Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Кпд теплового насоса: КПД теплового насоса — реальный коэффициент преобразования СОР

Содержание

КПД теплового насоса — реальный коэффициент преобразования СОР

Тепловой насос позволяет забирать энергию от относительно холодного тела и передавать ее более нагретому, что невозможно без привлечения внешней энергии. Конструкции тепловых насосов могут быть разными, как и их эффективность.

Важнейшим показателем эффективности климатического оборудования является коэффициент полезного действия. КПД теплового насоса довольно высок по сравнению с иными методами нагрева в силу низких потерь энергии и того, что система является незамкнутой.

В чем суть процесса?

Обращали ли вы внимание на то, что задняя стенка холодильник нагревается? То есть, имеет место забор тепла у менее нагретых объектов (продукты внутри) и передачи ее более нагретому воздуху в помещении. В этом и суть теплового насоса (ТН).

С помощью хладагента (почти всегда это фреон) и его фазовых переходов из жидкого в газообразное состояние и обратно, тепловой насос производит перераспределение тепла от относительно слабо нагретого вещества к более нагретому.

Для примера — принцип действия геотермального теплового насоса:

  • Незамерзающая подземная вода закачивается в определенную емкость, которая контактирует с хладагентом.
  • Компрессор сжимает хладагент, что приводит к поглощению тепловой энергии воды.
  • Хладагент направляется в испаритель, который контактирует с той средой, которую нам необходимо нагреть.
  • При испарении хладагент отдает тепло, и направляется обратно в компрессор на повторение цикла.

Мощный тепловой насос может подобным образом отапливать целый дом.

Рассматривая тепловой насос, плюсы и минусы очевидны. С одной стороны, у нас есть возможность перераспределять тепло по своему усмотрению. С другой стороны, на сжатие хладагента нам нужен внешний источник энергии, и затраты этой энергии могут перекрыть эффект от нагрева.

Как же оценивают эффективность ТН?

Методики оценки эффективности тепловых насосов могут быть различны. Они основываются либо на результативности передачи тепла, либо на энергетическом балансе.

СНиП тепловые насосы практически не рассматривает, поэтому приходится ориентироваться на показатели, слабо освещенные нормативной документацией.

Реальный КПД теплового насоса вычислить довольно трудно. В рекламе можно встретить утверждения, что некоторые насосы работают с эффективностью выше 100%. Это может быть правдой, так как ТН не является замкнутой системой.

Один из основных показателей эффективности – коэффициент преобразования теплового насоса. Обозначается как COP, и вычисляется он путем деления выходной температуры насоса на разницу между выходной и входной температурами (по Кельвину – отрицательных значений тут не будет). Допустим, у нас имеется тепловой насос «воздух-воздух», КПД которого нам нужно определить. Температура воздуха снаружи 268 градусов по Кельвину (-5 по Цельсию). Внутрь поступает воздух, нагретый до 295 градусов (22 по Цельсию). COP будет равен 295 / (295 — 268) = 11.

Важно понимать, что полученный нами результат – нереален. На то, чтобы забрать у относительно холодного воздуха столько тепла нам потребуется затратить очень много энергии, и, не исключено, что у нас вообще это не получится. Экономика использования тепловых насосов при таком положении вещей будет очень неприятной.

Максимальным считается COP на уровне 7, а средним 3,5-4,5.

Данный показатель не является показателем КПД. Последний вычисляется как обычно: полученная энергия делится на затраченную (в Ваттах). Если у нас есть тепловой насос 100 кВт, который выдает нам 60 кВт тепловой энергии, то его КПД составляет 60%. При расчете важно полностью учесть затраты энергии, не только на работу компрессора, но и на перекачку теплоносителя и рабочей среды.

Правда и мифы о КПД теплового насоса | Полезное

Преимуществом альтернативных источников энергии является их доступность и дешевизна. Тепловые насосы (тн) используют преобразованную энергию воздуха, воды или грунта, которые являются бесплатными в отличие от газа или угля. Но следует учитывать, что при установке тепловых насосов большие капитальные вложения, которые требуют времени, чтобы окупиться.

Как работает тепловой насос «воздух-вода»

Тепловой насос – ещё один шаг технологий в сторону энергоэффективности. Система отопления, построенная на его использовании, способна преобразовывать низкопотенциальную энергию внешнего мира (воздух, земля, вода) в высокопотенциальную тепловую, для обогрева дома. За основу взят принцип работы холодильников, но наоборот. Тепловая установка не занимается выработкой тепла, а транспортирует его извне в помещение.

