Что такое тепловой насос? | MYCOND

Почему тепловые насосы являются самой выгодной и перспективной заменой газовому и электрическому отоплению ?

Тепловые насосы относятся к оборудованию, которое, благодаря технологии, приумножает тепловую энергию альтернативных источников (грунта, окружающего воздуха, грунтовых вод) и переносит его в систему отопления.

Солнце и воздух являются источниками неисчерпаемого низкотемпературного тепла. Такая тепловая энергия – бесплатная и возобновляемая.

Тепловой насос переносит или перекачивает тепловую энергию из одной среды в другую. О принципе работы теплового насоса – далее в статье.

Как работает тепловой насос?

В конструкции насосов так же как и в холодильных агрегатах, задействован контур с циркулирующим в нем хладагентом, способным закипать даже при минимальном подогреве. Только работает тепловой насос для отопления как «холодильник наоборот».

Принцип работы теплового насоса

Работу теплового насоса можно разделить на 5 этапов:

1. закипание фреона в испарителе
2. сжатие хладагента компрессором
3. передача тепла конденсатора отопительному контуру
4. прохождение охлажденного сконденсированного хладагента через дроссельный клапан
5. возвращение охлажденного и жидкого фреона в теплообменник испарителя

Назначение тепловых насосов — отопление и охлаждение. Дополнительная функция — нагрев воды для использования в быту или на производстве. Это наиболее функциональное оборудование по сравнению с любыми котлами или кондиционерами.

Работает тепловой насос очень экономно, ведь он расходует энергию только на работу компрессора и циркуляционных насосов. Энергоэффективность тепловых насосов очень высока. Коэффициент преобразования энергии достигает 4-6 и даже выше. Это означает, что каждый используемый киловатт энергии, преобразовывается тепловым насосом в 3-5 киловатт тепла, идущего на обогрев дома или на нагрев воды.

Итог: за обогрев дома или нагрев воды придется платить в несколько раз меньше, чем если бы использовался электрокотел или бойлер. Экономия затрат на отопление может достигать 75-80%!

При действующих тарифах на газ, газовый котел в 2-3 раза дороже в эксплуатации, чем тепловой насос.

Как работает тепловой насос для отопления дома?

Тепло может извлекаться из:

• подземных грунтовых вод, залегающих на глубине до 15-20 м;
• близкого водоема;
• площадки грунта с глубиной укладки горизонтального коллектора до 1,2-1,5 м;
• глубоких пробуренных скважин глубиной до 40-50 м.

Существует еще много способов использования теплонасосных технологий для сокращения потерь тепла и снижения затрат на отопление.

Например, при использовании избытков тепла технологических процессов, тепла сточных вод, а также во множестве других случаев.

Типы тепловых насосов

Существуют системы, использующие геотермальное тепло, тепло воздушной среды или установки, извлекающие гидротермальное тепло. Выделим несколько основных типов тепловых насосов.

Геотермальный тепловой насос

Геотермальный тепловой насос – это система, черпающая избытки тепла из слоя поверхностного грунта, глубинных скважин или ближайшего водоема.

Температура земли на глубине ниже промерзающего зимой слоя всегда положительная – до 5-10 (°С). Накопленного за летнее время тепла достаточно, чтобы грунтовой тепловой насос смог зимой отапливать помещение.

Для теплосъема укладывается трубчатый пластиковый коллектор или опускаются двойные зонды, в которых циркулирует теплоноситель, не замерзающий в зимних условиях. Чем больше жилой площади, тем длиннее трубы коллектора или глубина зондов. Удельная мощность теплосъема для разных грунтов может варьироваться от 8 до 32 Вт/м². Учитываются также характеристики грунта и его слоев, что требует геологических изысканий.

Если недалеко от дома расположен пруд или водоем с достаточным объемом воды и глубиной, в него укладывают на глубину (на дно) спирали и кольца пластикового коллектора.

Тепловой насос вода-вода

Тепловой насос вода-вода, принцип работы которого основан на извлечении тепла из подземных вод, достаточно сложен в установке. Температура воды на глубине целый год постоянна – около +10 °С.

Для установки такого теплового насоса требуется анализ глубины водного горизонта, количества, качества и чистоты воды. Его производительность по теплу или холоду не зависит от атмосферных условий или смены сезона. Коэффициент преобразования энергии у водяного теплового насоса высокий — COP до 5 и выше, но установка и обслуживание проблематичны.

Тепловой насос вода-вода для отопления — выгодный вариант только при условии грамотного подбора и расчета оборудования, а также высококвалифицированного монтажа и пусконаладки.

Цена геотермального и водяного тепловых насосов велика из-за необходимости проведения предварительных изысканий и дорогих монтажных работ.

Тепловой насос воздух-вода

Такой теплонасос более доступный по цене и установке. Он наиболее подходит для интеграции в модернизируемую систему отопления, а также легко и устанавливается и быстро окупается при внедрении в новом доме. Поскольку его тепловая производительность зависит от наружной температуры воздуха, воздушный тепловой насос выгодно использовать в бивалентных схемах, с резервным вторым источником тепла.

Общая мощность теплового насоса с резервным источником становится чуть не вдвое меньше, как и его стоимость, но энергоэффективность и экономичность общей системы теплообеспечения остается оптимальной.

Различают моноблочную компоновку или комплект, включающий наружный и внутренний блоки. Воздушный инверторный тепловой насос точно и экономно отвечает на приоритетные нагрузки по теплу, ГВС или по холоду. Коэффициент энергоэффективности таких систем – до 5 и более, они способны работать даже при наружной температуре до -25 °C. Это наиболее популярные тепловые насосы для внедрения в умеренном климате на большей части территории Украины.

Такие модели – доступный по климатическим условиям вариант для быстро окупаемого проекта модернизации отопления или установки в новом доме как в городах миллионщиках, так и в регионах.

Отличным примером теплового насоса воздух-вода является серия ARCTIC HOME BASIC и ARCTIC HOME SMART — высокоэффективного оборудования британского бренда Mycond.

Больше о тепловых насосах бренда Mycond тут.

Тепловой насос воздух-воздух

Использующий тепло вентиляционного или наружного воздуха, теплонасос воздух-воздух схож по схеме работы на кондиционер «охлаждение/обогрев», но с приоритетом работы на отопление. Этот тепловой насос используют как систему, которая позволяет экономить средства на отоплении дома не только в Европе, но и в Украине.

Кроме того, такие теплонасосы могут быть оборудованы комплектом для приготовления горячей воды и отличаются высокими показателями сезонной энергоэффективности.

Имеются также другие схемы теплонасосных систем:

• тепловой насос грунт-воздух;
• тепловой насос рассол-вода;
• другие.

Тепловые насосы используются для нагрева воды в бассейнах или технологических процессов, в некоторых промышленных сферах или в строительстве для отопления любых коммерческих объектов.

Преимущества тепловых насосов

• Инновационные технологии для теплоснабжения, кондиционирования и ГВС, представленные в одном устройстве — тепловом насосе.
• Экономичность и снижение затрат в несколько раз на отопление и ГВС.
• Экологическая чистота теплового насоса, нет выбросов CO2 и загрязнений окружающей среды.
• Пожарная безопасность, не нужен надзор, согласования, постоянный контроль за безопасностью оборудования.
• Интеллектуальное управление и экономичные режимы работы, контроль микроклимата по датчикам температуры и влажности.
• Управление разнотемпературными контурами отопления: радиаторами и теплыми полами.
• Кондиционирование и отопление с тепловыми насосами и фанкойлами.
• Геотермальный тепловой насос, цена на который высокая, экономически выгодный вариант для отопления нового дома без газа, особенно в условиях ограниченной выделенной для дома мощности электросети.

Выводы

Правильно подобрать комплект теплонасосного оборудования, работающий по той или другой схеме, с привязкой к конкретному участку частного дома, учитывающий инженерные системы и планировку строения — могут только высококвалифицированные специалисты.

От правильных расчетов зависит: стоимость системы, ее эффективность и надежность. Тепловые насосы — инновационные системы со сложным монтажом и интеллектуальным управлением. Для реализации таких проектов необходимо обратиться к профессионалам, чтобы выбрать наиболее подходящий по мощности и цене комплект оборудования и подсчитать экономическую выгоду от его внедрения.

Принцип работы теплового насоса. Как работает тепловой насос?

Все больше и больше интернет пользователей интересуются альтернативами способами отопления: тепловыми насосами.

Для большинства это абсолютно новая и неизвестная технология, поэтому и возникают вопросы типа: «Что такое тепловой насос?», «Как выглядит тепловой насос?», «Как работает тепловой насос?» и пр.

Здесь мы постараемся просто и доступно дать ответы на все эти и еще много других вопросов, связанных с тепловыми насосами.

Что такое Тепловой Насос?

