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

Принцип работы теплового насоса

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

 

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

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

Современный тепловой насос также может работать и в обратную сторону, выкачивать тепло из дома и отдавать в землю, то есть работать на охлаждение дома.

При этом отдавая тепло в землю, тепловой насос целенаправленно наполняет скважину теплом, что имеет положительный эффект в отопительный сезон.

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

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

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

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

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

 

 

 

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.

Тепловой насос — принцип работы, типы наосов и теплообменников

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос представляет собой устройство, позволяющее переносить тепловую энергию от менее нагретого тела к более нагретому телу, увеличивая его температуру. В последние годы тепловые насосы пользуются повышенным спросом как источник альтернативной тепловой энергии, позволяющий получать действительно дешевое тепло, не загрязняя при этом окружающей среды.

Сегодня их выпускают многие производители теплотехнического оборудования, а общая тенденция такова, что в ближайшие годы именно тепловые насосы займут лидирующие позиции в ряду отопительного оборудования.

Как правило, тепловые насосы используют тепло подземных вод, температура которых круглый год находится приблизительно на одном уровне и составляет +10С, тепло окружающей среды или водоемов.

Принцип работы теплового насоса

Принцип их работы основывается на том, что любое тело, имеющее температуру выше значения абсолютного нуля, обладает запасом тепловой энергии, прямо пропорциональным его массе и удельной теплоемкости. Понятно, что моря, океаны, а также подземные воды, масса которых велика,  обладают грандиозным запасом тепловой энергии, частичное использование которой на отоплении жилища никак не сказывается на их температуре и на экологической обстановке на планете.

«Забрать» тепловую энергию от какого-либо тела можно только охладив его. Количество выделенного при этом тепла (в примитивном виде) можно рассчитать по формуле

Q=CM(T2-T1), где

Q-полученное тепло

C-теплоемкость

M— масса

T1 T2 — разность температур, на которую было произведено охлаждение тела

Из формулы видно, что при охлаждении одного килограмма теплоносителя от 1000 градусов до 0 градусов может быть получено такое же количество тепла, что и при охлаждении 1000кг теплоносителя от 1С до 0С.

Главное, суметь использовать тепловую энергию и направить ее на отопление жилых домов и производственных помещений.

Идея использования тепловой энергии менее нагретых тел возникла еще в середине 19 столетия, а ее авторство принадлежит знаменитому ученому того времени лорду Кельвину. Однако далее общей идеи дело у него не продвинулось. Первый проект теплового насоса был предложен в 1855 году и принадлежал он Петеру Риттеру фор Риттенгеру. Но и он не получил поддержки и не нашел практического применения.

«Второе рождение» теплового насоса относится к середине сороковых годов прошлого столетия, когда широкое распространение получили обычные бытовые холодильники. Именно они натолкнули швейцарца Роберта Вебера на идею использовать тепло, выделяемое  морозильной камерой, для нагрева воды для хозяйственных нужд.

Полученный эффект оказался ошеломляющим: количество тепла оказалось столь велико, что его хватило не только для горячего водоснабжения, но и подогрева воды для отопления.

Правда, при этом пришлось порядком потрудиться и придумать систему теплообменников, позволяющую утилизировать выделяемую холодильником тепловую энергию.

Однако вначале изобретение Роберта Вебера рассматривалось как забавная идея, и воспринималась подобно идеям из современной знаменитой рубрики «Очумелые ручки». Настоящий интерес к нему возник намного позже, когда действительно остро встал вопрос поиска альтернативных источников энергии. Вот тогда идея теплового насоса получила свое современное очертание и практическое применение.

Современные тепловые насосы можно классифицировать в зависимости от источника низкотемпературного тепла, которым может быть грунт, вода (в открытом или в подземном водоеме), а также наружный воздух.

Полученная тепловая энергия может передаваться воде и использоваться для устройства водяного отопления, и горячего водоснабжения, а также воздуху, и применяться для отопления и кондиционирования. Учитывая это, тепловые насосы делят на 6 видов:

• От грунта к воде (грунт-вода)
• От грунта к воздуху (грунт-воздух)
• От воды к воде (вода-вода)
• От воды к воздуху (вода-воздух)
• От воздуха к воде (воздух-вода)
• От воздуха к воздуху (воздух-воздух)

Каждый вид тепловых насосов имеет свои характерные особенности установки и эксплуатации.

Способ установки и особенности эксплуатации теплового насоса ГРУНТ-ВОДА

• Грунт универсальный поставщик низкотемпературной тепловой энергии

Грунт обладает колоссальным запасом низкотемпературной тепловой энергии. Именно земная кора постоянно аккумулирует солнечное тепло и при этом подогревается изнутри, от ядра планеты. В результате на глубине нескольких метров грунт всегда имеет положительную температуру. Как правило, в центральной части России речь идет о 150-170 см. Именно на этой глубине температура грунта имеет положительное значение и не опускается ниже 7-8 С.

Еще одна особенность грунта состоит в том, что даже при сильных морозах он промерзает постепенно. В результате минимальная температура грунта на глубине 150 см наблюдается тогда, когда на поверхности уже наступает календарная весна и потребность в тепле для отопления снижается.

Это значит, что для того, чтобы «отобрать» тепло у грунта в центральном районе России, теплообменники для аккумуляции тепловой энергии необходимо расположить на глубине ниже 150 см.

В этом случае теплоноситель, циркулирующий  в системе теплового насоса, проходя по теплообменникам, будет нагреваться за счет тепла грунта, затем, поступая в испаритель, передавать тепло воде, циркулирующей в системе отопления, и возвращаться за новой порцией тепловой энергии.

• Что может использоваться в качестве теплоносителя

В качестве теплоносителя в тепловых насосах типа грунт-вода чаще всего используют так называемый «рассол». Его готовят из воды и этиленгликоля или пропиленгликоля. В некоторых системах используют фреон, что в значительной степени усложняет конструкцию теплового насоса и приводит к повышению его стоимости. Дело в том, что теплообменник насоса этого вида должен иметь большую площадь теплообмена, следовательно, и внутренний объем, что требует соответствующего количества теплоносителя.

