• Устаткування повністю вдосконалили, щоб вигідно виокремлюватися серед конкурентів.
• Насос для системи опалення з лінійки Yutaki Hitachi відрізняється від попередніх моделей потужністю установок, збільшенням коефіцієнта ефективності СОР, а також наявністю спеціального комплекту для кондиціювання.
• Новий білий дизайн установок робить їх максимально підходящими навіть для найвишуканішого інтер’єру.
• Купити тепловий насос цього бренду – економія коштів на опаленні, охолодженні і ГВП житла, очевидна вигода у зв’язку з постійним підвищенням всіх тарифів на опалення.

Де замовити теплові насоси в Києві?

Щоб обладнання радувало вас тривалим терміном служби й ефективною безперебійною роботою, замовте теплові насоси в Україні від перевіреного бренду. Компанія Hitachi на українському ринку представляє свою продукцію вже більше 20 років. Наш тепловий насос за ціною в Києві впевнено конкурує з іншими провідними виробниками і дозволяє стати володарем функціонального агрегату без зайвих фінансових витрат.

Ми пропонуємо теплові насоси Нitachi в Києві за цінами виробника

У нас представлена офіційна продукція бренду, що дозволяє пропонувати клієнтам теплові насоси за ціною без накруток. Пряма співпраця з японською корпорацією гарантує доступну вартість теплового насосу всіх моделей, своєчасні постачання та регулярне оновлення асортименту.
У нас також можна замовити тепловий насос під ключ — ми візьмемо на себе всі турботи про доставку, встановлення та запуск обладнання.

Принцип работы геотермального теплового насоса

Большинство населения пока не знакомы с понятием «тепловой насос», но постоянно используют тепловые насосы в обычных холодильниках и кондиционерах.
Холодильники и кондиционеры стали настолько надежными, удобными и привычными, что мы перестали обращать внимание на их работу.
Таким же привычным является отопление зданий геотермальными тепловыми насосами, например для жителей Евросоюза. Геотермальный тепловой насос по принципу работы похож на обычный кондиционер реверсивного типа ( отопление и охлаждение). В отличие от кондиционеров, геотермальный тепловой насос адаптирован для работы при любых погодных условиях и минусовых температурах. Главная проблема кондиционеров — уменьшение производительности и остановка кондиционеров при минусовых температурах, когда отопление наиболее важно. Эта проблема решена в геотермальных тепловых насосах. Тепловой насос следует рассматривать как любое другое отопительное устройство, которое используется для производства тепла, и в отношении которого действуют все законы, касающиеся энергии. Как и у каждого спсоба отопления, у теплового насоса есть свои особенности, сильные и слабые стороны. Теплотехнические расчёты у всех способов получения тепла одинаковые. Правила термодинамики действуют как при дровяном печном отоплении, так и при управляемой через Интернет геотермальной климатической установке.

Технические подробности роботы тепловых насосов.

Принцип работы основного элемента теплового насоса – фреонового компрессора отображен в цикле Карно, опубликованном в 1824 г. Практическую теплонасосную систему предложил лорд Кельвин в 1852 г. под названием „умножитель тепла”.

В соответствии с изображенным принципом действия, тепловой насос берет тепловую энергию из одного места, « сжимает» ее, и отдает в другое место. Например, в обычном холодильнике тепло отбирается морозильной камерой из продуктов и выбрасывается в кухню, при этом задняя стенка холодильника нагревается. Принцип действия геотермального теплового насоса основан на сборе тепла из почвы или воды, и передаче в систему отопления здания. Для сбора тепла незамерзающая жидкость течет по трубе, расположенной в почве или водоеме возле здания, к тепловому насосу. Тепловой насос, подобно холодильнику, охлаждает жидкость (отбирает тепло), при этом жидкость охлаждается приблизительно на 5 °С. Жидкость снова течет по трубе в наружном грунте или воде, восстанавливает свою температуру, и снова поступает к тепловому насосу. Отобранное тепловым насосом тепло передается системе отопления и/или на подогрев горячей воды. Возможно отбирать тепло у подземной воды — подземная вода с температурой около 10 °С подается из скважины к тепловому насосу, который охлаждает воду до +1…+2°С, и возвращает воду под землю. Тепловая энергия есть у любого предмета с температурой выше минус двести семьдесят три градуса Цельсия — так называемый «абсолютный ноль». То есть тепловой насос может отобрать тепло у любого предмета — земли, водоема, льда, скалы и т.д. Если же здание, например летом, нужно охлаждать (кондиционировать), то происходит обратный процесс — тепло забирается из здания и сбрасывается в землю (водоем). Тот же тепловой насос может работать зимой на отопление, а летом на охлаждение здания. Очевидно, что тепловой насос может греть воду для горячего бытового водоснабжения, кондиционировать через фанкойлы, греть бассейн, охлаждать например ледовый каток, подогревать крыши и дорожки от льда. .. Одно оборудование может выполнить все функции по тепло-холодоснабжению здания. Обмен теплом с окружающей средой геотермальные тепловые насосы осуществляют такими основными способами:
• Насос с открытым циклом — из подземного потока (плывуна) забирается подземная вода, подается в размещенный внутри здания тепловой насос, вода отдает/забирает тепло у теплового насоса, и возвращается в подземный поток на расстоянии от места забора. Плюсом такого способа является возможность одновременно получить воду для водоснабжения дома. Открытые системы являются очень эффективными, поскольку температура подземной воды является относительно высокой и круглогодично стабильной. Использование воды из скважины не наносит ущерба грунтовым водам, не изменяет уровень грунтовых вод в водном горизонте, поскольку открытую систему можно рассматривать как соединённые сосуды, где вода, забираемая из одного колодца, направляется обратно под землю через второй колодец, не изменяя общий уровень воды. Корректно, сооружённые в соответствии с нормативами скважины обеспечивают безопасную для окружающей природы стабильную работу системы отопления.