Тепловой насос — устройство (другими словами «тепловой котел»), которое отбирает рассеянное тепло из окружающей среды (грунт, вода или воздух) и переносит его в отопительный контур вашего дома.

Тепловой насос Грунт-Вода

Благодаря солнечным лучам, которые непрерывно поступают в атмосферу и на поверхность земли происходит постоянная отдача тепла. Именно таким образом поверхность земли круглый год получает тепловую энергию.

Воздух частично поглощает тепло от энергии солнечных лучей. Остатки солнечной тепловой энергии почти полностью поглощается землей.

Кроме того, геотермальное тепло из недр земли постоянно обеспечивает температуру грунта +8°С (начиная с глубины 1,5-2 метра и ниже). Даже холодной зимой температура на глубине водоемов остается в диапазоне +4-6°С.

Именно это низкопотенциальное тепло грунта, воды и воздуха переносит тепловой насос из окружающей среды в отопительный контур частного дома, предварительно повысив температурный уровень теплоносителя до необходимых +35-80°С.

ВИДЕО: Как работает тепловой насос Грунт-Вода?

Что делает Тепловой Насос?

Тепловые насосы — тепловые машины, которые предназначены для производства тепла с использованием обратного термодинамического цикла. Тепловые насосы переносят тепловую энергию от источника с низкой температурой в систему отопления с более высокой температурой.

В процессе работы теплового насоса происходят затраты энергии, не превышающие объем произведенной энергии.

Прямой цикл Карно

В основе работы теплового насоса лежит обратный термодинамический цикл (обратный цикл Карно), состоящий из двух изотерм и двух адиабат, но в отличии от прямого термодинамического цикла (прямого цикла Карно) процесс протекает в обратном направлении: против часовой стрелки.

В обратном цикле Карно окружающая среда выступает в роли холодного источника тепла. При работе теплового насоса тепло внешней среды благодаря совершению работы передается потребителю, но с уже более высокой температурой.

Еще тепловой насос можно назвать «холодильником наоборот», так как тепловой насос это та же холодильная машина, только в отличии холодильника тепловой насос забирает тепло снаружи и переносит его в помещение, то есть обогревает помещение (холодильник же охлаждает путем отбора тепла из холодильной камеры и выбрасывает его через конденсатор наружу).

Как работает Тепловой Насос?

Теперь поговори о том как работает тепловой насос. Для того, что понять принцип работы теплового насоса нам нужно разобраться в нескольких вещах.

1. Тепловой насос способен извлекать тепло даже при отрицательной температуре.

Большинство будущих домовладельцев не могут понять принцип работы теплового насоса Воздух-Вода (в принципе любого воздушного теплового насоса), так как не понимают каким образом может извлекаться тепло из воздуха при отрицательной температуре зимой. Вернемся к основам термодинамики и вспомни определение теплоты.

Теплота — форма движения материи, представляющая собой беспорядочное движение образующих тело частиц (атомов, молекул, электронов и др.).

Даже при температуре 0˚С (ноль градусов по Цельсию), когда замерзает вода, в воздухе все еще есть теплота.  Ее значительно меньше чем, например при температуре +36˚С, но тем не менее и при нулевой и при отрицательной температуре происходит движение атомов, а значит и происходит выделение теплоты.

Движение молекул и атомов полностью прекращается при температуре -273˚С (минус двести семьдесят три градуса по Цельсию), что соответствует абсолютному нулю температуры (ноль градусов по шкале Кельвина). То есть и зимой при минусовой температуре в воздухе есть низкопотенциальное тепло, которое можно извлекать и переносить в дом.

2. Рабочая жидкость в тепловых насосах — хладагент (фреон).

Хладагент R-410А, используемый в тепловых насосах

Что такое холодильный агент? Хладагент — рабочее вещество в тепловом насосе, которое отбирает теплоту от охлаждаемого объекта при испарении и передает тепло рабочей среде (например, воде или воздуху) при конденсации.

Особенность хладагентов в том, что они способны закипать и при отрицательных и при относительно низких температурах. Кроме того хладагенты могут переходить из жидкого состояния в газообразное и наоборот. Именно во время перехода из жидкого состояния в газообразное (испарения) происходит поглощение теплоты, а во время перехода из газообразного в жидкое (конденсации) происходит передача теплоты (отделение тепла).

3. Работа теплового насоса возможна благодаря его четырем ключевым компонентам.

Для того, чтобы понять принцип работы теплового насоса его устройство можно разделить на 4 основные элементы:

1. Компрессор, который сжимает хладагент для повышения его давления и температуры.
2. Расширительный клапан — терморегулирующий вентиль, который резко понижает давление хладагента.
3. Испаритель — теплообменник, в котором хладагент с низкой температурой поглощает тепло от окружающей среды.
4. Конденсатор — теплообменник, в котором уже горячий хладагент после сжатия передает тепло в рабочую среду отопительного контура.

Именно эти четыре компонента позволяют холодильным машинам производить холод, а тепловым насосам — тепло. Для того, чтобы разобраться как работает каждый компонент теплового насоса и для чего он нужен предлагаем просмотреть видео о принципе работы грунтового теплового насоса.

ВИДЕО: Принцип работы теплового насоса Грунт-Вода

Принцип работы теплового насоса

Теперь попытаемся подробно описать каждый этап работы теплового насоса. Как уже говорилось ранее — в основе работы тепловых насосов лежит термодинамический цикл. Это значит, что работа теплового насоса состоит из нескольких этапов цикла, которые повторяются снова и снова в определенной последовательности.

Рабочий цикл теплового насоса можно разделить на четыре следующие этапы:

1. Поглощение тепла из окружающей среды (кипение хладагента).

В испаритель (теплообменник) поступает хладагент, который находиться в жидком состоянии и имеет низкое давление. Как мы уже знаем при низкой температуре хладагент способен закипать и испаряться. Процесс испарения необходим для того, чтобы вещество поглотило тепло.

Согласно второму закону термодинамики тепло передается от тела с высокой температурой к телу с более низкой температурой. Именно на этом этапе работы теплового насоса хладагент с низкой температурой проходя по теплообменнику отбирает тепло от теплоносителя (рассола), который ранее поднялся из скважин, где отобрал низкопотенциальное тепло грунта (в случаи с грунтовыми тепловым насосами Грунт-Вода).

Дело в том, что температура грунта под землей в любое время года составляет +7-8°С. При использовании геотермального теплового насоса типа Грунт-Вода устанавливаются вертикальные зонды, по которым циркулирует рассол (теплоноситель). Задача теплоносителя — нагреться до максимально возмножной температуры во время циркуляции по глубинным зондам.

Когда теплоноситель отобрал тепло из грунта, он поступает в теплообменник теплового насоса (испаритель) где «встречается» с хладагентом, который имеет более низкую температуру. И согласно второму закону термодинамики происходит теплообмен: тепло от более нагретого рассола передается менее нагретому хладагенту.

Здесь очень важный момент: поглощение тепла возможно во время испарения вещества и наоборот, отдача теплоты происходит при конденсации. Во время нагрева хладагента от теплоносителя он меняет свое фазовое состояние: хладагент переходит из жидкого состояния в газообразное (происходит процесс закипания хладагента, он испаряется).

Пройдя через испаритель хладагент находиться в газообразной фазе. Это уже не жидкость, но газ, который отобрал тепло у теплоносителя (рассола).

2. Сжатие хладагента компрессором.

На следующем этапе хладагент в газообразном состоянии попадает в компрессор. Здесь компрессор сжимает фреон, который за счет резкого увеличения давления нагревается до определенной температуры.

Аналогичным образом работает и компрессор обычного бытового холодильника. Единственное существенное отличие компрессора холодильника от компрессора теплового насоса — значительно меньшая производительность.

ВИДЕО: Как работает холодильник с компрессором

3.

После сжатия в компрессоре хладагент, который имеет высокую температуру поступает в конденсатор. В данном случае конденсатор — это тоже теплообменник, в котором во время конденсации происходит отдача теплоты от хладагента к рабочей среде отопительного контура (например воде в системе теплых полов, или радиаторов отопления).

В конденсаторе хладагент из газовой фазы снова переходит в жидкую. Этот процесс сопровождается выделением тепла, которое используется для системы отопления в доме и горячего водоснабжения (ГВС).

4. Понижение давления хладагента (расширение).

Теперь жидкий хладагент нужно подготовить к повторению рабочего цикла. Для этого хладагент проходит через узкое отверстие термо-регулирующего вентиля (расширительного клапана). После «продавливания» через узкое отверстие дросселя хладагент расширяется, вследствие чего падает его температура и давление.

Этот процесс сравним с распылением аэрозоля из балончика. После распыления балончик на короткое время становиться холоднее. То есть произошло резкое падение давления аэрозоля вследствие продавливания наружу, температура соответственно тоже падает.