Использование фреона хоть и повышает эффективность работы теплового насоса, но при этом требует абсолютной герметичности системы и ее устойчивости к повышенному давлению.

Для систем с «рассолом» теплообменники обычно делают из полимерных труб, чаще всего полиэтиленовых, диаметром от40-60мм. Теплообменники имеют вид горизонтальных или вертикальных коллекторов.

• Горизонтальный грунтовый коллектор

Горизонтальный грунтовый коллектор представляет собой трубу, уложенную в грунт на глубине ниже 170 см. Для этого можно использовать любой незастроенный участок земли. Для удобства и увеличения площади теплообмена трубу укладывают зигзагом, петлями, спиралью и т.д. В дальнейшем этот участок земли можно использовать под газон, клумбу или огород. Следует отметить, что теплообмен между грунтом и коллектором идет лучше во влажной среде. Поэтому поверхность грунта можно смело поливать и удобрять.

Считается, что в среднем 1м2 грунта дает от 10 до 40 Вт тепловой энергии. В зависимости от потребности в тепловой энергии, петель коллектора может быть любое количество.

• Вертикальный коллектор

Вертикальный коллектор представляет собой систему труб, установленных в земле вертикально. Для этого бурятся скважины на глубину от нескольких метром до десятков, а то и сотен метров. Чаще всего вертикальный коллектор находится в тесном контакте с подземными водами, но это не является необходимым условием для его эксплуатации. То есть, вертикально установленный подземный коллектор может быть «сухим».

Вертикальный коллектор, так же, как и горизонтальный, может иметь практически любую конструкцию. Наибольшее распространение получили системы типа «труба в трубе» и «петли», по которым рассол подается насосом вниз и им же поднимается обратно к испарителю.

Следует отметить, что вертикальные коллекторы наиболее производительны. Объясняется это их расположением на большой глубине, где температура практически всегда находится на одном уровне и составляет 1—12 С. При их использовании с 1м2 можно получить от 30 до 100 Вт мощности. При необходимости количество скважин можно увеличивать.

Для улучшения процесс теплообмена между трубой и грунтом пространство между ними заливают бетоном.

• Достоинства и недостатки тепловых насосов типа «грунт-вода»

Монтаж теплового насоса типа «грунт-вода» требует значительных финансовых вложений, но его эксплуатация позволяет получать практически бесплатную тепловую энергию. При этом не причиняется никакого ущерба окружающей среде.

Среди достоинств теплового насоса этого типа следует отметить:

• Долговечность: может работать несколько десятилетий подряд без ремонта и технического обслуживания
• Простоту эксплуатации
• Возможность использования участка земли для земледелия
• Быструю окупаемость: при отоплении помещений значительной площади, например от 300 м2 и выше, насос окупается за 3-5 лет.

Учитывая то, что установка теплообменника в грунт представляет собой сложные агротехнические работы, выполнять их следует обязательно с предварительной разработкой проекта.

Как работает тепловой насос

Тепловой насос состоит из следующих элементов:

• Компрессора, работающего от обычной электрической сети
• Испарителя
• Конденсатора
• Капилляра
• Терморегулятора
• Рабочего тела или хладагента, на роль которого в наибольшей степени подходит фреон

Принцип действия теплового насоса можно описать с помощью хорошо известного из школьного курса физики «Цикла Карно».

Поступающий в испаритель по капилляру газ (фреон) расширяется, его давление уменьшается, что приводит к его последующему испарению, при котором он, соприкасаясь со стенками испарителя, активно забирает у них тепло. Температура стенок снижается, что создает разницу температур между ними и массой, в которой находится тепловой насос. Как правило, это подземные воды, морская вода, озеро или масса земли. Не трудно догадаться, что при этом начинается процесс передачи тепловой энергии от более нагретого тела к менее нагретому телу, которым в данном случае, являются стенки испарителя. На данном этапе работы тепловой насос «выкачивает» тепло из среды теплоносителя.

На следующем этапе хладагент всасывается компрессором, затем сжимается и под давлением подается в конденсатор. В процессе сжатия его температура возрастает и может составлять от 80 до 120 С, что более чем достаточно для отопления и горячего водоснабжения жилого дома. В конденсаторе хладагент отдает свой запас тепловой энергии, остывает, переходит в жидкое состояние, а затем и поступает в капилляр. Затем процесс повторяется.

Для управления работой теплового насоса используется терморегулятор, с помощью которого прекращается подача электроэнергии в систему при достижении в помещении заданной температуры и возобновление работы насоса при снижении температуры ниже заранее определенного значения.

Тепловой насос можно использовать в качестве источника тепловой энергии и устраивать с ним системы отопления, аналогичные системам отопления на основе котла или печи. Пример такой системы приведен на схеме выше.

Следует отметить, что работа теплового насоса возможна только при подключении его к источнику электрической энергии. При этом может ошибочно возникнуть мнение, что вся система отопления основа на использовании именно электрической энергии. В действительности, для передачи в систему отопления 1кВт тепловой энергии необходимо затратить приблизительно 0,2-0,3 кВт электрической энергии.  

Преимущества теплового насоса

Среди преимуществ теплового насоса следует выделить:

• Высокую эффективность
• Возможность переключения с режима отопления на режим кондиционирования и его последующее использование летом для охлаждения помещений
• Возможность использования эффективной системы автоматического контроля
• Экологическую безопасность
• Компактность( размер не более бытового холодильника)
• Бесшумность работы
• Пожарную безопасность, что особенно важно для обогрева загородных домов

Среди недостатков теплового насоса следует отметить его высокую стоимость и сложность монтажа.

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

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 | 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.

Принцип работы тепловых насосов — схемы и видео руководство

Сжигание классического топлива (газ, дрова, торф) является одним из древних способов получения тепла. Однако истощение традиционных источников энергии побудили человека искать более сложные, но не менее эффективные альтернативные варианты. Одним из ни стало изобретение теплового насоса, работа которого основана на школьных законах физики.