• Насос с закрытым циклом и горизонтальным теплообменником, размещенным в земле — трубки (коллекторы), в которых прокачивается теплоноситель, размещены горизонтально на глубине не менее 4 метра от поверхности земли. Такой теплообменник обычно называют поверхностным коллектором. Основной опасностью является неосмотрительность при проведении землекопных работ в зоне нахождения поверхностного коллектора. Для современно жилого дома с отапливаемой площадью в 200 м2 под основание коллектора требуется около 500 м2 поверхности грунта. При прокладке коллектора вблизи деревьев трубу коллектора не следует укладывать ближе, чем 1,5 метра от кроны. Правильно выбранный по размерам и правильно уложенный почвенный коллектор не влияет негативно ни на рост растений, ни на экологические условия.

• Насос с закрытым циклом и вертикальным теплообменником — трубки, в которых прокачивается теплоноситель, размещены вертикально в земле и уходят в глубину земли обычно 50 — 100 метров. Такой теплообменник обычно называют зондом.

Как известно, на глубине более 8 метров от поверхности земля имеет стабильную температуру (для Приморского края +7,2 градуса Цельсия) независимо от поры года. Этот способ обеспечивает самую высокую эффективность работы теплового насоса, малый расход электроэнергии и дешевое тепло — на 1 кВт электроэнергии получают до 5 кВт тепловой энергии, но требует больших первоначальных капиталовложений на буровые работы

Обращаем внимание на нецелесообразность использования в Дальневосточном регионе систем отопления на так называемых «воздушных тепловых насосах», по сути обычных кондиционерах, в которых тепло для отопления здания забирается из наружного воздуха. Эти системы разработаны и успешно используются в более теплых странах, где не бывает значительных морозов — южных штатах США, Греции, Японии и т.д. Проблема в том, что размещенный снаружи теплообменник при температуре на улице около плюс 5 градусов Цельсия начинает покрываться льдом из-за замерзающего конденсата, резко снижается теплопередача, эффективность уменьшатся. При дальнейшем понижении температуры наружного воздуха эффективность становится близкой нулю, воздушный тепловой насос переходит на обычное электроотопление, что резко увеличивает расход электроэнергии.

Количество компрессоров в тепловом насосе — один или два. Тепловые насосы с двумя компрессорами значительно дороже однокомпрессорных, но более надежны, имеют больший моторесурс. Кроме того, при выходе из строя одного из компрессоров (любая техника когда-нибудь выходит из строя), возможно частично отапливаться одним компрессором до завершения ремонта.
Конструкция внешнего коллектора. В качестве внешнего коллектора большинство производителей тепловых насосов предусматривает полиэтиленовую трубу диаметром 25 — 40 миллиметров с циркуляцией незамерзающей жидкостью — водным раствором гликоля. Существуют также геотермальные тепловые насосы с медной трубой диаметром 6 — 10 миллиметров и циркуляцией фреона:

— полиэтиленовая труба в зависимости от диаметра имеет толщину стенки 2 — 2,4 миллиметра. Так, например, труба диаметром 40 миллиметров имеет толщину стенки 2,3 — 2,4 миллиметра. Такая толщина обеспечивает высокую надежность и прочность трубы — человек весом 110 килограмм трубу не сдавливает;

— геотермальные тепловые насосы с полиэтиленовой трубой и водным раствором являются конструктивно более сложными, но более эффективными и надежными, чем с медной трубой. Тепловые насосы с медной трубкой и фреоном конструктивно проще, но значительная (часто многокилометровая) длинна медной трубки с фреоном под давлением потенциально более опасна, чем полиэтиленовая.

При проектировании и монтаже целесообразно пользоваться требованиями, технологией и рекомендациями изготовителей оборудования и нормативно-правовой базой Европейского сообщества. Очевидно, что не все рабочие, которые могут взяться за работы по установке, знакомы с этими требованиями и технологиями. Использование неквалифицированного персонала приведет к некачественной установке.

Как это работает / Промышленные тепловые насосы

Различные типы тепловых насосов

Механический тепловой насос — это тепловой насос, который обычно применяется в промышленности. Однако доступны несколько других типов тепловых насосов.

Механический тепловой насос: Механический тепловой насос является наиболее часто используемым и коммерчески возможным тепловым насосом. Принцип его действия: давление хладагента увеличивается с помощью компрессора, вызывая повышение температуры кипения.Существуют две разновидности механических тепловых насосов: система с прямым расширением (система DX) и система, в которой емкость используется для разделения газообразного и жидкого хладагента. Узнать больше

Тепловой насос с газовым двигателем: Тепловой насос с газовым двигателем состоит из механического теплового насоса и газового двигателя. В отличие от обычного теплового насоса, в котором компрессор приводится в действие электродвигателем, компрессор теплового насоса с газовым двигателем приводится в действие газовым двигателем. Тепло от охлаждения двигателя и дымовых газов газового двигателя можно использовать.Следовательно, мощность теплового насоса может быть ниже.

Абсорбционный тепловой насос: Принцип работы абсорбционного теплового насоса основан на испарении хладагента и его абсорбции в абсорбирующую среду. Хорошо известными комбинациями хладагента и абсорбирующей среды являются бромистый литий и вода, а также аммиак и вода. Движущей силой теплового насоса этого типа является тепловая энергия. Абсорбционные тепловые насосы могут быть очень полезны, когда необходимо как обогрев, так и охлаждение. Узнать больше

Адсорбционный тепловой насос: Хотя адсорбционный тепловой насос основан на тех же принципах, что и абсорбционный тепловой насос, в качестве абсорбирующей среды используется твердое вещество вместо жидкости.Узнать больше

Транскритический CO ₂ тепловой насос: CO выше 31 ° C ₂ попадает в транскритический диапазон; Это означает, что нельзя делать различия между жидкой или газовой фазой. Из-за этого явления тепло может выделяться в диапазоне температур вместо фиксированной температуры. Узнать больше

Гибридный тепловой насос: Гибридный тепловой насос представляет собой комбинацию механического и абсорбционного теплового насоса. Принцип действия основан на том факте, что абсорбция аммиака водой происходит при гораздо более высоких температурах по сравнению с конденсацией аммиака при постоянном давлении.Узнать больше

Термоакустический тепловой насос:
В термоакустическом тепловом насосе используется физический принцип, согласно которому разность температур может генерировать звуковые волны. Или наоборот: звуковая волна может создавать разницу температур. Низкотемпературное отработанное тепло используется для создания звуковой волны. Эта волна используется для создания разницы температур в другой ценной высокотемпературной среде. Термоакустические системы пока отсутствуют в продаже.