Внимание! 1кВт электрической энергии, которую агрегат тратит на вращение вала компрессора, на выходе (в конденсаторе) даёт примерно 3,5 — 5,0 кВт тепла для обогрева дома.

Установка типа «воздух-вода» функционирует таким образом:

  1. Мощный вентилятор наполняет аппарат уличным воздухом.
  2. Воздух вступает в контакт с испарителем. Внутри него циркулирует хладагент.
  3. Под действием воздуха хладагент (температура 6°С) закипает, испаряется и в газообразном состоянии поступает в компрессор.

    Система отопления дома

  4. Компрессор сжимает газ, нагревая его примерно до 75-85°С.
  5. Газообразный хладагент под давлением переходит в компрессор, конденсируется, а полученное тепло через теплообменник он передаёт отопительной системе.
  6. Жидкий хладагент возвращается в испаритель, проходя по пути через расширительный клапан (температура падает ещё больше). Цикл повторяется.

Совет. Тепловые насосы любого вида специалисты советуют устанавливать в отопительной системе, оснащенной не классическими радиаторами. Лучше подойдут те, которые не нуждаются в высокотемпературном подогреве теплоносителя: воздушное отопление, тёплый пол, радиаторы большой площади и т.п. Подобных приборов в системе должно быть не менее 65%.

Сравнение КПД тепловых насосов: вода, грунт, воздух

Поскольку реально оценить количество энергии, извлекаемой из альтернативного источника, задача достаточно сложная, сделать сравнение КПД тепловых насосов вода, грунт, воздух так же затруднительно. Разумнее сопоставить расходы на эксплуатацию оборудования и эффективность обогрева объекта.

Воздушный тепловой насос

Установка воздушного тн обходится дешевле, но он будет потреблять много электроэнергии. Его эффективность напрямую зависит от температуры окружающей среды. В сильные морозы — ниже -25°С — такое устройство обогрев помещения не обеспечит, есть модели до -40°С.

Водяной тепловой насос

Тепловой насос: принцип работы и действия аппарата, особенности устройства кпд, фото и видео примеры Тепловой насос: принцип работы и действия аппарата, особенности устройства кпд, фото и видео примеры Тепловой насос: принцип работы и действия аппарата, особенности устройства кпд, фото и видео примеры Тепловой насос: принцип работы и действия аппарата, особенности устройства кпд, фото и видео примеры Тепловые насосы для отопления дома, преимущества воздушного аппарата, особенности устройства системы своими руками, примеры на фото +видео – Теплый Дом Тепловые насосы виды и принцип работы. Принцип работы тепловых насосов отопления дома. Конструктивные элементы и принцип работы

Водяные тн начнут терять эффективность в сильные морозы, внешней энергии будет недостаточно и потребуется дополнительный источник тепла.

Грунтовые тепловые насосы

Грунтовые тн работают стабильно круглый год. Температура земли на глубине является неизменной, поэтому эффективность таких устройств от поры года не зависит. Однако, для бурения скважин и обустройства коллектора необходимо вложение крупных сумм денег, поэтому установка геотермального теплового оборудования оправдана только в расчете на долгосрочную перспективу.

Устройство и принцип работы

Принцип действия кавитационного теплогенератора заключается в эффекте нагрева за счет преобразования механической энергии в тепловую. Теперь более детально рассмотрим само кавитационное явление. При создании избыточного давления в жидкости возникают завихрения, из-за того, что давление жидкости больше чем у содержащегося в ней газа, молекулы газа выделяются в отдельные включения – схлопывание пузырьков. За счет разности давления вода стремиться сжать газовый пузырь, что аккумулирует на его поверхности большое количество энергии, а температура внутри достигает порядка 1000 — 1200ºС.

При переходе кавитационных полостей в зону нормального давления пузырьки разрушаются, и энергия от их разрушения выделяется в окружающее пространство. За счет чего происходит выделение тепловой энергии, а жидкость нагревается от вихревого потока. На этом принципе основана работа тепловых генераторов, далее рассмотрите принцип работы простейшего варианта кавитационного обогревателя.