Содержание статьи:

Работа теплового насоса

Очень сложный на первый взгляд принцип работы тепловых насосов базируется на нескольких простых законах термодинамики и свойствах жидкостей и газов:

1. Когда газ переходит в жидкое состояние (конденсация), выделяется тепло
2. Когда жидкость переходит в газ (испарение), поглощается тепло

Большинство жидкостей могут закипать при достаточно высоких температурах, близких к 100 градусам. Но встречаются вещества и с достаточно низкими температурами кипения. У фреона она около 3-4 градусов. Превращаясь в газ, он легко сжимается и внутри емкости начинает расти температура.

Теоретически фреон можно сжимать до получения любых желаемых температур, но на практике ограничиваются 80-90 градусами, необходимыми для полноценной работы классической системы отопления.

Каждый сталкивается с тепловым насосом не один раз в день, когда проходит мимо холодильника. Однако в нем он работает в обратном направлении, забирая тепло продуктов и рассеивая в атмосферу.

Если вы ищете где купить теплообменное оборудование для вашего производство, то советуем продукцию уральский завод котельного оборудования.

Видео о технологии работы

Схема теплового насоса

Работоспособность большинства тепловых насосов базируется на тепле грунта, в котором на протяжении года температура практически не колеблется (в пределах 7-10 градусов). Тепло перемещается между тремя контурами:

1. Контур отопления
2. Тепловой насос
3. Рассольный (он же земляной) контур

Классический принцип работы тепловых насосов в отопительной системе состоит из следующих элементов:

1. Теплообменник, отдающий внутреннему контуру тепло, забираемое у земли
2. Сжимающее устройство
3. Второе теплообменное устройство, передающее отопительной системе энергию, получаемую во внутреннем контуре
4. Механизм, понижающий давление в системе (дросселе)
5. Рассольный контур
6. Земляной зонд
7. Отопительный контур

Труба, которая выполняет роль первичного контура, помещается в колодец или закапывается непосредственно в землю. По ней перемещается незамерзающий жидкий теплоноситель, температура которого повышается до аналогичной характеристики земли (около +8 градусов) и поступает во второй контур.

Вторичный контур забирает тепло у жидкости. Циркулирующий внутри фреон начинает закипать и преобразовываться в газ, который направляется в компрессор. Поршень сжимает его до 24-28 атм, благодаря чему происходит увеличение температуры до +70-80 градусов.

На данном рабочем этапе происходит концентрирование энергии в один небольшой сгусток. Благодаря этому увеличивается температура.

Разогретый газ поступает в третий контур, который представлен системами горячего водоснабжения или даже отопления дома. При передаче тепла возможны потери до 10-15 градусов, но они оказываются не существенны.

Когда фреон остывает, происходит уменьшение давления, и он вновь превращается в жидкое состояние. При температуре 2-3 градуса он поступает обратно во второй контур. Цикл повторяется снова и снова.

Основные виды

Устроен принцип работы тепловых насосов так, чтоб они легко эксплуатировались без перебоев в широком диапазоне температур – от -30 до +40 градусов. Наибольшую популярность получили следующие два вида моделей:

• Абсорбционного типа
• Компрессионного типа

Абсорбционного типа модели имеют достаточно сложное устройство. Они передают полученную тепловую энергию непосредственно при помощи источника. Их эксплуатация значительно снижает материальные затраты на расходующиеся электричество и топливо. Компрессионного типа модели для переноса тепла потребляют энергию (механическую и электрическую).

В зависимости от применяемого теплового источника насосы подразделяются на следующие виды:

1. Перерабатывающие вторичное тепло – самые дорогостоящие модели, получившие популярность для обогрева объектов в промышленности, в которых вторичное тепло, вырабатываемое другими источниками, расходуется в никуда
2. Воздушные – забирающие тепло из окружающего воздуха
3. Геотермальные – выбирают тепло из воды или земли

По видам входного/выходного теплоносителя все модели можно классифицировать следующим образом – грунт, вода, воздух и их различные сочетания.

Геотермальные тепловые насосы

Популярными являются геотермальные модели насосов, которые подразделяются на два вида: замкнутого или открытого типа.

Простое устройство открытых систем позволяет нагревать проходящую внутри воду, которая в последствии вновь поступает в землю. Идеально она работает при наличии неограниченного объема чистого жидкого теплоносителя, который после потребления не наносят вред среде.

Замкнутые системы геотермальных тепловых насосов делят на следующие разновидности:

• Водный – коллектор располагается в водоеме на непромерзаемой глубине
• С вертикальным расположением – коллектор помещается в скважину на глубину до 200 м и применим в местностях с неровным ландшафтом
• С горизонтальным расположением – коллектор помещается в землю на глубину 0.5-1 м, очень важно обеспечить на ограниченной площади большой контур

Насос типа воздух-вода

Одним из наиболее универсальных вариантов является модель «воздух-вода». В теплые периоды года она весьма эффективна, но зимой производительность может существенно падать.

Преимуществом системы является простой монтаж. Подходящее оборудование может монтироваться в любом удобном месте, например, на крыше. Тепло, которые в виде газа или дыма удаляется из помещения, может использоваться повторно.

Тип вода-вода

Тепловой насос «вода-вода» один из самых эффективных. Но его использование может быть ограничено наличием поблизости водоема или недостаточной глубиной, на которой в зимний период не наблюдается существенного падения температуры.

Низко потенциальная энергия может выбираться из следующих источников:

• Грунтовые вода
• Водоемы открытого типа
• Сточные промышленные воды

Наиболее прост принцип работы тепловых насосов у моделей, отбирающих тепло в водоеме. Если принято решение использовать подземные воды, может потребоваться бурение колодца.

Тип грунт-вода

Тепло из грунта можно получать на протяжении всего года, так как на глубинах от 1 м температура практически не меняется. В качестве носителя тепла используют «рассол» — незамерзающую жидкость, которая циркулирует по пластиковым трубам.

Один из недостатков системы «грунт-вода» — необходимость большой площади для достижения желаемой эффективности. Нивелировать его стараются укладкой труб кольцами.

Коллектор можно располагать в вертикальном положении, но потребуется скважина глубиной до 150 м. На дне монтируются зонты, отбирающие тепло грунта.

Плюсы и минусы отопительных систем с тепловым насосом

Тепловые насосы нашли широкое применение в системах отопления частной жилой площади или промышленных площадей. Они постепенно вытесняют более классические источники энергии благодаря надежности и экономичности.