Теперь хладагент снова находиться под таким давлением, при котором он способен закипеть и испаряться, что необходимо нам для поглощения тепла от теплоносителя.

Задача ТРВ (термо-регулирующий вентиль) — снизить давление фреона путем расширения его на выходе из узкого отверстия. Теперь фреон снова готов закипать и поглощать тепло.

Цикл снова повторяется до тех пор, пока система отопления и ГВС не получит от теплового насоса необходимый объем тепла.

Принцип действия и установка теплового насоса

Тепловой насос – это сердце системы геотермального отопления. Ключевыми элементами теплового насоса являются: испаритель, компрессор, конденсатор, терморегулятор и циркулирующий по системе хладагент. Объединенные в единую систему, данные элементы позволяют забирать малое количество тепла из окружающей среды (воды, грунта) и превращать его в высокопотенциальное для отопления здания и обеспечения горячего водоснабжения.

Принцип работы тепловых насосов.

По принципу работы тепловой насос больше всего похож на холодильник. Только если холодильник забирает тепло и вытесняет его на радиатор, то тепловой насос, забирая тепло, переносит его в дом.

Охлажденный жидкий хладагент подается в теплообменник теплового насоса – испаритель. При подаче более теплого источника тепла (наружного воздуха, солевого раствора или воды) на испаритель, циркулирующий в нем хладагент забирает от источника тепла необходимую энергию для испарения и переходит из жидкого состояния в газообразное. Компрессор производит всасывание газообразного хладагента и выполняет его сжатие.  За счет увеличения давления происходит повышение температуры – таким образом, хладагент «подкачивается» до более высокого температурного уровня. Для этого требуется электричество. Хладагент направляется в расположенный за компрессором конденсатор. Здесь хладагент отдает полученное ранее тепло в циркуляционный контур системы водяного отопления, переходя в жидкое состоянии Затем с помощью расширительного клапана производится снижение имеющегося остаточного давления, и цикл начинается занов Таким образом,в зависимости от источника отбора тепла,  мы имеем разные типы тепловых насосов: «вода-вода», «грунт-вода», «воздух-вода», «грунт-воздух», «вода-воздух» и «воздух-воздух». Первое слово в обозначении типа — это источник тепла (низкопотенциальная тепловая энергия), второе — источник нагрузки для обогрева здания (высокопотенциальное тепло).

Энергоэффективность.

Примерно две трети тепловой энергии мы можем получать бесплатно от природы: воды, грунта или воздуха и только треть необходимо потратить на работу самого компрессора в тепловом насосе. Фактически, владелец теплового насоса может экономить до 70% финансовых средств, которые он бы регулярно затрачивал при отоплении традиционным способом (электроэнергия, газ или дизтопливо) своего дома, гаража, офиса, магазина, склада и т.д.

Все вышесказанное означает, что тепловой насос берет тепловую энергию из воды, земли или воздуха и «перекачивает» в ваш дом. Во время  работы компрессор затрачивает электроэнергию. На каждый затраченный киловатт-час электроэнергии тепловой насос вырабатывает от 2,5 до 5 киловатт-часов тепловой энергии. Соотношение вырабатываемой тепловой энергии и потребляемой электрической называется коэффициентом трансформации, коэффициентом преобразования теплоты (КПТ) или просто СОР. По этой причине чем меньше разница температур теплоносителей во входном и выходном контурах, тем больше коэффициент преобразования тепла (КПТ), то есть больше экономия электроэнергии.  Это значит, что в случае применения тепловых насосов — выгодней подключать их к низкотемпературным системам отопления. Имеется в виду обогрев от теплых водяных полов или теплых стен (укладка труб в стенах) или теплым воздухом, так как в этих случаях мы имеем теплоноситель около 30-40°С.

Типы установок коллекторов.

Геотермальные коллектора могут быть следующих типов, в порядке увеличения стоимости их организации:

Представляет из себя подающую скважину на воду (которая по определению есть для водоснабжения) с дебетом не менее 3-х куб.м и динамическим уровнем воды желательно не ниже 10 метров и приемную скважину в которую  осуществляется слив охлажденной воды. В таком варианте работают подавляющее большинство крупных коммерческих объектов с тепловыми мощностями от 100 кВт. Если у Вас дебет скважины и динамический уровень воды в ней подходящий то наверное это самый бюджетный и хорошо работающий вариант.

В данном варианте организации геотермального коллектора, трубы подогревателя низкого давления наполненные незамерзающей жидкостью, в соответствии с расчетом, укладываются на дно открытого водоема и с помощью циркуляционного насоса осуществляется прокачка гликолевого раствора через тепловой насос который снимает с потока свои 5 градусов, которые, градусы, снова восстанавливаются при прохождении по трубам коллектора. Круговорот воды (температуры) в природе.

Теплосъем осуществляется с массива грунта и теплового потока ниже глубины промерзания (около 2-х метров). В соответствии с расчетом роются траншеи, на дно которых укладываются трубы ПНД заполненные гликолевым раствором, в процессе работы теплового насоса осуществляется циркуляция теплоносителя. Возможна организация данного коллектора при наличии достаточной площади под земляные работы. Для работы теплового насоса тепловой мощностью 15кВт требуется приблизительно от 600 метров уложенной трубы ПНД и соответственной такой же погонаж вырытых траншей, общая же площадь коллектора с учетом технологии копки составит более 6 соток земельного участка.

Является разновидностью «Горизонтального коллектора», особенностью работ будет увеличение глубины траншеи до 3,1 м, послойная укладка ПНД в несколько уровней и сокращение общей длинны траншей в 4 и более раз. Фактическая стоимость работ будет близка к стоимости «горизонтального коллектора», при резком сокращении занимаемой площади и в этом варианте уже появляется возможность вписать геотермальный коллектор в «стандартный» земельный участок.

Создается на основе скважин глубинами до 100 метров и более в которые погружаются U-образные зонды с циркулирующей незамерзающей жидкостью. Наиболее компактный тип коллекторов, может быть расположен на любом по площади участке. Все в нем замечательно кроме как уж водится цены. Для получения 15 кВт тепловой энергии необходимо от 230 погонных метров пробуренных скважин. Цены на стандартные буровые работы все себе представляют. Не смотря ни на что, возможно это самый массовый вариант геотермальных коллекторов в мире и для кого-то он будет куда лучше, чем постоянная топка хоть пелетами, хоть дровами, а диз. топливо и электроотопление окажутся и в разы дороже в эксплуатации или банально отсутсвуют достаточные подведенные мощности.

Доступность и универсальность

Практически нет такого дома или объекта, где недоступна установка теплового насоса. Источник рассеянного тепла мы можем обнаружить в любом уголке нашей планеты. Земля, вода и, конечно, воздух есть даже на самом отдаленном от цивилизации участке, вдали от газопроводов — тепловой насос везде раздобудет для себя «пищу» для того, чтобы бесперебойно обогревать ваш дом. Это оборудование не зависит от капризов погоды, поставщиков и тарифов на тепло, наличия дров или дизельного топлива, или просто от падения давления газа в сети. Тепловые насосы не только вырабатывают тепло, но и охлаждают помещения, то есть они реверсивные. Тепловые насосы могут отбирать тепло из воздуха дома, охлаждая его и направлять тепловые избытки в скважину или на улицу с воздухом. В летнее время избыточное тепло можно использовать на подогрев бассейна.  Также они способны одновременно с обогревом или охлаждением приготовить горячую воду для бытовых нужд.

Монтаж и пусконаладочные работы

Компания Фабрика Тепла предлагает вам предварительный расчет экономической целесообразности, подбор, поставку оборудования, проведение пусконаладочных работ. Ознакомиться со стоимостью популярных моделей тепловых насосов вы можете на нашем сайте и по телефону 8 (831) 220-70-80

Документальный фильм о тепловых насосах (СССР).

Категория: Тепловые насосы

Дата: 17 июня 2014 г.

Принцып работы тепловых насосов. / ППУ XXI ВЕК – Напыление ППУ

ВИДЫ

• Компрессионные тепловые насосы
• Сорбционные тепловые насосы
• Насосы Vuilleumier.

Сорбционные тепловые насосы также подразделяются на абсорбционные и адсорбционные. Другие технические решения, как термоэлектрические  тепловые насосы в обозримом будущем не будут особо активно применяться, например, для нагрева питьевой воды.

КОМПРЕССИОННЫЕ ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ

Среди разных видов тепловых насосов компрессионные тепловые насосы получили сейчас самое широкое распространение, они соответствуют наивысшему техническому стандарту. Они работают, если говорить упрощенно, как холодильники, однако, они предназначены для того, чтобы производить тепло, а не холод.