Как работает тепловой насос | Как работают тепловые насосы

Основные сведения о тепловом насосе

Один очень важный момент, который следует понимать, отвечая на вопрос «как работают тепловые насосы?» в том, что тепловые насосы не производят тепло — они перемещают тепло из одного места в другое. Печь создает тепло, которое распределяется по всему дому, но тепловой насос поглощает тепловую энергию из наружного воздуха (даже при низких температурах) и передает ее воздуху в помещении. В режиме охлаждения тепловой насос и кондиционер функционально идентичны, они поглощают тепло из воздуха в помещении и отводят его через наружный блок. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о тепловых насосах и кондиционерах.

При рассмотрении того, какой тип системы лучше всего подходит для вашего дома, следует учитывать несколько важных факторов, включая размер дома и местный климат.У местного дилера Carrier есть опыт, чтобы должным образом оценить ваши конкретные потребности и помочь вам принять правильное решение.

Важные компоненты системы теплового насоса

Типичная система теплового насоса с источником воздуха состоит из двух основных компонентов: наружного блока (который выглядит так же, как наружный блок сплит-системы кондиционирования воздуха) и внутреннего блока обработки воздуха. Как внутренний, так и наружный блоки содержат различные важные компоненты.

Наружный блок

Наружный блок содержит змеевик и вентилятор.Змеевик работает либо как конденсатор (в режиме охлаждения), либо как испаритель (в режиме нагрева). Вентилятор обдувает змеевик наружным воздухом для облегчения теплообмена.

Внутренний блок

Как и наружный блок, внутренний блок, обычно называемый блоком обработки воздуха, содержит змеевик и вентилятор. Змеевик действует как испаритель (в режиме охлаждения) или как конденсатор (в режиме нагрева). Вентилятор отвечает за перемещение воздуха по змеевику и воздуховодам в доме.

Хладагент

Хладагент — это вещество, которое поглощает и отводит тепло, циркулируя в системе теплового насоса.

Компрессор

Компрессор нагнетает хладагент и перемещает его по системе.

Реверсивный клапан

Часть системы теплового насоса, которая меняет направление потока хладагента, позволяя системе работать в противоположном направлении и переключаться между нагревом и охлаждением.

Расширительный клапан

Расширительный клапан действует как дозирующее устройство, регулируя поток хладагента при его прохождении через систему, что позволяет снизить давление и температуру хладагента.

Как работает тепловой насос — режим охлаждения

Одна из наиболее 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 с более низким давлением, чтобы тепло могло передаваться естественным образом. Так работает тепловой насос.

Шаг 1

Жидкий хладагент перекачивается через расширительное устройство на внутреннем змеевике, которое работает как испаритель.Воздух из помещения проходит через змеевики, где тепловая энергия поглощается хладагентом. Получающийся в результате холодный воздух обдувается воздуховодами дома. Процесс поглощения тепловой энергии приводит к нагреванию жидкого хладагента и его испарению в газообразную форму.

Шаг 2

Теперь газообразный хладагент проходит через компрессор, который сжимает газ. В процессе сжатия газа он нагревается (физическое свойство сжатых газов). Горячий хладагент под давлением движется по системе к змеевику наружного блока.

Шаг 3

Вентилятор наружного блока перемещает наружный воздух через змеевики, которые служат змеевиками конденсатора в режиме охлаждения. Поскольку воздух снаружи дома холоднее, чем горячий сжатый газовый хладагент в змеевике, тепло передается от хладагента к наружному воздуху. Во время этого процесса хладагент снова конденсируется до жидкого состояния при охлаждении. Теплый жидкий хладагент перекачивается через систему к расширительному клапану внутренних блоков.

Шаг 4

Расширительный клапан снижает давление теплого жидкого хладагента, что значительно его охлаждает. В этот момент хладагент находится в холодном жидком состоянии и готов к перекачке обратно в змеевик испарителя внутреннего блока для повторного запуска цикла.

Как работает тепловой насос — режим отопления

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. 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.

Физика процесса такая же. Тепловая энергия поглощается в наружном блоке холодным жидким хладагентом, превращая его в холодный газ. Затем к холодному газу прикладывают давление, превращая его в горячий газ. Горячий газ охлаждается во внутреннем блоке за счет прохождения воздуха, нагрева воздуха и конденсации газа до теплой жидкости. Теплая жидкость сбрасывается под давлением, когда она входит в наружный блок, превращая ее в охлаждающую жидкость и возобновляя цикл.

Как работает тепловой насос — Обзор

Тепловой насос — это универсальная и эффективная система охлаждения и обогрева. Благодаря реверсивному клапану тепловой насос может изменять поток хладагента и нагревать или охлаждать дом. Воздух проходит через змеевик испарителя, передавая тепловую энергию от воздуха хладагенту. Эта тепловая энергия циркулирует в хладагенте в змеевике конденсатора, где она высвобождается, когда вентилятор продувает воздух через змеевик. Благодаря этому процессу тепло перекачивается из одного места в другое.

Местный эксперт Carrier HVAC может помочь оценить ваши потребности в отоплении и охлаждении и порекомендовать подходящую систему теплового насоса.

Как работают тепловые насосы

Для начала давайте сначала обсудим основы работы тепловых насосов.