Среди многочисленных преимуществ, которые предоставляет эксплуатация теплового насоса, выделяют:

• Экономия материальных средств на техническом обслуживании систем и теплоносителе
• Насосы работают полностью в автономном режиме
• В окружающую среду не выделяются вредные продукты горения и прочие токсичные вещества
• Пожаробезопасность монтируемого оборудования
• Возможность легко реверсировать работу системы

Несмотря на массу преимуществ, необходимо принять во внимание и отрицательные стороны эксплуатации теплового насоса:

• Большие первоначальные вложения на обустройства отопительной системы – от 3 до 10 тысяч долларов
• В холодные периоды, когда температура отпускается ниже -15 градусов, необходимо подумать об альтернативных вариантах отопления
• Отопление, основанное на работе теплового насоса, наиболее эффективно только в системах низкотемпературным теплоносителем

Еще одно схематичное видео:

Подводим итоги

Узнав и освоив принцип работы теплового насоса, можно подумать и принять решение о целесообразности его установки и использования. Первоначальные затраты, которые могут показаться очень масштабными, в скором времени окупятся и начнут приносить своеобразную прибыль в виде экономии на классическом топливе.

Мы отвечаем на 8 самых распространенных вопросов о тепловых насосах

Тепловой насос Mitsubishi сохраняет на кухне прохладу летом и тепло зимой.

Тепловые насосы — это круто — все так говорят? Но они еще в некотором роде… волшебные? Не совсем, конечно. Но технология, которая приводит в действие тепловые насосы, загадочна, если вы не эксперт в физике, а также в области отопления и охлаждения. И большая часть литературы в Интернете либо предлагает вам купить тепловой насос, либо хочет, чтобы вы НЕ покупали тепловой насос и использовали масло или пропан для получения тепла.Поэтому мы решили демистифицировать тепловые насосы для всех и прямо ответить на вопросы, чтобы вы могли принимать собственные обоснованные решения о покупке. Вы готовы учиться? Поехали:

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос — это автономное двухкомпонентное устройство, в котором используются холодильная техника и электричество для обогрева и охлаждения домов, предприятий и других приложений. Тепловой насос состоит из двух компонентов — конденсатора, который чаще всего находится вне дома, который производит обогрев или охлаждение, и внутреннего блока, который обычно устанавливается на стене и пропускает горячий или холодный воздух в дом; поскольку конденсатор и воздухообрабатывающий агрегат разделены или «разделены» линией хладагента, тепловые насосы иногда могут называться «мини-разделителями».”Тепловые насосы обеспечивают исключительно высокий КПД, а также возможность обеспечивать обогрев и охлаждение без необходимости прокладки воздуховодов в доме; поскольку использование воздуховодов не требуется, вы можете услышать, что тепловые насосы называют «бесканальными».

Вот пример обычного типа теплового насоса:

Настенная кассета Mitsubishi с тепловым насосом (внутренний блок) вверху и конденсатор (наружный блок) и пульт дистанционного управления внизу. Обратите внимание, что эти изображения непропорциональны, и конденсаторы обычно составляют два или более футов в поперечнике.

Как работает тепловой насос?

Как работает тепловой насос — на этой диаграмме показан процесс охлаждения.

Проще говоря, тепловой насос использует электричество и хладагент для перемещения тепла из одного места в другое.

Для обеспечения тепла тепловой насос работает, отбирая тепло из воздуха за пределами вашего дома и передавая его охлаждающему хладагенту — затем хладагент сжимается, что значительно увеличивает температуру; затем хладагент перемещается во внутренний блок теплового насоса, который затем пропускает воздух над горячим хладагентом, повышая его температуру, чтобы приспособиться к термостатическому запросу тепла внутри дома.

Тепловой насос состоит из двух основных частей — «настенной кассеты», которая устанавливается внутри вашего дома, и конденсаторного блока, который остается снаружи вашего дома. Настенные кассетные и конденсаторные блоки теплового насоса соединены линией хладагента.

Внутренняя настенная кассета с термостатическим управлением обеспечивает как обогрев, так и охлаждение. Когда требуется тепло, тепловой насос включает вентилятор в наружном блоке, чтобы начать процесс отвода тепла из воздуха за пределами вашего дома.Линия хладагента передает это тепло к внутреннему блоку, который затем передает тепло воздуху внутри вашего дома через вентилятор внутри настенной кассеты. В режиме охлаждения процесс обратный: тепло выводится из дома, а холодный воздух возвращается внутрь.

В чем преимущество теплового насоса?

Тепловые насосы действительно экономят ваши деньги на расходах на электроэнергию.

Поскольку тепловой насос использует электричество только для выработки энергии, а не для выработки тепла, он обеспечивает исключительно высокий КПД.При использовании традиционного резистивного электрического нагрева — например, электрического плинтуса или обогревателей — количество выделяемого тепла пропорционально количеству используемой электроэнергии: одна единица тепла на единицу электроэнергии для 100% эффективности.

При использовании теплового насоса коэффициент полезного действия резко возрастает, поскольку потребляемая электроэнергия используется только для питания двух вентиляторов (испарителя и конденсатора), компрессора и насоса, чтобы сконцентрировать тепло снаружи и передать его в ваш дом. Благодаря этому тепловые насосы способны обеспечивать более 3 единиц тепла на каждую единицу электроэнергии, используемой при КПД более 300%.Средняя зимняя температура в штате Мэн составляет 37 градусов, поэтому сезонная эффективность Mitsubishi Hyper Heat составляет около 285%

.

Это означает более низкие счета за электроэнергию для комфортного дома — тепловые насосы очень недороги в эксплуатации, увеличивая ваши счета за электроэнергию в среднем на 75 долларов в месяц за тепловой насос, который постоянно работает в доме. Если вы используете тепловой насос вместе с основной системой отопления, такой как масляная, газовая или электрическая, вы получите дополнительную экономию, используя тепловой насос для компенсации расхода основного топлива: один тепловой насос может компенсировать до 300 галлонов масла. в обычном доме, экономя деньги на дорогих ископаемых видах топлива.Кроме того, тепловые насосы помогут снизить углеродный след вашего дома.