ЭЛЕКТРО-КОМПРЕССИОННЫЕ ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ

Электро-компрессионные тепловые насосы Vuilleumier забирают тепло из окружающей среды. Жидкое рабочее вещество находится под большим давлением на первичной стороне испарителя.Так как температура окружающей среды вне испарителя выше температуры кипения рабочего вещества, рабочее вещество испаряется и забирает тепло из окружающей среды. Работающий от электричества компрессор вытягивает испарившееся рабочее вещество из испарителя и конденсирует его.

В течение этого процесса температура и давление пара увеличиваются. Из компрессора парообразное рабочее вещество поступает на вторичную сторону конденсатора, который окружен горячей водой. Так как температура горячей воды ниже температуры конденсированного рабочего вещества, она охлаждает пар, и рабочее вещество снова преобразуется в жидкое состояние.

Тепло, которое было собрано в испарителе, и полученная благодаря процессу конденсации энергия нагревают горячую воду. После этого рабочее вещество по испарительному клапану возвращается в испаритель. Здесь рабочее вещество возвращается в термодинамическое равновесие от большого давления конденсатора до низкого давления испарителя и остывает. Под хладагентом понимают смесь трех веществ, которые имеют собственную температуру кипения. При этом использование дополнительного теплообменника в этом виде тепловых насосов способствует полному испарению отдельных веществ. Существуют два способа воздействия: предотвращается поступление в компрессор вещества в жидком виде и повышается коэффициент мощности холодильного цикла, таким образом, повышается эффективность получения тепла.

Принцип работы дополнительного теплообменника основывается на том, что часть тепла отдается рабочему веществу после того, как оно поступило в конденсатор по дополнительному теплообменнику в виде пара. Это способствует тому, что испаряются даже капли вещества. Из-за этой теплоотдачи давление на холодной стороне повышается – на горячей стороне наоборот, это ведет к понижению давления. Когда разность давления на этих сторонах падает, уменьшается и работа компрессора. Это сокращает потребление электрической энергии, и повышает коэффициент мощности теплового насоса до пяти процентов.

Если для этого вида теплового насоса использовать регенеративно полученное электричество, то и тепло постоянно будет вырабатываться регенеративно. Наряду с солнечной энергией, тепловой насос является системой отопления, которая греет, не вырабатывая углекислый газ.

КОМПРЕССИОННЫЕ ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ, РАБОТАЮЩИЕ НА ГАЗОВОМ ДВИГАТЕЛЕ

Под этим видом теплового насоса понимается компрессионный тепловой насос, в котором тепловой насос работает на природном газе, дизельном топливе или биомассе (рапсовое масло, биогаз).

В этом случае компрессор работает от двигателя внутреннего сгорания, а не от электрического мотора.

Однако, двигателю внутреннего сгорания требуется звукоизоляция и обеспечение топливом. Компрессионные тепловые насосы, работающие на газе, эффективнее на первичном уровне, нежели электрические тепловые насосы, так как отходящее тепло во время процесса горения можно использовать для отопления.

СОРБЦИОННЫЕ ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ

Другим видом тепловых насосов являются сорбционные тепловые насосы. Они работают за счет физико-химического процесса абсорбции, при котором жидкость или газ увеличиваются за счет другой жидкости. Также при химически-физическом процессе адсорбции жидкость удерживается в верхних слоях твердого тела. Это происходит при определенных условиях под физическим воздействием, таким как давление или температура. Процесс сорбции является реверсивным.

Принцип сорбции особенно заметен, если речь идет об угольной кислоте, которая абсорбируется (распускается) в минеральной воде, а при открытой бутылке благодаря уменьшению давления снова становится свободной. Фильтрация запахов и токсичных веществ из воздуха благодаря активированному углю работает по принципу адсорбции.  Этот вид тепловых насосов подразделяется на абсорбционные и адсорбционные.

АБСОРБЦИОННЫЕ ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ 

Абсорбционные тепловые насосы, как правило, работают на природном газе. Принцип их работы основывается на таком же физическом базисе, что и у компрессионных тепловых насосов. Но этот вид тепловых насосов отличается тем, что у них есть термический компрессор (вместо механического компрессора). Здесь используется хладагент, который уже при невысокой температуре и низком давлении испаряется, забирая энергию из окружающей среды. Парообразный хладагент поступает в абсорбер и благодаря растворителю такому, например, как вода, абсорбируется и отдает теплоту растворения.

Теплообменник подает тепло в тепловую сеть. Насос, работающий с растворителем, не требует большого расхода энергии для транспортировки соединения веществ к термическому компрессору. Соединение веществ обладает различной температурой кипения.

Таким образом, от доставки тепла растворенного хладагента при низких температурах кипения испаряются оба вещества.

Парообразный хладагент, который теперь обнаруживается при высоком уровне давления или температуры, поступает в конденсатор, где он разжижается и отдает тепло конденсации в тепловую сеть. Жидкий хладагент возвращается в термодинамическое равновесие, пройдя через расширительный клапан, и возвращается на прежний температурный уровень и исходный уровень давления. Таким же образом «циркулирует» и растворитель.

Термический компрессор использует тепло, выработанное в процессе горения газа, как источник энергии, однако, может использоваться и другой источник тепла. Преимуществом использования абсорбционных тепловых насосов является то, что они выгодно используют первичную энергию. Этот вид тепловых насосов не требует иных движущих частей, кроме  насоса, работающего на растворителе.

АДСОРБЦИОННЫЕ ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ

Следующим вариантом для тепловых насосов является сорбция. В отличие от абсорбционных тепловых насосы адсорбционные тепловые насосы используют твердые вещества как, например, активированный уголь, силикагель или цеолит.

Цеолит – это минерал, который впитывает водяной пар, адсорбирует его и отдает тепло до 300^оC. Адсорбционные тепловые насосы работают как и другие тепловые насосы циклично, однако, когда процесс подходит к концу при условии вакуумной системы. затраты, приходящиеся на оборудование, однако, достаточно велики по причине все той же вакуумной техники.

В так называемой фазе десорбции к теплообменнику, который покрыт слоем силикагеля или цеолита, подходит тепло, например, от источника газового горения.

Жидкая часть твердого материала (силикагеля или цеолита) превращается в пар и поступает во второй теплообменник. Этот теплообменник в первой фазе отдает тепло, которое высвобождается при конденсации пара, в систему отопления.

Когда цеолит обезвожен, желаемое высыхание достигнуто, и вода конденсируется во втором теплообменнике, первая фаза заканчивается и горелка выключается.

Во второй фазе теплообменник выполняет функцию испарителя, он доставляет к воде тепло окружающей среды.

В этой фазе соотношение давлений составляет примерно 6 миллибаров, так что хладагент при поступлении тепла из окружающей среды выпаривается. Водяной пар снова поступает в теплообменник, где снова адсорбируется в силикагели или цеолит. Тепло, которое при этом отдают силикагель и цеолит, поступает в систему отопления. Весь цикл заканчивается тогда, когда весь пар адсорбируется.Адсорбционные тепловые насосы для жилых домов находятся еще в стадии разработки.Как и абсорбционные тепловые насосы, насосы этого вида уже давно используются как хорошие холодильные машины.

ТЕПЛОВОЙ НАСОС Vuilleumier

Тепловой насос Vuilleumier назван так в честь французского инженера Рудольфа Vuilleumier,  который в 1918 году получил патент на свое изобретение. Это следующий вид тепловых насосов.Тепловой насос Vuilleumier, как и абсорбционный тепловой насос, работает на газе. Он работает в термическом приходящем в движение благодаря циркуляции газа процессе при рабочей среде – гелии. Для этого вида тепловых насосов можно использовать два источника тепла с различным температурным уровнем. Цикл непрерывен благодаря процессу горения газа, а как второй источник тепла по теплообменнику поступает тепло, например, из воздуха. Преимуществом системы является следующее: даже при температуре окружающей среды минус 20^оC температура запуска достигает уровня 75^оC, так что ее можно использовать и при санации здания. Испытанные сейчас системы показывают, что по сравнению с техникой, работающей на газе, расходы на первичную энергию можно сократить до 44 процентов. Тепловые насосы Vuilleumier вполне могут дать от  15 до 45 кВт термической энергии.Таким образом тепловые насосы Vuilleumier в сравнении с компрессионными и абсорбционными насосами с энергетической точки зрения являются интересной альтернативой – однако тепловые насосы этого вида еще нельзя производить серийно.

ОТОПЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫМ НАСОСОМ КАК ПАНЕЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ

Низкотемпературная отопительная система нужна тогда, когда тепловой насос должен покрыть потребность в тепле без использования дополнительного источника тепла. Наглядным примером подобной отопительной системы является теплый пол, который получил в последнее время широкое распространение. Максимальная и рациональная температура запуска теплого пола составляет 35^оC при отоплении тепловым насосом.