Как работают тепловые насосы — основы

Тепловой насос — это устройство, которое «транспортирует» тепловую энергию из одного места в другое. Это основная особенность работы тепловых насосов. Кондиционер — это разновидность теплового насоса. Он «забирает» тепло из помещения и перекачивает его наружу.Таким образом, внутри помещения из вентиляционного отверстия выходит холодный воздух, прошедший через теплообменник. С внешней стороны теплый воздух выходит из другого теплообменника. Теплообменник на внутренней стороне называется испарителем, а теплообменник на внешней стороне называется конденсатором.

В следующем разделе более подробно рассматривается принцип работы тепловых насосов.

Принципы работы

На рисунке ниже показана схема теплового насоса.

Источник: http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_pump. Автор: http://commons.wikimedia.org/wiki/User:Ilmari_Karonen

Ступень 1 — теплообменник горячей стороны (для кондиционеров это наружная сторона).

Ступень 2 — расширительный клапан.

Ступень 3 — теплообменник холодной стороны (для кондиционеров — на внутренней стороне).

Ступень 4 — компрессор.

Разделение тепловых насосов на эти четыре ступени является основным способом понять, как работают тепловые насосы.

В тепловых насосах используется рабочая жидкость, называемая хладагентом. Этот хладагент выбирается на основе его полезных физических свойств на различных этапах работы внутри теплового насоса. Хладагент циркулирует через тепловой насос с помощью компрессора, который запускает процесс. Хладагент входит в компрессор на ступени 4 в газообразном состоянии (насыщенный пар) при более низком давлении и более низкой температуре и выходит при более высоком давлении и более высокой температуре в перегретом газообразном состоянии.Затем хладагент проходит через теплообменник горячей стороны и при этом переходит в жидкое состояние (стадия 1). Связанные с этим тепловые потери газа и скрытая теплота конденсации (из-за фазового перехода от газа к жидкости) передаются из теплообменника в любую среду, с которой теплообменник контактирует. Для кондиционеров такой средой является наружный воздух. Затем хладагент проходит через расширительный клапан (стадия 2), который заставляет жидкий хладагент мгновенно превращаться в смесь газа и жидкости при давлении и температуре ниже, чем перед входом в клапан.Затем эта смесь проходит через теплообменник холодной стороны на стадии 3, во время которой хладагент полностью превращается в газ. Связанная скрытая теплота парообразования (из-за фазового перехода жидкой части смеси в газ) поглощается теплообменником из любой среды, с которой теплообменник контактирует. Для кондиционеров такой средой является воздух в помещении. С этого этапа хладагент поступает в компрессор в виде насыщенного пара, и цикл повторяется.

Как вы, наверное, видите, полезные свойства хладагента — это в основном свойства фазового перехода, которые возникают спонтанно, когда хладагент подвергается изменениям давления и температуры как в компрессоре, так и в расширительном клапане.Чтобы полностью понять этот процесс, необходимо выполнить термодинамический анализ. Прекрасный справочник, объясняющий термодинамические детали того, как работают тепловые насосы: Модели тепловых насосов Ок-Ридж: I. Стационарная компьютерная модель проектирования для тепловых насосов воздух-воздух , Национальная лаборатория Ок-Ридж, С. К. Фишер, СК Райс, август 1983 года.

Интересным аспектом работы тепловых насосов является то, что вы действительно можете передавать больше тепловой энергии, чем энергия, необходимая для их работы. Например, с помощью кондиционера вы можете вывести из здания больше тепловой энергии, чем электроэнергии, необходимой для его питания. Это создает впечатление, что эффективность превышает 100%. Но как это возможно? Как можно получить что-то даром? Ну, на самом деле нет. Как было сказано ранее, тепловой насос просто переносит энергию из одного места в другое. Это не то же самое, что создавать что-то из ничего. Таким образом, в случае теплового насоса для семантики более подходящим становится определение коэффициента производительности (COP), который равен: (переносимая тепловая энергия) / (потребляемая энергия). Таким образом, для «эффективности» 400% COP = 4.

В качестве альтернативы можно использовать тепловой насос в качестве обогревателя вместо охладителя / холодильника. По сути, это означает, что кондиционер нужно перевернуть так, чтобы внешняя часть была обращена внутрь помещения, а внутренняя часть — наружу. С такой настройкой у вас будет обогреватель вместо кондиционера. И еще раз: вы можете получить кажущуюся эффективность более 100%.

Но есть загвоздка.

Для того, чтобы иметь высокий КПД, вы должны работать в определенных диапазонах температур. Поэтому, если вы используете тепловой насос в качестве обогревателя зимой, у вас не может быть слишком низкой температуры наружного воздуха, иначе ваш COP снизится. Фактически, COP будет приближаться к 1 при температуре наружного воздуха -18 градусов Цельсия или ниже. Это связано с тем, что по мере того, как становится холоднее, становится все труднее извлекать тепло снаружи (перекачивать в помещении). В конце концов, передаваемая тепловая энергия становится равной потребляемой электрической энергии (COP = 1), и стоимость отопления становится намного дороже.Таким образом, в этом случае тепловой насос, используемый для отопления, лучше всего использовать при умеренных зимних температурах.

Точно так же, если вы используете тепловой насос в качестве охладителя (кондиционера) летом, у вас не может быть чрезмерно высокой температуры наружного воздуха, иначе ваш COP снизится. К счастью, летом никогда не бывает достаточно жарко, чтобы снизить коэффициент полезного действия до 1 — для этого потребуется температура наружного воздуха 50+ градусов по Цельсию!

Это интуитивно понятно — более низкий COP является результатом того, что тепловая энергия в большей степени «подталкивается вверх» и работает против естественного направления теплопередачи — от горячего к холодному. Таким образом, чем больше разница температур, с которой вы работаете, тем больше энергии требуется и тем меньше отдачи вы получите.

Итак, перед нами стоит практическая дилемма, особенно когда речь идет об обогревателе: чем больше он вам нужен, тем менее эффективным он становится, и чем меньше он вам нужен, тем эффективнее он становится. Но есть способ справиться с этим. Вы можете использовать тепловую энергию земли, чтобы поддерживать высокий КПД. Это обсуждается в следующем разделе.