Как тепловой насос влияет на мои счета за отопление и электричество?

Heat Pumps повысит ваши счета за электроэнергию, но снизит ваши затраты на другие виды топлива для отопления.

Каждый отдельный тепловой насос (часто называемый индивидуальным), который используется ежедневно, увеличивает ваш счет за электроэнергию на 50–100 долларов в месяц. Однако тепловой насос соответственно сократит ваши счета на отопительное топливо — для типичного домашнего хозяйства, которое использует 800 галлонов масла в год, тепловой насос может уменьшить количество используемого масла на 300 галлонов.Если нефть стоит 2,75 доллара за галлон, цена за миллион британских тепловых единиц (британских тепловых единиц, стандартная мера тепла в США) составит 28,06 доллара. Чтобы получить такое же количество тепла, 1 миллион БТЕ, от теплового насоса с текущим стандартным тарифом на электроэнергию в 14,5 цента за киловатт-час, вам потребуется 14,71 доллара. Другими словами, отопление дома с помощью теплового насоса эквивалентно отоплению дома маслом по цене 1,44 доллара за галлон, или на 48% меньше.

Каковы преимущества теплового насоса при использовании солнечной энергии?

Дом с солнечной панелью на крыше

Преимущество солнечных панелей заключается в том, что днем, когда светит солнце, панели на крыше собирают солнечную энергию и преобразуют ее для использования в вашем доме в качестве электричества.Во многих домах электроэнергия, вырабатываемая массивом, которая не используется в доме, возвращается вам вашей электроэнергетической компанией и используется для компенсации вашего счета за электроэнергию в конце каждого месяца. В большинстве домов по-прежнему будет выставляться счет за электроэнергию, использованную в ночное время, во время штормов или в периоды интенсивного использования, например, в очень жаркие периоды лета.

Однако ваш тепловой насос питается от электричества — и когда вы соединяете солнечные панели для электричества с тепловыми насосами для тепла (которые используют электричество для выработки энергии), вы отапливаете свой дом в среднем примерно за 9 центов за кВтч по сравнению с14,5 цента за кВтч без солнечной энергии, что эффективно снижает ваши затраты на эксплуатацию теплового насоса почти на 40% в год.

Правда ли, что тепловые насосы перестают работать, когда становится очень холодно?

Сервисный техник True North с конденсаторным агрегатом теплового насоса

Да, но для того, чтобы тепловой насос полностью перестал работать, должно стать очень и очень холодно.

Различные модели тепловых насосов имеют разные характеристики того, насколько холодно может быть, прежде чем они перестанут быть эффективными.Для этого примера мы будем использовать рейтинг теплового насоса Mitsubishi Hyper Heat ™, который рассчитан на обеспечение достаточной тепловой мощности до -13 градусов по Фаренгейту.

Тепловые насосы рассчитаны на «мощность». В этом примере, когда температура составляет 30 градусов, тепловой насос легко будет производить 100% своей мощности с максимальной эффективностью. Однако, когда температура начинает падать, начинает падать и мощность, а когда мощность начинает падать, тепловой насос будет «усерднее работать», чтобы поддерживать температуру в вашем доме.Это похоже на то, как если бы вам пришлось нажать на педаль газа, чтобы поднять машину на крутой холм, именно здесь эффективность тепловых насосов начинает падать — больше энергии используется, чтобы производить меньшую мощность.

При использовании теплового насоса Mitsubishi Hyper Heat ™ КПД начинает падать примерно при 2 градусах по Фаренгейту. При -2 градусах вы получите около 87% мощности устройства. А при -13 градусах вы получите около 76% мощности устройства. Неясно, при какой температуре устройство полностью перестанет работать — у нас еще не было достаточно холодного дня, чтобы продемонстрировать это с помощью тепловых насосов Hyper Heat ™, хотя в некоторых документах Mitsubishi предлагается точка остановки -18 градусов.

В старых домах с меньшей теплоизоляцией, большими потерями тепла или сквозняками тепловому насосу также потребуется больше работать, чтобы компенсировать быструю потерю тепла из-за этих проблем. Однако новые дома часто имеют отличную изоляцию и построены для предотвращения потерь тепла — в этих случаях тепло, создаваемое тепловым насосом, сохраняется внутри дома и помогает тепловому насосу работать с большей эффективностью.

Могу ли я отапливать дом с помощью тепловых насосов без других источников тепла?

В некоторых регионах с более теплым климатом тепловые насосы могут быть единственным источником тепла зимой.Однако здесь, в штате Мэн, мы рекомендуем, чтобы в большинстве домов был либо основной, либо резервный источник тепла на очень холодные дни или длительные периоды низких температур, в течение которых тепловые насосы будут иметь проблемы с восстановлением после потери тепла. Этими другими источниками могут быть нефть, газ, пропан, электричество или биомасса. True North предлагает тепло из древесных гранул из биомассы или тепло природного газа для снижения затрат на топливо для отопления и снижения выбросов углерода, которые способствуют изменению климата.

Что такое водонагреватель с тепловым насосом?

Этот водонагреватель с гибридным электрическим тепловым насосом Geospring Pro был установлен в подвале штата Мэн для обеспечения максимальной эффективности

Водонагреватель с тепловым насосом использует ту же технологию теплового насоса, которая описана выше, для нагрева горячей воды в доме.Водонагреватели с тепловым насосом очень хорошо изолированы, и вода может очень хорошо удерживать тепло — как таковые, водонагреватели с тепловым насосом могут обеспечить горячей водой типичную семью из четырех человек при очень низких эксплуатационных расходах, чаще всего 15 долларов или меньше в месяц.

Есть вопросы? Хотите узнать, подходит ли для вашего дома тепловой насос или водонагреватель с тепловым насосом? Позвоните нам в любое время по телефону 207-221-5677 или напишите нам по адресу [email protected]!

Страница 1 из 11

Пошаговое руководство по работе вашего теплового насоса

Тепловые насосы, которые можно адаптировать практически к любой области применения, становятся все более популярными в домах и на предприятиях в Уилмингтоне, штат 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.