Теплый пол предпочтителен еще и потому, что пол накапливает тепло, а тем самым позволяет экономить на тарифах на электроэнергию. Небольшая разница в температуре между полом и воздухом в помещении создает саморегулирующийся эффект: небольшое повышение температуры воздуха в помещении влечет снижение теплоотдачи пола.

ОТОПЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫМ НАСОСОМ ПРИ ПОМОЩИ РАДИАТОРА

Альтернативой теплому полу в новых домах служит радиатор. При этом, однако, проблематично достичь высокой температуры запуска в старых домах. При высоком уровне конденсации рабочего вещества в компрессоре возникают высокие температуры, которые наносят вред смазыванию маслом, и могут привести к поломке компрессора. С технической точки зрение, для впрыскивания пара может быть необходима температура запуска более 55^оC  даже при хладагенте R 407C.

Вследствие этого часть хладагента отводится в вентиль, разряжается и по дополнительному теплообменнику поступает в компрессор. Так удается избежать перегрева хладагента.Эти тепловые насосы имеют температуру запуска 65^оC, нагревают хозяйственно-питьевую воду до температуры 58^оC и их годовое рабочее число не превышает 3. 

Этот вид тепловых насосов подходит для старых систем отопления с радиаторами и может круглогодично без использования дополнительного источника тепла покрывать общую потребность в тепле для подогрева хозяйственно-питьевой воды и отопления.

ОТОПЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫМ НАСОСОМ КАК ВОЗДУШНЫЙ ОБОГРЕВ

Воздушный обогрев использует воздух в качестве источника энергии и для теплопереноса. Использование отопления тепловым насосом как воздушный обогрев возможно только в пассивных домах с хорошей изоляцией.

Предпосылкой для этого является комбинация теплового насоса и воздушного обогрева в пассивных домах, при этом отопительная нагрузка составляет менее 10 Вт на квадратный метр.

При более высокой отопительной нагрузке воздух, необходимый для выработки тепла, поступает при повышении температуры воздуха.

При этом влажность воздуха понижается до 30 процентов, что вредит здоровью владельцев дома. Поэтому отопление тепловым насосом как воздушный обогрев используется только в тех домах, где отопительная нагрузка меньше 10 Вт на квадратный метр.

ОХЛАЖДЕНИЕ ТЕПЛОВЫМ НАСОСОМ – ТЕПЛОВОЙ НАСОС, КАК КОНДИЦИОНЕР

Охлаждение тепловым насосом означает возможность не только нагревать помещения, но и охлаждать их. В Германии этот факт почти неизвестен. В США же, наоборот, охлаждение тепловым насосом получило широкое распространение. Реверсивный тепловой насос отличается от теплового насоса, вырабатывающего тепло, прежде всего, тем, что в зависимости от состояния либо нагревает, либо охлаждает помещение.

ОХЛАЖДЕНИЕ ТЕПЛОВЫМ НАСОСОМ КАК РЕВЕРСИВНЫЙ ПРОЦЕСС 

Реверсивный тепловой насос имеет дополнительный четверной вентиль и два расширительных клапана в холодильном цикле. Направление течения хладагента автоматически направляется четверным вентилем так, что в компрессоре сохраняется направление движения. В процессе охлаждения изначальный конденсатор становится испарителем, который отдает тепло помещения хладагенту. Таким образом, происходит обратный процесс, тепло через вентиль поступает в компрессор, а оттуда по теплообменнику в окружающую среду. При реверсивных компрессионных тепловых насосах мощность отопления всегда несколько больше охлаждения, так как энергия, необходимая для работы компрессора, сразу превращается в тепло и используется для системы отопления. При охлаждении тепловая энергия, конечно же, сокращается, что ухудшает работу системы в сравнении с ее потенциальной мощностью.

НАТУРАЛЬНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ КАК ОХЛАЖДЕНИЕ ТЕПЛОВЫМ НАСОСОМ

При «натуральном охлаждении» используется тот факт, что грунтовые воды и грунт летом холоднее, чем внутренние помещения дома. Таким образом, грунт и грунтовые воды могут охлаждать дом естественным путем и напрямую.

Некоторые тепловые насосы обладают функцией «натурального охлаждения». Лишь класс тепловых насосов «воздух/вода» не может использоваться  таким образом летом из-за высоких температур окружающей среды. В сравнении с обычными тепловыми насосами, тепловой насос с функцией «натуральное охлаждение»  обладает лишь несколькими дополнительными элементами: наряду с теплообменником необходимы лишь тройной вентиль и циркуляционный насос.

Охлаждающая способность при «натуральном охлаждении» зависит все же от размера источника энергии и его температуры, а так же зависит от сезонных колебаний.

Для непосредственного охлаждения используются вентиляторы, охлаждающая подкладка, теплый пол и другие конструктивные элементы вплоть до поддержания равномерной температуры в бетоне. «Натуральное охлаждение» является энергосберегаюшим и экономичным способом охлаждения дома, так как работа циркуляционного насоса не требует больших затрат на электроэнергию.

Во время процесса охлаждения тепловой насос используется лишь для нагрева хозяйственно-питьевой воды. Системой охлаждения можно легко управлять.

Для охлаждения тепловым насосом точка таяния при контроле температуры необходима для реверсивной работы, а также для «натурального охлаждения». Она следит за тем, чтобы, например, температура теплого пола не падала ниже 20^оC – таким образом предотвращается образование влажности в полу.

НЕБОЛЬШАЯ ИНСТАЛЛЯЦИЯ – ПОЧТИ АВТОМАТИЧЕСКАЯ РАБОТА

Тепло окружающей среды в отличие от других регенеративных источников энергии как солнечная энергия или энергия ветра тем, что она доступна в любое время. Поэтому тепловой насос, в принципе, может обеспечить  общую потребность домка в тепле, включая нагрев горячей воды, без применения других источников тепла и при минимальной инсталляции. Особенно просто инсталлировать тепловой насос, работающий на энергии воздуха, то есть, тепловой насос «Воздух/Вода».

Лишь включение горячего контура (поступательное движение, обратное движение) и внутренний контур (например, солнечное поступательное/обратное движение), а также подключение к трехфазному току необходимо для работы насоса.

Для комбинации системы нагрева хозяйственно-питьевой воды и работы отопления существуют специальные системы. В зависимости от системы управления тепловым насосом устанавливается оптимальная система выключения между нагревом воды и отоплением 

При установке теплового насоса «соляной источник/вода», «вода/вода» специальные фирмы берут на себя работу по установке первичного цикла, как например, бурение, переключение подземного коллектора или установки сборного колодца для грунтовых вод. Они гарантируют работу системы и требуемую тепловую мощность. Несложная установка и почти автоматическая работа говорят за тепловой насос

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ТЕПЛОВОГО НАСОСА

В случае правильной установки теплового насоса при моновантной работе он может быть единственным источником тепла, необходимым для покрытия в потребности в тепле всего здания.

В зависимости от поставщика энергии можно контролировать расходы на электроэнергию в период, когда система не работает. Поставщики энергии могут прерывать работу максимально на 3 Х 2 часа в течение 24 часов. При расчете необходимого количества энергии из-за двух часов на инерцию здания время, когда система не работает не учитывается.

Между двумя часами, когда система не работает, поставщики энергии должны удвоить продолжительность освобожденной работы, как и предшествовавшее ей время, когда система не работала. Во время «первой» установки возможно произвести приблизительный расчет отопительной нагрузки.

В этом случае базисом является отапливаемая поверхность.

Отапливаемая поверхность (в квадратных метрах) рассчитывается исходя из следующей отопительной нагрузки: 

• Пассивный дом 10 Вт/квадратный метр
• Дом с низким потреблением энергии 40 Вт/квадратный метр
• Новостройка с хорошей изоляцией 50 Вт/квадратный метр
• Дом с нормальной изоляцией  80 ВТ/квадратный метр
• Старый дом без особой изоляции 120 Вт/квадратный метр

Пример: 

Новостройка с хорошей теплоизоляцией площадью 180 квадратных метров. При максимальном времени, когда система не работает, от 3 Х 2 часов и при минимальной температуре окружающей среды требуемая мощность составляет 10 кВт.

Только за один день отопительная нагрузка составляет 240 кВт (10кВт Х 24 часа).За счет времени, когда система не работает (3 Х 2 часа) покрытие максимальной дневной потребности в отопительной нагрузке будет составлять лишь 18 часов в день.

В этом расчете остаются без внимания два часа необходимые для инерции здания. 240 кВт/20ч=12 кВт/ч. Исходя из этого расчета можно сделать вывод, что для работы теплового насоса необходимо 12 кВт.

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 для отопления дома

В условиях ухудшения экологической обстановки в мире и (что более актуально для рядового потребителя) стремительного роста тарифов на газ и электричество все больше европейцев старается внедрить в свою повседневную жизнь системы, использующие альтернативные источники энергии. Один из вариантов подобных систем – так называемый тепловой насос, посредством которого можно отапливать свое жилище в зимний период и нагревать воду для бытовых нужд, расходуя на это минимум электроэнергии.