Простейшая модель

Рис. 1: Принцип работы кавитационного теплогенератора

Посмотрите на рисунок 1, здесь представлено устройство простейшего кавитационного теплогенератора, который заключается в нагнетании насосом воды к месту сужения трубопровода. При достижении водяным потоком сопла давление жидкости значительно возрастает и начинается образование кавитационных пузырьков. При выходе из сопла пузырьки выделяют тепловую мощность, а давление после прохождения сопла значительно снижается. На практике может устанавливаться несколько сопел или трубок для повышения эффективности.

Идеальный теплогенератор Потапова

Идеальным вариантом установки считается теплогенератор Потапова, который имеет вращающийся диск (1) установленный напротив стационарного (6). Подача холодной воды осуществляется с трубы расположенной внизу (4) кавитационной камеры (3), а отвод уже нагретой с верхней точки (5) той же камеры. Пример такого устройства приведен на рисунке 2 ниже:

Рис. 2: кавитационный теплогенератор Потапова

Но широкого распространения устройство не получило из-за отсутствия практического обоснования его работы.

Окупаемость теплового насоса

Оборудование для данной системы стоит несколько дороже обычной котельной на газу или дизтопливе, но ее эффективность и малые затраты на содержание делают данный вариант отопления самым перспективным.

Срок окупаемости правильно настроенной системы составляет не более 2 лет. Если же есть возможность и умение устанавливать тепловые насосы своими руками, то даже при использовании заводского оборудования первоначальные затраты снизятся практически вдвое.

Судить о популярности систем с применением теплового насоса можно, прочитав отзывы владельцев таких отопительных схем. Если вся система собрана правильно, то она ни в коем случае не разочарует. В технически цивилизованных странах уже никто не дожидается повышения цен на энергоносители до критических отметок, начиная экономить прямо сейчас.

Эффективность абсорбционного теплового насоса. Не только КПД

Говорить о коэффициенте полезного действия теплового насоса в классическом понимании этого термина не совсем правильно, поскольку стандартная формула вычисления КПД в этом случае будет некорректна из-за неучтенного бесплатного источника энергии – воздуха, воды или грунта. Ведь помимо греющего источника энергии АБТН использует и низкопотенциальное тепло, которое количественно учесть не всегда представляется возможным. Это и есть основная ошибка при расчёте КПД теплового насоса.

Для оценки эффективности работы абсорбционного теплового насоса применяется коэффициент трансформации (COP — coefficient of performance), который вычисляется следующим образом:

COP=Q3/Q1,

где Q1 – тепло, подведенное с греющим источником, Q3 – полезное тепло на выходе из АБТН.

Количественно, наилучший COP для абсорбционных тепловых насосов составляет 1,7. Для парокомпрессионных тепловых насосов, работающих от электрической энергии, коэффициент трансформации может достигать 5.

Однако, есть как минимум два важных фактора, которые, несмотря на более низкий COP АБТН, делают общую эффективность системы выше.

«Бесплатное» тепло

Во-первых, абсорбционный тепловой насос позволяет отказаться от дополнительного сжигания топлива, используя избытки уже выработанного для других нужд тепла. Рассмотрим самые распространенные источники такого тепла:

Горячая вода

Греющий источник на предприятии часто можно обнаружить в виде горячей воды от существующих котельных установок или иного технологического оборудования. При этом вся тепловая энергия, используемая для процесса абсорбции (и энергия греющего источника, и энергия низкопотенциального контура), полностью возвращается в систему централизованного теплоснабжения.

Пар

Избытки свежего пара или не утилизированный отработанный пар также могут играть роль греющего источника на предприятии. В первую очередь, это пар, получаемый на котлах-утилизаторах в технологических процессах, пар с отборов турбин, от РОУ или турбин с противодавлением.

Дымовые и уходящие газы

Для повышения эффективности котлов центрального отопления традиционным решением является установка экономайзеров для охлаждения дымовых газов и максимальное извлечение энергии.

Однако таким образом происходит только охлаждение дымовых газов до температуры, чуть превышающей температуру в обратном трубопроводе теплосети, а это означает потерю большого количества энергии и ее сброс через дымовую трубу, часто при температуре около 50 °C или выше. При использовании абсорбционного теплового насоса дымовой газ может быть охлажден до температур, как правило, ниже 20 °С, а в лучшем случае и до 10 °С.

Это означает, что имеющаяся тепловая энергия может быть использована в системе центрального теплоснабжения практически полностью.