Земляной тепловой насос

Этот раздел особенно полезен для многих людей, которые хотят знать, как работают тепловые насосы, поскольку они имеют в виду геотермальные / наземные источники.

На схеме ниже показан геотермальный тепловой насос. На этом рисунке показана конфигурация теплового насоса и контура заземления.

На этом рисунке показана сеть подземных труб, образующих замкнутый контур. Если вы войдете достаточно глубоко (например, 5-6 м в районе Оттавы) — значительно ниже линии замерзания, температура земли будет примерно постоянной 10 градусов Цельсия в течение всего года с небольшими колебаниями. Это связано с энергией солнца, которое нагревает землю и поддерживает постоянный температурный профиль круглый год на определенной глубине.Именно этот стабильный температурный режим позволяет геотермальному тепловому насосу работать эффективно.

Зимой жидкий раствор незамерзания, такой как пропиленгликоль (смешанный с водой), который служит в качестве теплоносителя, прокачивается по трубам и по мере продвижения по ним нагревается примерно до (окружающей) земли. температура, которая для области Оттавы составляет 10 градусов по Цельсию. По мере того, как антифриз возвращается вверх (в нагретом состоянии), он попадает в теплообменник, который позволяет передавать тепловую энергию (полученную от земли) тепловому насосу, который затем передает энергию в помещении, чтобы обогреть здание.Охлажденный в этот момент раствор антифриза возвращается под землю, чтобы снова получить тепло от земли, и цикл повторяется. Длина трубы, идущей под землей, пропорциональна желаемой тепловой нагрузке.

Летом тепловой насос может работать в обратном направлении, как охладитель (кондиционер). Таким образом, операция аналогична, за исключением того, что вместо получения тепла от земли, раствор незамерзания (который теперь действует как охлаждающая среда) «отдает» тепло земле.По мере того, как раствор незамерзающей жидкости возвращается вверх (в охлажденном состоянии), он попадает в теплообменник, который позволяет передавать тепловую энергию изнутри здания через тепловой насос. Это позволяет зданию охлаждаться внутри. Раствор антифриза, который нагревается в этот момент, возвращается под землю, чтобы снова терять тепло на землю, и цикл повторяется. Длина трубы, идущей под землей, пропорциональна желаемой охлаждающей нагрузке.

Что делает этот метод настолько привлекательным, так это то, что у вас есть бесплатный, легко доступный в изобилии «радиатор» или «источник тепла», доступный из-под земли, который может использоваться для высокоэффективных тепловых насосов.Зимой вы используете тепловой насос как источник тепла, а летом вы включаете тепловой насос в обратном направлении и используете его как источник охлаждения. Поскольку на определенной глубине под землей температура относительно постоянна круглый год, COP остается высоким круглый год.

Основным преимуществом этого метода является нагрев, поскольку именно там достигается большая часть экономии. Это может быть усовершенствование других методов отопления, которые могут использовать природный газ, мазут или электрический нагрев.Кстати, электрическое отопление — один из наименее эффективных способов обогрева здания, поскольку его коэффициент полезного действия равен 1.

Основным недостатком наземных тепловых насосов является первоначальная стоимость, которая в США и Канаде может составлять около 2500 долларов (или больше) за тонну мощности. Обратите внимание, что одна тонна равна 12 000 БТЕ / час или 3,5 кВт.

Но поскольку годовые эксплуатационные расходы могут быть значительно меньше, чем у обычных систем отопления, эта система окупается за несколько лет.

На рисунке ниже показано изображение подземной сети трубопроводов, типичное для такой установки.

Источник: http://en.wikipedia.org/wiki/Ground_source_heat_pump. Автор: Marktj

Трубы можно укладывать вертикально под землей в глубокую яму глубиной в сотни футов или в большие неглубокие траншеи глубиной несколько метров. Глубокая яма может быть лучшим вариантом, если у вас небольшая территория или вы не хотите копать большие площади, хотя такая установка будет стоить больше, чем система с горизонтальной петлей. Длина используемой трубы обычно составляет сотни футов. Как правило, требуется 500-600 футов трубы в траншеях 250-300 футов на тонну пропускной способности системы, в зависимости от того, насколько влажная почва (ссылка: http: // www.earthheat.ca).

Трубы обычно изготавливаются из пластика, который требует большей длины для достижения температуры грунта, чем металлические трубы, но они легче, гибче и очень долговечны.

Краткая информация

Вот несколько фактов о геотермальных тепловых насосах:

• Общее снижение затрат на электроэнергию в здании может составить до 60%

• Срок окупаемости 6-8 лет.

• Типичный КПД геотермального теплового насоса для отопления и охлаждения составляет 3-4

В следующем разделе мы проведем анализ стоимости замены.

Анализ затрат на замену

Если у вас есть система отопления, которую вы планируете заменить на систему с геотермальным тепловым насосом, разумно сначала оценить потребление энергии, чтобы узнать, сколько вы сэкономите, если вообще сэкономите. Попросите кого-нибудь прийти к вам домой или на работу и провести оценку. Но вы также можете попробовать свои силы в приблизительном подсчете, посмотрев на свои счета за электроэнергию. Если вы используете электричество для обогрева помещений и / или воды, тогда выясните, сколько затрат на электроэнергию связано с этими конкретными видами использования в течение одного года.Назовите эту сумму X . Таким образом, ваша годовая экономия будет равна AS = X (1 — 1 / COP).

Если вместо этого вы используете топливо, расчет становится более сложным. Сначала необходимо подсчитать, сколько топлива для отопления вы потребляете ежегодно. Ваши счета за электроэнергию должны содержать эту информацию. Давайте использовать природный газ в примерном расчете.

Для природного газа единицей измерения является объем, м ³ (кубических метров). Из ваших счетов за электроэнергию сложите общий объем (в м ³ ) природного газа, использованного в течение одного года, на основе показаний вашего счетчика.Назовите этот том V .

Плотность энергии природного газа составляет около 35 000 БТЕ / м ³ .