В домах наших соотечественников в последние годы тоже все чаще можно встретить это чудо инженерной мысли. Конечно, для россиян проблема высоких цен на традиционные энергоносители пока стоит не так остро, как в Европе, но, во-первых, это лишь до поры до времени, а во-вторых, не хочется отставать от цивилизованного мира…

Итак, тепловой насос… Что это такое? На чем основан принцип его действия? Откуда, куда и как он перекачивает тепло? Давайте разбираться.

Принцип работы теплового насоса

Принцип действия тепловых насосов основан на способности вещества (хладагента) поглощать или отдавать тепло при изменении агрегатного состояния. По своей сути такие насосы мало чем отличаются от холодильных установок. (Это странное, на первый взгляд, утверждение нисколько вас не удивит, если вы хоть раз дотрагивались до горячей задней стенки обычного бытового холодильника.)

Схематично тепловой насос может быть представлен в виде системы, состоящей из трех контуров. В первом находится теплоноситель, переносящий энергию от источника низкопотенциального тепла. Во втором контуре циркулирует хладагент (фреон), который периодически то испаряется, отбирая тепло у первого контура, то вновь конденсируется, отдавая его третьему контуру. И, наконец, по третьему контуру «бегает» теплоприемник, в нашем случае – вода, переносящая тепло по системе отопления.

Рабочий цикл теплонасоса в общих словах может быть описан следующим образом. Жидкий хладагент поступает в испаритель, где переходит в газообразное состояние. Необходимая для протекания этого процесса энергия отбирается у теплоносителя, циркулирующего в первом контуре. Далее подогретый на несколько градусов газообразный хладагент всасывается в компрессор, главное назначение которого – сжатие газа (на совершение этой работы, разумеется, расходуется электроэнергия).

Давление газа возрастает в несколько раз, при этом он существенно разогревается: если на входе в компрессор температура хладагента составляет 6-10°C, то на выходе уже около 60°C. На следующей стадии разогретый газ направляется в конденсатор, где отдает полученное тепло системе отопления, сам же при этом конденсируется, т.е. переходит в жидкое состояние. Затем избыточное давление сбрасывается с помощью дроссельного клапана, и цикл начинается заново.

Как видите, устройство теплового насоса не отличается принципиально от устройства холодильной машины. Просто основным назначением холодильных установок является генерирование холода, поэтому там отбор теплоты производится испарителем, а конденсатор лишь сбрасывает эту теплоту в окружающее пространство. В тепловом же насосе картина обратная: конденсатор представляет собой теплообменный аппарат, отдающий теплоту потребителю, а испаритель – это теплообменник, утилизирующий низкопотенциальную теплоту вторичных энергоресурсов.

Другими словами тепловой насос – это «холодильник наоборот». При этом «наоборот» не только устройство, но и результат. Если в случае холодильника тепло, отнимаемое у хранящихся внутри продуктов, выбрасывается впустую, то энергия, вырабатываемая тепловым насосом, приносит реальную пользу – тратится на целенаправленный обогрев дома.

Разновидности тепловых насосов и систем

Тепловая энергия, расходуемая на отопление здания и систему горячего водоснабжения, является результатом преобразования энергии окружающей среды, осуществляемого с помощью теплового насоса. Насос концентрирует эту низкопотенциальную (низкотемпературную) энергию и передает ее системе отопления.

Осталось разобраться, что в данном случае подразумевается под энергией окружающей среды. Большинство тепловых насосов бытового назначения позволяют использовать тепло Солнца и внутреннее тепло Земли, накапливаемые верхними слоями земной коры и водой в течение всего года.

По типу конструкции первого контура теплообменника все тепловые насосы делятся на грунтовые, водяные и воздушные.

Грунтовые тепловые насосы

Грунтовые тепловые насосы получают тепло, необходимое для подогрева хладагента в испарителе, от грунта. Температура последнего на глубине нескольких метров практически не подвержена сезонным колебаниям. По замкнутой системе труб, размещенных в грунте, циркулирует «рассол». Слово «рассол» мы не случайно взяли в кавычки: соли, как этого можно было бы ожидать исходя из названия, он не содержит.

На самом деле это антифриз на основе этиленгликоля или пропиленгликоля, реже водного этанола. Трубы теплообменника могут быть уложены в грунте как горизонтальным (горизонтальный коллектор), так и вертикальным (геотермальный зонд) способом.

Трубы горизонтального коллектора укладываются в землю на глубине ниже уровня промерзания грунта в данном регионе (обычно 1.5-2 м). Теплообменная система этого вида занимает достаточно большую площадь. Например, для обеспечения теплом сравнительно небольшого дома площадью 100 м² потребуется выделить 2-3 сотки земли. Следует принять во внимание, что на территории, занятой коллектором, можно сажать лишь те деревья и кустарники, корни которых не уходят в почву слишком глубоко, а располагать здесь какие-либо постройки и вовсе нельзя.

Геотермальный зонд – это теплообменник, трубы которого располагаются вертикально и погружены в грунт на глубину до 100-200 м. Количество устанавливаемых зондов зависит от требуемой мощности установки. Для обогрева дома, уже рассматриваемого нами выше в качестве примера, достаточно будет двух зондов длиной около 80 м, расположенных на расстоянии 5 м друг от друга.

Как видите, для размещения этой системы не требуется больших площадей, вы можете пробурить скважины в любой части вашего участка – там, где вам это удобно. Главный недостаток грунтовых тепловых насосов с геотермальными зондами – высокая стоимость работ по бурению скважин. Однако, невзирая на это, большинство пользователей отдает предпочтение именно этим системам, ведь геотермальные зонды обладают большей эффективностью, чем горизонтальные коллекторы, и имеют при этом меньше ограничений.

Бурение скважины для геотермального зонда.

Водяные тепловые насосы

Водяной тепловой насос «черпает» энергию грунтовых вод, которые прокачивает через свой испаритель. Подобная система отличается повышенной эффективностью и неплохой стабильностью: первая характеристика является результатом высокой теплоотдачи воды, вторая обусловлена постоянством температуры грунтовых вод.

Разумеется, чтобы использовать установку такого типа, требуется, чтобы эти самые грунтовые воды имелись на вашей территории, причем в достаточно большом количестве. Очень желательно, чтобы водоносный слой располагался не глубже 30-40 м. Одновременное выполнение этих двух условий – явление нечастое. Еще одним условием, невыполнение которого может стать препятствием для установки водяного теплонасоса в вашем доме или коттедже, является низкое содержание в грунтовых водах солей железа и прочих примесей.

Использование воды низкого качества приведет к тому, что оборудование быстро выйдет из строя, поскольку теплообменник попросту забьется. Наличие такого количества ограничений является причиной того, что подобные тепловые насосы, несмотря на всю их привлекательность, устанавливают нечасто (около 5% от всех реализованных проектов).

Воздушные тепловые насосы

С точки зрения простоты монтажа воздушные тепловые насосы обладают огромным преимуществом перед своими «собратьями». Для использования окружающего воздуха в качестве источника тепла вам не придется бурить скважины или проводить какие-то другие крупномасштабные грунтовые работы. В результате, если заложить в смету стоимость работ по установке оборудования, воздушный насос обойдется вам значительно дешевле, чем водяной или грунтовый.

Несмотря на столь весомое достоинство, идеальным этот вид климатического оборудования не назовешь, поскольку есть у него и существенный недостаток. Такой насос эффективно работает лишь при температуре окружающего воздуха выше –15°C…–20°C. Падение температуры ниже этой границы, что в зимний период не является редкостью в большинстве регионов нашей страны, ведет к существенному уменьшению коэффициента эффективности воздушного теплонасоса.

Коэффициент эффективности тепловых насосов

Чуть выше мы использовали новый термин – «коэффициент эффективности». Было бы неправильно не пояснить, что это такое, тем более что это важная характеристика тепловых насосов, позволяющая сравнивать насосы разных типов между собой.

Коэффициент эффективности (называемый также коэффициентом трансформации) – это отношение выработанной насосом тепловой энергии к потребленной им электрической. По сути это КПД теплового насоса. В случае водяных теплонасосов этот коэффициент равен 5 вне зависимости от времени года. Это означает, что при потреблении 1 кВт*ч электроэнергии установка вырабатывает 5 кВт*ч тепловой энергии.

У грунтовых насосов величина коэффициента эффективности чуть ниже – от 4 до 4.5. И, наконец, самым маленьким коэффициентом характеризуются воздушные тепловые насосы, при этом их эффективность сильно зависит от температуры окружающего воздуха: при 0°C величина коэффициента равна ~3.5, а при –20°C он уже не превышает 1.5 (при такой низкой эффективности насос попросту не окупится, и имеет смысл подумать о приобретении более дешевого климатического оборудования, например электрического котла).