Оборотная вода

Водооборотные циклы в промышленности применяются повсеместно. Подавляющее большинство предприятий используют открытые циклы оборотного водоснабжения с применением мокрых башенных или вентиляторных градирен. Выше мы рассматривали конкретный пример по использованию низкопотенциального тепла оборотной воды.

Сточные воды

Тепло сточных вод предприятий с температурой менее 40 °С широко используется в мировой практике в качестве дополнительного источника тепла для нагрева сетевой воды. Подобные решения позволяют, помимо прочего, снизить тепловое загрязнение окружающей среды и нагрузку на очистные сооружения, построенные с применением биотехнологий (при повышенных температурах бактерии, отвечающие за очистку сточных вод, погибают).

Работа в круглогодичном режиме

Принимая во внимание отсутствие отопительной нагрузки в летний период, абсорбционные тепловые насосы имеют техническую возможность работать летом в режиме холодильных машин, а поэтому находят свое применение в установках централизованного охлаждения.

В «социальную инфраструктуру» градообразующих предприятий часто входят спортивные объекты, медицинские учреждения, локальные культурные и образовательные центры. Для всех этих объектов вопрос кондиционирования может быть решен с помощью абсорбционных тепловых насосов, работающих в режиме охлаждения, а значит есть возможность организовать холодоснабжение без дополнительных капитальных затрат.

В качестве альтернативного варианта, вырабатываемый холод в летний период может использоваться для нужд самого предприятия в технологических процессах или для охлаждения оборудования.

Таким образом, «социальная» теплофикационная нагрузка на промышленные предприятия из разряда обременения может перейти в разряд преимуществ. В качестве результата собственник производства повышает его энергоэффективность, снижает эксплуатационные затраты на выработку тепла и холода, повышает экологичность производства и усиливает статус социально ответственного предприятия в регионе.

Валентин Рубцов Технический директор компании «Первый инженер» Назад Вперёд

Конструктивные особенности тепловых насосов

В настоящее время используются тепловые насосы, имеющие разные конструкции. Так, насос с открытым циклом применяют, когда дом расположен рядом с водоемом. В этом случае теплоноситель, вода, поступает в открытый контур, проходит весь цикл и, охлаждаясь, вновь сливается в водоем.

Геотермальные насосы закрытого типа прокачивают теплоноситель – воздух или воду, по трубам, заложенным глубоко в землю и проложенным по дну водоема. Закрытый цикл в экологическом плане считается более безопасным. К закрытому типу относятся насосы с вертикальным и горизонтальным теплообменником, которые используются, когда поблизости нет водоемов. Вертикальные тепловые насосы применяются, когда площадь земельного участка, на котором расположен дом, невелика. Иногда вертикальные насосы устанавливают в пробуренных поблизости скважинах.

Рекомендуемый алгоритм выбора центробежного насоса

Чтобы определиться в тем или иным оборудованием, нужно учесть несколько технических моментов. К ним относятся глубина, на которой находится источник перекачиваемой воды. Коэффициент полезного действия показывает на эффективность насоса. Производительность – это объем жидкости, который проходит через выходной патрубок за конкретный промежуток времени.

Погружение насоса в скважинуИсточник

Другая группа параметров связано с мощностью оборудования. Это касается характеристик двигателя и вращений вала, максимального давления во время перекачки и гидравлического при транспортировке (оно снижается). Напор потока указывается в метрах, показывает разницу давлений потока на входном и выходном патрубке. Энергоэффективность – показатель затрачиваемого электричества на выдачу конкретного объёма жидкости.

Тепловые насосы – классификация

Работа теплового насоса для отопления дома возможна в широком температурном диапазоне – от -30 до +35 градусов по Цельсию. Наиболее распространены приборы абсорбционные (переносят тепло посредством его источника) и компрессионные (циркуляция рабочей жидкости происходит за счет электроэнергии). Наиболее экономичны абсорбционные устройства, однако они более дорогостоящие и обладают сложной конструкцией.

Классификация насосов по типу источников тепла:

  1. Геотермальные. Забирают тепло воды или земли.
  2. Воздушные. Забирают тепло атмосферного воздуха.
  3. Вторичного тепла. Забирают так называемое производственное тепло – образующееся на производстве, при отоплении, прочих промышленных процессах.

Теплоносителем может выступать:

  • Вода из искусственного или естественного водоема, грунтовые воды.
  • Грунт.
  • Воздушные массы.
  • Комбинации вышеперечисленных носителей.