Холодильный цикл

Когда дело доходит до охлаждения, тепловые насосы и холодильники работают примерно 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 не будет достигнута температура, установленная 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 использования новой системы теплового насоса. Важно, чтобы размер оборудования соответствовал вашим уникальным потребностям в комфорте. Негабаритная система приведет к потере энергии и ваших денег из-за частых циклов включения / выключения. Тепловые насосы меньшего размера не могут поддерживать желаемый уровень комфорта.В Airmax Heating & Cooling мы проводим расчет 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 хорошо обслуживаемые 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 теплового насоса, 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 времени года.

Тепловой насос в режиме кондиционирования воздуха

При правильной установке и функционировании тепловой насос может поддерживать прохладную комфортную температуру, снижая при этом уровень влажности в вашем 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 направляется к воздухообрабатывающему устройству, 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.

Тепловой насос в тепловом режиме

Тепловые насосы уже много лет используются в регионах с более мягкими зимами.Однако технология тепловых насосов с воздушным источником энергии претерпела значительные изменения, что позволяет использовать эти системы в районах с продолжительными 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. Хотя наружные температуры низкие, достаточно тепловой энергии поглощается из наружного воздуха змеевиком конденсатора и выделяется внутри змеевиком 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.

Детали теплового насоса

Чтобы лучше понять, как нагревается или охлаждается воздух, полезно немного узнать о деталях, составляющих систему теплового насоса.Типичная система с воздушным тепловым насосом представляет собой систему, состоящую из двух или двух частей, 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 холодный воздух по внутренним помещениям. Помимо электрических компонентов и вентилятора, система теплового насоса включает:

Компрессор: Перемещает хладагент по системе. Некоторые тепловые насосы содержат спиральный компрессор.По сравнению с поршневыми компрессорами спиральные компрессоры работают 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, обогрева или размораживания.

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

Хладагент: Вещество в холодильных линиях, 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: Соединяют 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

Как работает тепловой насос: общие проблемы и решения

Есть Вы когда-нибудь задумывались, как работает тепловой насос? Вы можете понять больше, чем вы думаете, как жар насос использует те же принципы, что и кондиционер, который передает внутреннюю тепло снаружи вашего дома с помощью хладагента.Полностью электрический тепловой насос делает то же самое, только зимой вы можете поменять местами насос для передачи тепла извне в ваш дом. Двухтопливная система, на с другой стороны, это тепловой насос с газовой печью в качестве резервной.

В результате получается единая система для отопления и охлаждение, которое работает намного эффективнее, сокращение расходов на отопление на 50 процентов, по данным Energy.gov. Однако есть определенные проблемы, которые могут возникнуть с тепловым насосом, поэтому он полезно понять, как работает тепловой насос и как часто проблемы можно исправить.

Отсутствие должного охлаждения

Есть ряд причин, по которым ваша жара помпа может быть не в состоянии достаточно охладить ваш дом в жаркую погоду. Многие из причины недостаточного охлаждения аналогичны тем, которые были бы с любым воздухом система кондиционирования, такая как грязный воздушный фильтр, забитый или негерметичный воздуховод, неисправный термостат или низкий уровень хладагента. Поскольку вы будете использовать ту же систему круглый год важно проводить плановое техническое обслуживание и уровни хладагента проверяются регулярно.

Недостаточно тепла

Поскольку тепловой насос разделяет много характеристики с кондиционером, если ваш тепловой насос не нагревает ваш дом адекватно, вы захотите начать с рассмотрения многих из них причины недостаточного охлаждения: не только проблемы с воздуховодом или термостат, но также возможность низкого уровня хладагента. Дом может также имеют недостаточную изоляцию и / или окна. Поскольку тепловой насос использует тот же хладагент для подачи тепла в дом во время зимой, которую он использует, чтобы отогнать тепло летом, поддерживая правильный уровень хладагента имеет решающее значение круглый год.

Если ваша система работает нормально и по-прежнему не может отапливать ваш дом, возможно, ваш климат слишком холодный, чтобы тепловой насос справился с этой работой в одиночку. Хотя тепловые насосы являются экономически эффективным способом обогреть ваш дом до 30 градусов * на улице, чем холоднее он становится, тем меньше тепла требуется для извлечения и передачи в ваш дом. Поэтому при более низких температурах мы рекомендуем использовать дополнительный источник тепла в качестве резервного. * Некоторое оборудование с более высоким КПД понижается примерно до 0 градусов.

Обледенение

Замерзание или обледенение змеевиков может быть вызвано количество вещей. Важно выключить систему и заставить кого-нибудь чтобы как можно скорее осмотреться, определить, в чем проблема, и предотвратить нанесение большего ущерба системе. Если он замерзает ежедневно, он уйдет в размораживать один раз в день и растопить лед со змеевика.

Обледенение может произойти, когда его недостаточно поток воздуха через змеевики, или когда змеевики не очищались в течение некоторого времени и скопилась грязь на них.В обоих случаях результат заключается в том, что передача тепла от воздуха хладагента не происходит должным образом, и хладагент становится слишком холодным, вызывая замерзание конденсата на змеевиках. Когда происходит обледенение, вы обнаружите это на внутренних змеевиках летом и на внешних змеевиках зимой.

Странные шумы

Как с любой печью или воздухом кондиционер, рекомендуется знать о любых необычных шумах, создаваемых вашим тепловым насосом. может сделать. Некоторые звуки, например свист реверсивного клапана. издает звук при переключении, или звук компрессора во время режим зимнего размораживания — это нормально.Другие звуки могут быть индикация того, что что-то не так, например, дребезжащий звук, указывающий что-то болтается, или скрип или скрежет выходящего подшипника в моторе. Жужжание или гудение, особенно если тепловой насос не запускается, это может означать неисправное реле или заклинивший двигатель.

Профессиональная помощь с любой проблемой

Хорошо понимать основы того, как тепловой насос работает, но когда дело доходит до поиска и устранения неисправностей, пора довериться профессионалам.Позвоните Maeser сегодня, и мы делайте все возможное, чтобы чувствовать себя комфортно в любую погоду.

Как работает мой тепловой насос и печь?