Некоторые менеджеры, рекламируя реализуемые ими тепловые насосы, уверяют потенциальных клиентов в том, что данное оборудование имеет КПД 400-500%. Разумеется, ни о каком нарушении законов термодинамики речи не идет. Просто в данном случае расчеты намеренно делаются неправильно: не учитываются источники энергии, отличные от потребляемого электричества, – воздух, вода или грунт, нагретые Солнцем и геотермальными процессами. Когда при расчете КПД учитывают только электроэнергию и забывают про источник низкопотенциального тепла, как раз и получается величина больше 100%.

Применение тепловых насосов в условиях российского климата

Познакомившись с приведенными выше описаниями различных типов тепловых насосов, вы без труда сами сможете ответить на вопрос, какой насос больше всего подходит для эксплуатации в условиях российского климата.

Воздушные тепловые насосы пригодны для применения лишь в ограниченном числе регионов нашей страны – там, где температура воздуха зимой почти не опускается ниже нулевой отметки. Разумеется, жителям Сибири, Дальнего Востока, севера европейской части России о воздушных тепловых насосах не стоит и размышлять.

Для применения водяных тепловых насосов есть много ограничений. О некоторых из них мы уже рассказывали, осталось упомянуть еще об одном. Более половины территории нашей страны находится в зоне вечной мерзлоты. Если даже какому-нибудь жителю Восточной Сибири или севера Дальнего Востока «повезло», и на его участке есть грунтовые воды, залегающие не слишком глубоко, то все равно эти грунтовые воды находятся в виде льда, а значит, не пригодны для использования в системе отопления.

Таким образом, большинству наших соотечественников приходится рассчитывать на единственный, беспроигрышный, вариант – грунтовый тепловой насос. При этом в условиях российского климата больше подойдет насос не с горизонтальным коллектором, а с геотермальным зондом, позволяющим достигнуть глубины, где температура грунта более стабильна.

Применение теплового насоса для охлаждения

Огромным достоинством тепловых насосов является то, что они способны не только отапливать дом, но и при необходимости охлаждать его. Наше короткое российское лето порою бывает очень жарким, и, когда ваше жилище буквально раскаляется, предложение превратить обогреватель в кондиционер будет очень кстати.

Техническое решение этого вопроса может быть интегрировано в тепловой насос изначально, на стадии изготовления, и практически у всех производителей имеются линейки насосов, умеющих кондиционировать помещение (режим Natural Cooling). Если ваш тепловой насос не обладает такими способностями, не все еще потеряно – работать на охлаждение может и обычный насос. Необходимое для этого дополнительное оборудование в виде гидравлической развязки будет смонтировано вне насоса. Оба варианта не требуют больших капиталовложений.

Нести генерируемый тепловым насосом холод непосредственно в помещение можно разными способами. Эта функция может быть возложена на холодные панели на стенах или потолке, охлаждающий теплый пол, радиаторы отопления с хорошим обдувом или же фанкойл – устройство, в чей корпус встроен обдуваемый вентилятором пластинчатый теплообменник.

Применение теплового насоса для горячего водоснабжения

Любой тепловой насос способен не только обогревать ваше жилище, но и круглогодично снабжать вас горячей водой. Однако следует учитывать, что эта система является низкотемпературной, а значит, температура воды в бойлере не превысит 45-55°C. Из этого следует, что объем бойлера должен быть больше, чем при использовании стандартной системы отопления, в противном случае вам и вашим домочадцам придется жить в условиях жесткой экономии горячей воды.

Данный факт следует учитывать при выделении площади для котельной, т. е. еще на стадии проектирования дома. Также при выборе бойлера нужно принимать во внимание, что это должно быть специальное оборудование, рассчитанное на работу с теплонасосными установками. Главное отличие такого бойлера от обычного – увеличенная площадь теплообменника, необходимая для максимально эффективной передачи тепла от теплового насоса.

Тепловые насосы со встроенным ТЭНом

Нередко производители встраивают в свои тепловые насосы дополнительные электрические нагреватели. Встроенный ТЭН позволяет в случае необходимости перейти на альтернативный с точки зрения теплового насоса источник энергии – электричество. Для чего это нужно? В каких случаях возникает потребность задействовать ТЭН?

Подбор теплового насоса для отопления дома осуществляется с учетом различных параметров, в том числе и климатических особенностей региона. При этом считается нецелесообразным устанавливать насос с избыточной мощностью. Дело в том, что экстремально холодные дни случаются не так уж и часто, по крайней мере, в центрально-европейской части России. Практика показывает, что более экономичным вариантом будет «добрать» в эти морозные периоды необходимую мощность электричеством, чем изначально устанавливать более мощный насос. Наличие ТЭНа исключает необходимость делать систему более мощной, чем это требуется большую часть отопительного сезона.

Для владельцев водяных и грунтовых тепловых насосов встроенный ТЭН – скорее излишество, чем необходимость. Совсем иначе выглядит ситуация с воздушными теплонасосами. При температуре воздуха –20°C и ниже такой насос, если и не отключится, будет малоэффективен. И пусть холодных дней и ночей в году не очень много, совсем не хочется в один прекрасный момент остаться в стремительно вымерзающем доме. Наличие дублирующего теплогенератора в данном случае никак не назовешь роскошью.

Воздушный тепловой насос.

Советы и рекомендации

Тепловой насос – оборудование технически сложное и достаточно дорогое, поэтому подходить к его выбору следует с большой ответственностью. Чтобы не быть голословными, приведем несколько вполне конкретным рекомендаций.

1. Никогда не приступайте к выбору теплового насоса без предварительного проведения расчетов и создания проекта. Отсутствие проекта может стать причиной фатальных ошибок, исправить которые можно будет лишь с помощью огромных дополнительных финансовых вложений.

2. Доверить проектирование, монтаж и сервисное обслуживание теплового насоса и системы отопления следует только профессионалам. Как убедиться в том, что в данной компании работают профессионалы? В первую очередь, по наличию всей необходимой документации, портфолио реализованных объектов, сертификатов от поставщиков оборудования. Очень желательно, чтобы весь комплекс необходимых услуг предоставляла одна компания, которая в данном случае будет нести полную ответственность за реализацию проекта.

3. Советуем вам отдать предпочтение тепловому насосу европейского производства. Пусть вас не смущает тот факт, что он дороже китайского или российского оборудования. При включении в смету стоимости работ по монтажу, запуску и отладке всей системы отопления разница в цене насосов будет практически незаметна. Но зато, имея в своем распоряжении «европейца», вы будете уверены в его надежности, поскольку высокая цена насоса – это лишь результат использования при его создании современных технологий и высококачественных материалов.

Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Системы тепловых насосов | Департамент энергетики

Для климата с умеренными потребностями в отоплении и охлаждении тепловые насосы являются энергоэффективной альтернативой печам и кондиционерам. Как и ваш холодильник, тепловые насосы используют электричество для передачи тепла из прохладного помещения в теплое, делая прохладное пространство более прохладным, а теплое — теплее. Во время отопительного сезона тепловые насосы перемещают тепло из прохладного помещения в ваш теплый дом, а во время сезона охлаждения тепловые насосы перемещают тепло из прохладного дома в теплое помещение.Поскольку они перемещают тепло, а не генерируют тепло, тепловые насосы могут обеспечить эквивалентное кондиционирование помещения всего за четверть стоимости эксплуатации обычных нагревательных или охлаждающих приборов.

Есть три типа тепловых насосов: воздух-воздух, водоисточник и геотермальный. Они собирают тепло из воздуха, воды или земли за пределами вашего дома и концентрируют его для использования внутри.

Самым распространенным типом теплового насоса является тепловой насос с воздушным источником тепла, который передает тепло между вашим домом и наружным воздухом.Современные тепловые насосы могут снизить потребление электроэнергии для отопления примерно на 50% по сравнению с электрическими нагревателями сопротивлением, такими как печи и обогреватели для плинтусов. Высокоэффективные тепловые насосы также осушают лучше, чем стандартные центральные кондиционеры, что приводит к меньшему потреблению энергии и большему комфорту охлаждения в летние месяцы. Тепловые насосы с воздушным источником тепла использовались в течение многих лет почти во всех частях Соединенных Штатов, но до недавнего времени они не использовались в регионах, которые испытывали длительные периоды отрицательных температур.Однако в последние годы технология тепловых насосов с воздушным источником тепла претерпела значительные изменения, и теперь они предлагают законную альтернативу обогреву помещений в более холодных регионах.