Насос геотермального типа – принципы устройства и работы

Насос геотермальный для отопления дома использует тепло грунта, которое он отбирает вертикальными зондами или горизонтальным коллектором. Зонды размещаются на глубине до 70 метров, зонд находится на небольшом удалении от поверхности. Такой тип устройства наиболее эффективен, поскольку у источника тепла довольно высокая постоянная в течение всего года температура. Поэтому необходимо затратить меньше энергии на транспортировку тепла.

Тепловой насос геотермального типа

Такое оборудование требует больших затрат на установку. Высокой стоимостью отличаются работы по бурению скважин. Кроме того, площадь, отведенная под коллектор, должна быть в несколько раз больше площади отапливаемого дома либо коттеджа. Важно помнить: земля, где находится коллектор, не может использоваться для посадки овощей или плодовых деревьев – корни растений будут переохлаждены.

Использование воды в качестве источника тепла

Водоем – источник большого количества тепла. Для насоса можно использовать незамерзающие водоемы от 3 метров глубиной либо грунтовые воды при их высоком уровне. Реализовать систему можно следующим образом: трубу теплообменника, отягощенную грузом из расчета 5 кг на 1 метр погонный, укладывают на дно водоема. Протяженность трубы зависит от метража дома. Для помещения в 100 оптимальная протяженность трубы – 300 метров.

В случае использования грунтовых вод необходимо пробурить две скважины, расположенные одна за другой по направлению грунтовых вод. В первую скважину помещают насос, подающий воду на теплообменник. Во вторую скважину поступает уже охлажденная вода. Это так называемая открытая схема сбора тепла. Ее основной недостаток в том, что уровень грунтовых вод нестабилен и может значительно меняться.

Воздух – наиболее доступный источник тепла

В случае использования воздуха в качестве источника тепла теплообменником выступает радиатор, принудительно обдуваемый вентилятором. Если работает тепловой насос для отопления дома по системе «воздух-вода», пользователь получает преимущества:

  • Возможность обогреть весь дом. Вода, выступающая в качестве теплоносителя, разводится по приборам отопления.
  • При минимальных затратах электроэнергии – возможность обеспечить жильцов горячим водоснабжением. Это возможно за счет наличия дополнительного теплоизолированного теплообменника с емкостью накопительной.
  • Насосы аналогичного типа могут использоваться для нагрева воды в бассейнах.

Схема отопления дома воздушным тепловым насосом.

Если насос работает по системе «воздух-воздух», теплоноситель для нагрева помещения не используется. Обогрев производится за счет полученной тепловой энергии. Примером реализации такой схемы может служить обычный кондиционер, установленный на режим обогрева. Сегодня все устройства, использующие воздух как источник тепла, – инверторные. В них переменный ток в постоянный преобразуется, обеспечивая гибкое управление компрессором и его работу без остановок. А это увеличивает ресурс устройства.

Тепловые насосы – оборудование будущего

Эффективность тепловых насосов превосходит эффективность любого другого энергетического оборудования, используемого для отопления и подогрева воды. Отопительный коэффициент теплового насоса в реальности может доходить до значений 6-8. Если учесть постоянно возрастающую стоимость традиционных энергоносителей, то использование такого современного теплового оборудования с каждым годом будет приносить все более существенную экономию. Тепловой насос, использующий дешевую энергию из окружающей среды, отличается длительным сроком эксплуатации и низкими эксплуатационными затратами. За этим энергоэффективным и экологически чистым оборудованием будущее.

Заказать расчет стоимости геотермального насоса можно по телефону +7 495 132 2000 или заполнив онлайн-форму. Технический специалист вышлет Вам информацию на указанный электронный адрес.

Тепловой насос воздух-воздух Тепловой насос для отопления дома – что такое, принцип работы, виды Тепловой насос для отопления дома: принцип действия, виды, характеристики, расчет целесообразности установки Тепловой насос для отопления дома: типа земля – воздух, земля – вода, воздух – воздух, плюсы и минусы Типы тепловые насосы – Что такое тепловой насос — их типы и устройство, положительные и отрицательные стороны — termopaneli59.ru — Отопление маркет Тепловой насос для отопления дома: принцип действия, виды, характеристики, расчет целесообразности установки Отправить запрос на подбор оборудования

Деление по типу рабочего тела

Современные теплонасосы могут использовать газообразное тело или химический жидкий раствор аммиака в роли транспортера тепла. Пригодность той или иной схемы оценивается по нескольким факторам, особенностям систем.