Сейчас,

35000 БТЕ = 10,26 кВтч

Для производства 10,26 кВтч тепловой энергии количество потребляемой тепловой энергии электроэнергии, необходимой тепловому насосу, составляет 10,26 / COP (например, для COP = 3, потребляемая энергия составляет 10,26 / 3 = 3,4 кВтч).

Соответствующие затраты на электроэнергию тогда равны EC = (10,26 / COP) × (стоимость киловатт-часа электроэнергии в вашем районе). Обратите внимание, что стоимость электроэнергии на кВтч должна равняться общей стоимости , которая составляет: (общая сумма, подлежащая оплате по счету за электроэнергию) / (общее количество потребленных кВтч на основе показаний вашего счетчика).В моем районе тариф на электроэнергию составляет 15 центов / кВтч.

Итак, годовые затраты на электроэнергию с использованием геотермального теплового насоса составляют EC × V .

Теперь, исходя из ваших счетов за электроэнергию, рассчитайте общих затрат на использование природного газа в размере в течение одного года, включая налоги. Назовите это NGC .

Следовательно, ваша экономия затрат в год составит AS = NGC — EC × V . В некоторых случаях это число может быть отрицательным, и в этом случае вы заплатите больше за систему геотермального теплового насоса, чем за вашу текущую систему.

Теперь можно посмотреть срок окупаемости.

Учитывая, что затраты на техническое обслуживание, вероятно, минимальны, приблизительный срок окупаемости в годах = (стоимость установки теплового насоса) / AS

Тот же базовый расчет применяется к другим видам топлива для отопления, таким как пропан. Просто отслеживайте используемые единицы и используйте правильную плотность энергии на единицу объема (онлайн-поиск предоставит вам эту информацию). В некоторых случаях вы можете использовать галлоны вместо кубических метров.

Геотермальный тепловой насос прямого обмена

Разновидностью геотермального теплового насоса является Геотермальный тепловой насос с прямым обменом .В этой системе медный змеевик теплового насоса помещается непосредственно в землю и в результате обменивается теплом напрямую с землей. Это обеспечивает более эффективный теплообмен с почвой, поскольку не происходит промежуточного теплообмена с контуром заземления до того, как произойдет теплообмен с змеевиком теплового насоса. Есть более прямой путь теплообмена. Эта более простая конструкция позволяет использовать более короткие трубки и снизить стоимость установки. Однако ограничение этой конструкции состоит в том, что компрессор нельзя размещать на большом расстоянии от заземляющих катушек. Это может быть ограничительным в зависимости от приложения. Кроме того, стоимость хладагента может быть высокой из-за большого объема, необходимого для длинного медного змеевика.

Вернуться на страницу Engineering

Вернуться на домашнюю страницу Real World Physics Problems

пожаловаться на это объявление

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 может быть установлен 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. Мы снова найдем теплообменник в этом агрегате 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 определяет, 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 отнимает энергию от хладагента, вызывая его конденсацию. Помните, что хладагент всегда остается внутри трубок, он никогда не смешивается с воздухом. Тепловая энергия просто передается через стенку трубки, потому что существует разница температур, и горячее всегда течет к холодному.

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

Таким образом, этот хладагент, когда он входит в наружный теплообменник и проходит вокруг него, 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 полностью 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 покидает расширительный клапан, это будет парожидкостная смесь низкого давления и низкой температуры.Он будет проталкиваться вокруг внутреннего теплообменника, 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 у хладагента очень низкая температура кипения. Температуры воздуха внутри помещения достаточно, чтобы этот хладагент закипел и превратился в насыщенный — слегка перегретый пар.Он все еще выталкивается хладагентом, который перекачивается из компрессора.

B Когда он покидает внутренний блок, хладагент будет выходить в виде насыщенного пара с низкой температурой и низким давлением. 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 поступает 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. Поэтому хладагент будет отдавать немного энергии воздуху. Это конденсирует хладагент и превращает его в жидкость.

Хладагент выходит из внутреннего блока и направляется к обратному клапану и расширительному клапану. В этом случае он будет проходить через обратный клапан, потому что расширительный клапан не позволит ему пройти через него.

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.Таким образом, 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 взять энергию из воздуха? » Что ж, на самом деле в этом воздухе еще много энергии, и, конечно же, ее достаточно, чтобы ее мог извлечь тепловой насос. 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 сравнить воду и некоторые распространенные хладагенты. Мы знаем, что вода кипит при температуре около 100 ° C (212 ° F), и при этой температуре она 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 собирать тепло.

Тепловой насос — Energy Education

A Тепловой насос — это устройство, которое забирает энергию из воздуха с целью обогрева или охлаждения помещения. Этот процесс известен как кондиционирование пространства. ^[2] Тепловые насосы работают как тепловая машина в обратном направлении, поскольку они работают от источника электричества, перемещая тепло из холодного места в теплое. Казалось бы, это нарушило бы Второй закон термодинамики, но основная причина, по которой это не так, заключается в том, что эта теплопередача не является спонтанной ; для этого требуется вложенная энергия.Для отопления дома тепловой насос извлекает тепло из наружного воздуха, еще больше нагревает теплый воздух и передает его в помещение. При домашнем охлаждении тепловой насос меняет этот процесс, и тепло отбирается из воздуха в помещении и выводится наружу, как в холодильнике или кондиционере, тем самым охлаждая внутренний воздух. ^[2]

Операция

Цикл нагрева

Цикл нагрева теплового насоса работает, забирая тепло из воздуха снаружи, нагревая его дальше и используя этот теплый воздух для нагрева воздуха в помещении.Это делается следующим образом: ^[2]

1. Жидкий хладагент поглощает тепло в «испарителе» наружного воздуха, превращаясь в газ.
2. Хладагент проходит через «компрессор», который повышает давление газа, повышая его температуру.
3. Горячий газ проходит через «змеевики конденсатора» внутри обогреваемого пространства, и, поскольку он имеет более высокую температуру, чем это пространство, он передает тепло в комнату и снова конденсируется в жидкость.
4. Наконец, жидкость течет обратно через клапан, который снижает ее давление, чтобы охладить ее и повторить цикл.