Для домов без воздуховодов тепловые насосы с воздушным источником также доступны в бесканальной версии, называемой мини-сплит-тепловым насосом. Кроме того, особый тип воздушного теплового насоса, называемый «чиллер с обратным циклом», генерирует горячую и холодную воду, а не воздух, что позволяет использовать его с системами лучистого теплого пола в режиме обогрева.

Геотермальные (грунтовые или водные) тепловые насосы достигают более высокой эффективности за счет передачи тепла между вашим домом и землей или ближайшим источником воды.Хотя их установка и стоит дороже, геотермальные тепловые насосы имеют низкие эксплуатационные расходы, поскольку они используют относительно постоянные температуры земли или воды. Геотермальные (или наземные) тепловые насосы имеют несколько основных преимуществ. Они могут снизить потребление энергии на 30-60%, контролировать влажность, прочные и надежные, и подходят для самых разных домов. Подходит ли вам геотермальный тепловой насос, будет зависеть от размера вашего участка, грунта и ландшафта. Тепловые насосы, работающие на грунте или воде, могут использоваться в более суровых климатических условиях, чем тепловые насосы, работающие на воздухе, и удовлетворенность клиентов системами очень высока.

Новым типом теплового насоса для бытовых систем является абсорбционный тепловой насос, также называемый газовым тепловым насосом. Абсорбционные тепловые насосы используют тепло в качестве источника энергии и могут работать от самых разных источников тепла.

Для получения дополнительной информации об этих конкретных типах тепловых насосов перейдите по адресу:

Что такое тепловой насос и как он работает?

Тепловой насос является частью системы отопления и охлаждения и устанавливается вне вашего дома. Как кондиционер, он может охладить ваш дом, но он также способен обеспечивать тепло.В более прохладные месяцы тепловой насос забирает тепло из холодного наружного воздуха и передает его в помещение, а в теплые месяцы он забирает тепло из воздуха в помещении для охлаждения вашего дома. Они питаются от электричества и передают тепло с помощью хладагента, обеспечивая комфорт круглый год. Поскольку они занимаются как охлаждением, так и обогревом, домовладельцам может не потребоваться устанавливать отдельные системы для обогрева своих домов. В более холодном климате к внутреннему фанкойлу можно добавить электрическую нагревательную пластину для дополнительных возможностей. Тепловые насосы не сжигают ископаемое топливо, как печи, что делает их более экологически чистыми.

Как тепловой насос охлаждает и нагревает?

Тепловые насосы не выделяют тепло. Они перераспределяют тепло из воздуха или земли и используют хладагент, который циркулирует между внутренним фанкойлом (воздухообрабатывающим устройством) и наружным компрессором для передачи тепла.

В режиме охлаждения тепловой насос поглощает тепло внутри вашего дома и отводит его на улицу. В режиме обогрева тепловой насос поглощает тепло из земли или наружного воздуха (даже холодный воздух) и отдает его в помещение.

Какие типы тепловых насосов существуют?

Два наиболее распространенных типа тепловых насосов — это воздушные и наземные. Тепловые насосы с воздушным источником тепла передают тепло между воздухом в помещении и воздухом снаружи и более популярны для отопления и охлаждения жилых помещений.

Земные тепловые насосы, иногда называемые геотермальными тепловыми насосами, передают тепло между воздухом внутри вашего дома и землей снаружи. Их установка дороже, но, как правило, они более эффективны и имеют более низкие эксплуатационные расходы из-за постоянной температуры грунта в течение года.

Где лучше всего работают тепловые насосы?

Тепловые насосы чаще используются в более мягком климате, где температура обычно не опускается ниже нуля. В более холодных регионах их также можно комбинировать с печами для энергоэффективного обогрева во все дни, кроме самых холодных. Когда температура на улице падает слишком низко для эффективной работы теплового насоса, система вместо этого будет использовать печь для выработки тепла. Такой тип системы часто называют двухтопливной системой — она ​​очень энергоэффективна и экономична.

Какие компоненты системы теплового насоса?

Основные компоненты системы теплового насоса:

• Наружный блок со змеевиком, который действует как конденсатор в режиме охлаждения и испаритель в режиме обогрева
• Внутренний блок, содержащий змеевик (как и наружный блок) и вентилятор для перемещения воздуха по дому
• Хладагент, который поглощает и отводит тепло при циркуляции в системе
• Компрессор, нагнетающий хладагент
• Реверсивный клапан, который изменяет направление хладагента в системе, чтобы обеспечить переключение между нагревом и охлаждением
• Расширительный клапан, регулирующий поток хладагента через систему

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 являетесь экспертом 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:

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 предлагают чрезвычайно высокий КПД, а также возможность обеспечивать обогрев и охлаждение без необходимости прокладки воздуховодов в доме; поскольку работа с воздуховодом 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 — 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 конденсатора, 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 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.

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.

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

Каждый отдельный блок (часто называемый индивидуальным) тепловой насос, который используется ежедневно, увеличивает ваш счет за электроэнергию на 50–100 долларов в месяц. Однако тепловой насос соответственно снизит ваши счета за 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 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.

Дом с солнечной батареей на крыше

Преимущество солнечных панелей 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 электричество 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.

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 вам приходится нажимать 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 тепловыми насосами Hyper Heat ™, хотя в некоторых документах Mitsubishi указывается, что точка остановки составляет -18 градусов.

В старых домах с меньшей изоляцией, 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.

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.

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

Какие бывают типы тепловых насосов?

Думаете о тепловом насосе для вашего дома? Современные модели могут снизить затраты на отопление на 50% по сравнению с электрическими печами и обогревателями для плинтусов.К сожалению, поиск подходящей модели может быть довольно запутанным из-за огромного количества вариантов, которые необходимо рассмотреть…

Способные работать как на обогрев, так и на охлаждение, системы теплового насоса работают как холодильник, используя электричество для перекачки тепла из прохладного помещения в теплое для перемещения теплого воздуха в помещение зимой и наоборот летом. Поскольку они перемещают тепло, а не генерируют его, эксплуатационные расходы значительно снижаются.

Есть 3 основных типа тепловых насосов:

• Источник воздуха
  Недорогие в установке и широко используемые тепловые насосы с воздушным источником хорошо работают в умеренном климате, используя наружный воздух в качестве среды для теплообмена.
• Источник воды
  Тепловые насосы источника воды отводят тепло посредством воды, а не воздуха. Для них требуется доступ к колодцу, озеру или другому источнику воды, и они встречаются не так часто.
• Наземный источник
  Наземные тепловые насосы или геотермальные тепловые насосы используют тепловую энергию, хранящуюся под землей, передавая тепло аналогично воздушным тепловым насосам. Из-за постоянной температуры земли они обеспечивают гораздо более эффективную работу, однако установка более дорогая и сложная из-за необходимости земляных работ и прокладки подземных трубопроводов.

Но подождите — мы еще не закончили! Подтипы тепловых насосов
Чтобы еще больше запутать вас в процессе выбора, есть также подтипы систем тепловых насосов:

• Гибридный тепловой насос
  В климатических условиях от очень теплого летом до очень холодного зимой доступны два типа гибридных систем для повышения эффективности…
  • Комбинация тепловых насосов типа «земля» и «воздух» , при этом системы источника воздуха являются лидерами, когда на улице теплый воздух, но переключаются на наземный источник при понижении температуры.
  • Комбинация теплового насоса и газового / масляного котла , где одновременная работа может обеспечить более постоянное тепло при более высоком уровне эффективности. (Обычно используется в домах с существующими котельными.)
• Солнечный тепловой насос
  Используемые вместе с воздушными и геотермальными тепловыми насосами, солнечные тепловые насосы объединяют солнечные панели в качестве источника питания для системы. Таким образом, с помощью солнечной геотермальной установки можно обогревать / охлаждать весь дом с помощью возобновляемых источников энергии.
• Абсорбционный или газовый тепловой насос
  Эти системы, работающие от другого источника тепла, кроме электричества (солнечного / геотермального / газового), более типичны для промышленного применения.

Существует также несколько различных способов установки систем с тепловым насосом, включая…

• Сплит-система
  Наиболее распространенная установка в канальных системах, когда внутренний испарительный блок расположен в туалете, подвале или на чердаке, а конденсатор и компрессор расположены на открытом воздухе в большом металлическом ящике.
• Система упаковки
  Все механические компоненты размещены в металлическом наружном ящике большего размера. (В доме есть только воздуховоды.)
• Mini Split или «Ductless»
  Отлично подходят для домов без воздуховодов, они работают аналогично воздушным тепловым насосам, хотя и в меньшем масштабе.
• Оконные тепловые насосы

Готовы начать экономить энергию и деньги с помощью системы теплового насоса? Свяжитесь с вашей дружелюбной компанией по отоплению и кондиционированию воздуха H&H и назначьте встречу для получения вашего необязательного и конкурентоспособного предложения уже сегодня.

Плюсы и минусы электрического теплового насоса