Тепловые насосы — это единый блок, который одновременно обогревает и охлаждает дом. Они обеспечивают более равномерную температуру во всем доме и более энергоэффективны, чем традиционные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Тепловые насосы лучше всего работают в районах с мягким зимним климатом, что делает их идеальным способом обогрева вашего дома в Бирмингеме, штат Алабама, зимой. Вот как они работают.

Как работает тепловой насос

Даже в холодную погоду тепло всегда присутствует в воздухе и в земле. Тепловые насосы забирают тепло из воздуха, земли или воды и передают его в здание. Летом процесс охлаждения здания меняется на противоположный: система отводит тепло изнутри дома и передает его в землю или в воздух. Существует три основных типа тепловых насосов:

• Тепловые насосы с воздушным источником Тепловые насосы с воздушным источником работают в цикле хладагента, как и кондиционер.Наружный вентилятор втягивает воздух. Затем этот воздух проходит через змеевики, заполненные хладагентом, где он нагревается и попадает в ваш дом.
• Геотермальные тепловые насосы Геотермальные тепловые насосы извлекают тепло из земли. Длинный трубопровод с петлями помещается под землей, и жидкость циркулирует по петлям. Теплообменник нагревателя нагревает жидкость, и это тепло передается в дом. В зависимости от размера вашего заднего двора трубы можно укладывать горизонтально или вертикально, если пространство на земле ограничено.
• Водяные тепловые насосы Если вы живете рядом с естественным источником воды, например, колодцем, рекой или ручьем, вы можете воспользоваться тепловым насосом, работающим на водном источнике. Змеевики помещаются в воду, и от источника воды до вашего дома проходит трубопровод. Вода поглощает много тепла от солнца или земли, что делает ее отличным источником энергии.

Компоненты теплового насоса

Тепловой насос состоит из наружного блока, соединенного с внутренним устройством обработки воздуха. Тепловые насосы с воздушным источником являются обычным выбором для жилых домов.Они состоят из следующих частей:

Наружный блок, содержащий:

• Вентилятор, втягивающий воздух.
• Компрессор, который нагнетает и перемещает хладагент.
• Конденсатор, который нагревает или охлаждает воздух, в зависимости от того, в каком направлении течет хладагент.
• Реверсивный клапан, изменяющий направление потока хладагента.
• Линии хладагента, соединяющие наружный блок с внутренним блоком.
• Плата управления размораживанием с датчиком, который обнаруживает лед и иней и автоматически запускает цикл размораживания.Вы узнаете, что блок размораживается, когда увидите, что из наружного блока поднимается пар.
• Электрический нагревательный элемент для дополнительного нагрева.

Внутреннее оборудование:

• Воздухоочиститель с испарительными змеевиками, двигателем нагнетателя и вентилятором, который направляет теплый воздух в воздуховоды.
• Воздуховоды и вентиляционные отверстия, распределяющие воздух по дому.
• Термостат управления.

Резервная печь для дополнительного тепла

Эффективность теплового насоса падает, когда температура начинает опускаться ниже 40 градусов по Фаренгейту.По этой причине тепловые насосы идеально подходят для климата с умеренной зимой, например, для более теплого южного региона США.

Однако, если температура резко упадет, тепловой насос оснащен либо полосой нагрева, либо резервной системой. Нагревательная пластина позволит тепловому насосу производить тепло для вашего дома. Хотя нагревательная полоска не самый эффективный выбор для длительного нагрева, она хорошо работает в течение коротких периодов времени. Многие тепловые насосы подключены к газовой, масляной или электрической печи, которые автоматически включаются и продолжают обеспечивать необходимое тепло, сохраняя тепло вашей семьи.Это называется двухтопливной системой HVAC. Вам никогда не придется беспокоиться о неприятной зиме.

Повышает энергоэффективность дома

Во многих домах для отопления используются только печи. В печи сжигается ископаемое топливо, такое как нефть, газ или пропан, для выработки тепла. Другие работают на электричестве. Тепловому насосу не нужно вырабатывать тепло; он работает на простом процессе теплопередачи. Это делает ее экологически чистой и одной из самых энергоэффективных систем отопления и охлаждения.

Хотя тепловой насос для работы использует электричество, и печь может иногда срабатывать, большую часть времени тепловой насос использует возобновляемую энергию, которая постоянно присутствует в воздухе, земле или воде. Покупка теплового насоса снизит выбросы углекислого газа.

С умеренными зимами, которыми мы наслаждаемся в Алабаме, тепловые насосы — разумный выбор для жителей Бирмингема, Гувера и близлежащих районов. Если вы заинтересованы в установке теплового насоса, свяжитесь с Total Comfort Heating and Air, LLC сегодня по телефону (205) 386-2056 .

Изображение предоставлено Bigstock

Как работает тепловой насос | Peak Hydronics

Несмотря на свою репутацию заснеженной ледяной земли, Канада обладает климатом, который делает нас не только очень холодными, но и очень жаркими. Поэтому неудивительно, что тепловые насосы стали популярным методом отопления и охлаждения для канадских домов. Они работают как единая система отопления дома и система кондиционирования воздуха, передавая тепло из одного места в другое.

Как работает тепловой насос?

Тепловой насос передает тепло, циркулируя хладагент через цикл испарения и конденсации.Вся система состоит из внутреннего воздухообрабатывающего агрегата и наружного блока (называемого тепловым насосом).

Обеспечение тепла

Для обеспечения тепла насос отбирает тепло из наружного воздуха и передает его хладагенту (хладагенту) через змеевик теплообменника. Когда он проходит во второй змеевик, хладагент сжимается, и температура воздуха значительно повышается.

Затем хладагент проходит через внутренний блок, который пропускает воздух над горячим хладагентом.Это увеличивает температуру в соответствии с настройками вашего термостата.

Этот цикл обратимый. Чтобы обеспечить дом теплом, выделяемое тепло отправляется обратно в дом через комнатный кондиционер. Для охлаждения дома тепло и внутренняя влага отводятся через наружный блок.