Это можно визуализировать на рисунке ниже.

Цикл охлаждения

Цикл охлаждения теплового насоса используется для охлаждения помещения путем отвода тепла от него и его отвода в другое место, обычно на улицу для кондиционирования воздуха или в комнату для холодильника.Для этого «испаритель» и «змеевики конденсатора» меняются ролями, и поток хладагента меняется на противоположный: ^[2]

1. Холодный хладагент поглощает тепло из более горячего помещения в испарителе, поэтому помещение охлаждается.
2. Затем он пропускается через компрессор для повышения его температуры.
3. Он проходит через змеевики конденсатора и передает это тепло наружному воздуху.
4. Затем он расширяется, чтобы снизить давление, и охлаждается до температуры ниже комнатной, чтобы повторить цикл.

Этот процесс можно визуализировать на рисунке 3.

Коэффициент полезного действия

основная статья

Производительность теплового насоса выражается отношением тепловой мощности к работе, которую необходимо выполнить. По сути, эта величина показывает, сколько охлаждения или обогрева делается на доллар (электричество в конце концов не бесплатное). Это соотношение известно как коэффициент полезного действия (K), представленный уравнением: ^[2]

Итак, для отопления этот коэффициент равен:

а для охлаждения это:

где:

• [math] Q_H [/ math] — количество тепла, подводимого к комнате для ее обогрева
• [math] Q_C [/ math] — тепло, излучаемое из комнаты для охлаждения
• [math] W_ {in} [/ math] — это затраты на работу в виде электричества.

Чем выше значение этого коэффициента, тем лучше тепловой насос передает тепло, поскольку для выработки определенного количества тепла требуется меньше работы. передача.Однако существует предел, установленный законами энтропии и вторым началом термодинамики.

Кондиционер

основная статья

Кондиционер (A / C) — это система, которая работает по тем же основным принципам, что и тепловые насосы, хотя для них требуются некоторые другие компоненты. ^[4] Кондиционеры не так универсальны, как тепловые насосы, поскольку они выполняют только функцию охлаждения. Однако во многих случаях они имеют более практическое применение, поскольку некоторые места на Земле не требуют обогрева.Они работают, по сути, выполняя тот же цикл охлаждения, что и тепловые насосы.

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Интернет], доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Heat_Pump.jpg
2. ↑ ^{2,0 ​​ 2,1 2,2 2,3 2,4} Р. А. Хинрихс и М. Кляйнбах, «Сохранение энергии в домашних условиях и контроль теплопередачи», в Энергия: ее использование и окружающая среда , 4-е изд. Торонто, Онтарио. Канада: Томсон Брукс / Коул, 2006, гл.5, sec.G, стр.149-153
3. ↑ ^{3,0 3,1} Адаптировано из Energy: Its Use and Environment R. Hinrichs and M. Kleinbach.
4. ↑ Consumer Energy Center, Системы центрального отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) [Online], Доступно: http://www.consumerenergycenter.org/residential/heating_cooling/heating_cooling.html

Пошаговое руководство по работе вашего теплового насоса

Тепловые насосы, которые можно адаптировать практически к любому приложению, становятся все более популярными в домах и на предприятиях в Уилмингтоне, Северная Каролина.Для многих наших клиентов это возможность сэкономить на счетах за электроэнергию, что делает их такими привлекательными. Людям также нравится, как тепловые насосы обеспечивают комфорт в любую погоду. В этом пошаговом руководстве по технологии теплового насоса объясняется, как работает тепловой насос и почему установка теплового насоса является отличным вариантом для контроля микроклимата.

Цикл охлаждения

Когда дело доходит до охлаждения, тепловые насосы и холодильники работают во многом одинаково. Тепло извлекается из воздуха внутри и перемещается за пределы помещения.Трехэтапный процесс заключается в преобразовании жидкого хладагента в газ, а затем обратно в жидкость. Ученые называют это фазовое преобразование или, попросту говоря, холодильным циклом. Тепловые насосы состоят из трех основных компонентов: испарителя, компрессора и конденсатора. Каждый из них играет решающую роль в том, как тепловые насосы перемещают тепло из одного места в другое.

• ШАГ ПЕРВЫЙ: Компрессор, расположенный в наружном блоке, всасывает холодный газообразный хладагент и нагревает его под давлением.Затем компрессор закачивает горячий газ под высоким давлением в конденсатор.
• ШАГ ВТОРОЙ: В конденсаторе используется вентилятор для охлаждения газа до жидкости, когда он проталкивается через спиральные металлические петли. Выделяемое тепло уходит в наружный воздух через металлические ребра на внешней стороне конденсатора.
• ШАГ ТРЕТИЙ: Охлажденная жидкость поступает во внутренний испаритель через узкий клапан, замедляя поток хладагента. Затем он испаряется в газ, проходя через охлаждающие змеевики устройства, удаляя тепло из окружающего воздуха.

Вентилятор, подключенный к испарителю, направляет охлажденный воздух в систему распределения воздуха теплового насоса. Цикл охлаждения повторяется до тех пор, пока в вашем доме или на работе температура не будет установлена ​​на вашем термостате.

Типы тепловых насосов

Тепловые насосы с реверсивным режимом работы могут обеспечивать как обогрев, так и охлаждение. Некоторые модели могут даже увеличить объем горячего водоснабжения. Принцип работы тепловых насосов в холодную погоду зависит от выбранного вами типа установки теплового насоса.

• Тепловые насосы «воздух-воздух» отбирают тепло из наружного воздуха и конденсируют его до тех пор, пока он не станет достаточно горячим, чтобы всем было комфортно тепло.
• Геотермальные модели используют тепловую энергию, хранящуюся под поверхностью земли, для обогрева вашего дома или офиса.
• В отличие от систем центрального кондиционирования, бесканальные тепловые насосы доставляют теплый воздух непосредственно в жилые помещения через отдельные кондиционеры.

Если у вас уже есть центральная воздушная печь, тепловой насос только для охлаждения предлагает энергоэффективный способ оставаться прохладным все лето.Какими бы ни были ваши потребности в комфорте в помещении, профессионалы Airmax Heating & Cooling помогут вам выбрать идеальную систему с тепловым насосом.

Комплексное обслуживание теплового насоса

Правильная установка важна для длительного пользования новой системой теплового насоса. Важно, чтобы размер оборудования соответствовал вашим уникальным потребностям в комфорте. Негабаритная система приведет к потере энергии и ваших денег на частые циклы включения / выключения. Тепловые насосы меньшего размера не могут поддерживать желаемый уровень комфорта.В Airmax Heating & Cooling мы проводим расчеты нагрузки, чтобы вы чувствовали себя комфортно, не тратя слишком много энергии.

Наши специалисты по HVAC также могут проводить регулярные плановые настройки для повышения эффективности и производительности. Заброшенные тепловые насосы потребляют на 25 процентов больше энергии, чем исправные системы. Наши планы технического обслуживания позволяют легко поддерживать тепловой насос в отличном состоянии и экономить деньги на отоплении и охлаждении. Мы также предлагаем профессиональный ремонт тепловых насосов, который вам понадобится, если ваша система когда-нибудь выйдет из строя.

Как работают тепловые насосы? Короткий ответ — замечательно! Для получения дополнительной информации о преимуществах этих энергоэффективных систем посетите наш раздел обслуживания тепловых насосов. Чтобы назначить бесплатную консультацию, позвоните в Airmax Heating & Cooling сегодня по телефону 910-795-4359.

Как работает тепловой насос | HVAC

В тепловом насосе с воздушным источником тепла используются передовые технологии и цикл охлаждения для обогрева и охлаждения вашего дома. Это позволяет тепловому насосу обеспечивать комфорт в помещении круглый год — независимо от сезона.

При правильной установке и работе тепловой насос может поддерживать прохладную комфортную температуру, снижая уровень влажности в доме.

1. Теплый воздух изнутри вашего дома втягивается в воздуховоды с помощью моторизованного вентилятора.
2. Компрессор обеспечивает циркуляцию хладагента между внутренним испарителем и наружными конденсаторными блоками.
3. Теплый воздух в помещении затем поступает в воздухообрабатывающий агрегат, в то время как хладагент перекачивается из внешнего змеевика конденсатора во внутренний змеевик испарителя. Хладагент поглощает тепло, проходя через воздух в помещении.
4. Этот охлажденный и осушенный воздух затем проталкивается через соединительные внутренние воздуховоды к вентиляционным отверстиям по всему дому, снижая внутреннюю температуру.
5. Цикл охлаждения продолжается снова, обеспечивая постоянный метод охлаждения.

Тепловые насосы уже много лет используются в регионах с более мягкими зимами.Тем не менее, технология тепловых насосов с воздушным источником тепла претерпела значительные изменения, что позволяет использовать эти системы в районах с длительными периодами отрицательных температур.

1. Тепловой насос может переключаться из режима кондиционирования воздуха в режим нагрева путем реверсирования цикла охлаждения, в результате чего внешний змеевик работает как испаритель, а внутренний змеевик — как конденсатор.
2. Хладагент проходит через замкнутую систему холодильных линий между наружным и внутренним блоком.
3. Несмотря на низкую температуру наружного воздуха, теплообменник конденсатора поглощает из наружного воздуха достаточное количество тепловой энергии и выделяет внутри змеевик испарителя.
4. Воздух изнутри вашего дома втягивается в воздуховоды с помощью моторизованного вентилятора.
5. Хладагент перекачивается из внутреннего змеевика во внешний змеевик, где он поглощает тепло из воздуха.
6. Этот нагретый воздух затем проталкивается через соединительные каналы к вентиляционным отверстиям по всему дому, повышая внутреннюю температуру.
7. Цикл охлаждения продолжается снова, обеспечивая постоянный способ согреться.

Чтобы лучше понять, как ваш воздух нагревается или охлаждается, полезно немного узнать о деталях, составляющих систему теплового насоса.Типичная система теплового насоса с воздушным источником представляет собой раздельную или состоящую из двух частей систему, в которой в качестве источника энергии используется электричество. Система содержит наружный блок, похожий на кондиционер, и комнатный кондиционер. Тепловой насос работает вместе с устройством обработки воздуха, распределяя теплый или прохладный воздух по внутренним помещениям. Помимо электрических компонентов и вентилятора, система теплового насоса включает в себя:

Компрессор: Перемещает хладагент по системе. Некоторые тепловые насосы содержат спиральный компрессор.По сравнению с поршневыми компрессорами спиральные компрессоры тише, имеют более длительный срок службы и обеспечивают на 10–15 ° F более теплый воздух в режиме нагрева.

Плата управления: Определяет, должна ли система теплового насоса находиться в режиме охлаждения, нагрева или размораживания.

Змеевики: Конденсатор и испарительный змеевик нагревают или охлаждают воздух в зависимости от направления потока хладагента.

Хладагент: Вещество в охлаждающих трубопроводах, которое циркулирует через внутренний и наружный агрегаты.

Реверсивные клапаны: Измените поток хладагента, который определяет, охлаждается или нагревается ваше внутреннее пространство.

Термостатические расширительные клапаны: Регулируют поток хладагента так же, как кран крана регулирует поток воды.

Аккумулятор: Резервуар, который регулирует заправку хладагента в зависимости от сезонных потребностей.

Холодильные линии и трубы: Соединяет внутреннее и внешнее оборудование.

Нагревательные полосы: Электрический нагревательный элемент используется для дополнительного нагрева. Этот добавленный компонент используется для добавления дополнительного тепла в холодные дни или для быстрого восстановления после низких температур.

Воздуховоды: Служат воздушными туннелями в различные помещения внутри вашего дома.

Термостат или система управления: Устанавливает желаемую температуру