Охлаждение вашего дома

Несмотря на свое название, тепловой насос можно использовать для охлаждения вашего дома так же, как и кондиционер. Однако тепловые насосы не просто нагнетают прохладный воздух в ваш дом.Вместо этого они поддерживают прохладную температуру, удаляя горячий воздух. Подобно тому, как тепловой насос нагревает наружный воздух и доставляет его в ваш дом, он работает в обратном порядке, забирая теплый воздух из вашего дома и выпуская его наружу.

Если в доме установлено охлаждение, хладагент поддерживает охлаждение змеевиков внутреннего блока. Когда воздух всасывается в систему и проходит по змеевикам, он охлаждается, а хладагент нагревается. Затем тепло от хладагента выводится наружу через наружный блок.

Как использовать тепловой насос

Нет двух абсолютно одинаковых тепловых насосов, и каждая марка и модель имеют свои рабочие этапы. Рекомендуется прочитать руководство производителя или обсудить этапы работы со своим подрядчиком по ОВК.

Однако тепловые насосы обладают некоторыми универсальными характеристиками, такими как:

• Сохранение прохлады в вашем доме
• Сохранение сухости в доме
• Сохранение тепла в доме
• Циркуляция воздуха
• Автоматический режим для автоматического переключения с охлаждения на нагрев

Тепловые насосы также имеют довольно стандартные этапы работы, которые, опять же, следует обсудить с вашим подрядчиком по ОВК.

Установка температуры

Настройка температуры на вашем термостате или пульте дистанционного управления отражает температуру около внутреннего блока, а не температуру воздуха во всем помещении. Возможно, вам потребуется установить температуру устройства немного выше или ниже, чтобы найти комфортную температуру.

Тепловые насосы предназначены для автоматической адаптации к изменениям температуры для поддержания заданной вами температуры. Как только вы найдете комфортный температурный диапазон, оставьте тепловой насос настроенным на эту температуру.

Летнее время

Если вы используете тепловой насос для охлаждения дома летом, рекомендуется время от времени запускать вентилятор, чтобы высушить остаточную влагу от конденсата.

Зима

Тепловые насосы не предназначены для работы в условиях экстремально низких температур, поэтому рекомендуется иметь в доме резервную систему отопления. Вы можете назначить свою масляную, дровяную или электрическую систему отопления в качестве резервной по отношению к тепловому насосу.

Установите термостат вашей резервной системы отопления на 5 ° C ниже настройки теплового насоса. Таким образом, если ваш тепловой насос не может справиться с сильным холодом, включится другая система отопления.

Пришло время для теплового насоса?

Если вы хотите узнать больше об установке теплового насоса в вашем доме, не стесняйтесь обращаться к нашим лицензированным техническим специалистам по HVAC для получения дополнительной информации!

Как работает тепловой насос

Основной принцип физики, объясняющий технологию тепловых насосов, используется веками.Древние китайцы использовали геотермальную энергию природных горячих источников для обогрева своих домов. Однако, несмотря на свою долгую историю, тепловые насосы все еще немного сложны для понимания, и вот почему: тепловой насос — это не печь, но он может согреть ваш дом. И это не кондиционер, но он может охладить ваш дом. Чего-чего?

Проще говоря, тепловой насос — это универсальное устройство для обогрева и охлаждения, которое спроектировано так, чтобы поддерживать комфорт в вашем доме круглый год. Он состоит из двух основных компонентов: внутреннего кондиционера и наружного теплового насоса, который похож на центральный кондиционер.В насосе есть компрессор, который поглощает, а затем отдает тепло. Летом тепловой насос работает так же, как кондиционер, поглощая тепло изнутри вашего дома и выводя его на улицу. Зимой процесс меняется на противоположный, и насос забирает тепло из наружного воздуха и доставляет его в помещение для обогрева вашего дома. И тепловые насосы можно адаптировать; они могут поглощать тепло из трех разных источников: воздуха, земли или воды.

Метод источника воздуха на сегодняшний день является наиболее распространенным и доступным способом эксплуатации теплового насоса.А поскольку он использует электричество для передачи тепла, а не для сжигания топлива, тепловой насос намного более энергоэффективен, чем большинство других нагревательных приборов, обычно потребляя на 50 процентов меньше энергии.

Пожалуй, самое удивительное в тепловом насосе — это то, что он может извлекать тепло из холодного воздуха, потому что даже холодный воздух содержит некоторое количество тепла. Например, представьте, что вы стоите на улице при 30 ° F. Тебе было бы холодно, правда? Но вы будете теплее, чем если бы температура упала до 10 градусов. Именно способность поглощать тепло из воздуха — даже холодного воздуха — делает тепловые насосы надежными и гораздо более энергоэффективными, чем системы с одним источником, которые производят только холодный или теплый воздух.

И это подводит нас к еще одной замечательной особенности теплового насоса: он не генерирует тепло на пустом месте. Вместо этого он просто перемещает или «перекачивает» тепло из одного места в другое, что приводит к значительному снижению энергопотребления.

Так почему же не в каждом доме есть тепловой насос?

Теперь вы можете задаться вопросом, почему не в каждом доме есть тепловой насос, и вот почему: тепловые насосы идеально подходят для регионов с умеренным климатом, но менее эффективны в районах с продолжительными холодными зимами.Как правило, тепловые насосы эффективны при температуре около 30 ° F или около того. Если будет холоднее, насос будет изо всех сил отводить тепло, в результате чего он будет работать гораздо менее эффективно.

Однако это не означает, что тепловой насос не является жизнеспособным вариантом, независимо от того, где вы живете. В регионах с холодным климатом, где требуется много отопления дома, тепловой насос можно подключить к газовой печи, известной как двухтопливная система. Когда погода становится прохладной, тепловой насос производит тепло и использует печь для продувания теплого воздуха по всему дому.В очень холодную погоду, когда тепловой насос не может извлечь необходимые БТЕ, он автоматически отключается и включается печь.

А в регионах с преимущественно жаркой погодой, где отопление не так важно, тепловой насос можно подключить к воздухоочистителю. В этом случае тепловой насос нагревает или охлаждает воздух, а кондиционер циркулирует по всему дому. Чтобы узнать, является ли тепловой насос жизнеспособной альтернативой для вашего дома, обратитесь к лицензированному подрядчику по отоплению и охлаждению.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

.