  1. Установки, использующие фреон, имеют цикл теплового насоса, основанный на процессах сжатия и расширения газа. Они так или иначе построены на компрессорной схеме. Оборудование обладает привлекательными показателями производительности, однако имеет и недостатки. Хотя средневзвешенное потребление системы в момент рабочего цикла стабильно, проводка сильно нагружается. Кроме этого, теплонасосы с газообразным транспортером тепла не будут полезны в регионах, где нет централизованных сетей электричества или источника питания достаточной нагрузочной способности.
  2. Установки испарительного типа, использующие аммиачный раствор, имеют рабочий цикл, основанный на процессе испарения вещества при низких температурах кипения. Сжижение после прохода внешнего теплообменника происходит под действием источника энергии. Это — тепловая горелка. Для нее может применяться практически любое топливо: твердое, бензин, дизель, газ, керосин, в отдельных случаях — метиловый спирт. Поэтому испарительные теплонасосы привлекательны в местах, где нет электричества. Кроме этого, к выбору именно такого оборудования может подтолкнуть дешевизна топлива определенного вида в регионе.

Характер используемого в системе рабочего тела может многое сказать о производительности установки и отдачи мощности. Так, фреонные компрессорные теплонасосы способны на резкий рывок, быстро прогревая помещение. Аммиачные испарительные модели на такие подвиги не способны. Их предпочтительный режим использования — стабильная, постоянная работа с номинальной теплоотдачей.

Принцип работы тепловых насосов «воздух-воздух» и «воздух-вода»

Тепловые насосы типа «воздух-воздух» и «воздух-вода» работают по принципу кондиционера, обходятся дешевле других типов (поскольку не требуется бурить скважину или прокладывать теплопоглощающий контур, не нужно соединять его с отопительной системой), но уступают им в универсальности, поскольку морозный воздух не может дать нужного количества тепла. Поэтому тепловые насосы для отопления дома с таким принципом работы более востребованы в том случае, если необходимо обеспечить горячее водоснабжение или в качестве дополнительного источника тепла. При этом возможны два варианта их устройства:

Сплит. Установка представляет собой два блока (наружный и внутренний), подключенные к инженерным коммуникациям. В наружном блоке установлен мощный вентилятор, во внутреннем – конденсатор и система управления. Компрессор может быть вмонтирован либо во внутренний, либо в наружный блок, причем второй способ предпочтительнее, поскольку не позволяет шуму, неизбежному при работе системы, распространяться по дому;

Тепловой насос для отопления с таким принципом действия подойдет для индивидуальных загородных домов, но особенно он целесообразен в тех случаях, когда газовая магистраль, откуда придется тянуть трубопровод, находится на расстоянии 20—100 м от участка.

Моно. В нем все элементы заключены в общий корпус, который монтируется либо с внешней стороны стены дома, либо внутри, но посредством гибкого шланга связывается с улицей.

Такие тепловые насосы для дома работают «как часы» и обладают несколькими важными преимуществами. Высокий коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую (1: 4, поскольку, напомним, потраченный 1 кВт электрической энергии дает 4–6 кВт тепловой энергии) свидетельствует о том, что применение геотермальной системы для отопления дома вполне выгодно.

В заключительном разделе статьи вы узнаете о перспективах отопления домов тепловыми насосами и сможете посмотреть видео о работе таких устройств.

Некоторые нюансы эксплуатации

Эффективное использование принципа работы теплового насоса требует соблюдения нескольких условий:

  • помещение, которое обогревается должно быть хорошо утеплено (теплопотери до 100 Вт/м2) — иначе, забирая тепло с улицы, будете греть улицу за свои же деньги;
  • тепловые насосы выгодно применять для низкотемпературных систем отопления. Под такие критерии отлично подходят системы теплый пол (35-40 °C). Коэффициент преобразования тепла существенно зависит от соотношения температур входного и выходного контуров.

Подытожим сказанное!

Суть принципа работы теплового насоса не в производстве, а в переносе тепла. Это позволяет получить высокий коэффициент (от 3 до 5) преобразования тепловой энергии. Проще говоря, каждый использованный 1 кВт электроэнергии «перенесет» в дом 3-5 кВт тепла. Еще что-то нужно говорить?

Насосы типа «вода-вода»

Разместить на дне близлежащего водоема полиэтиленовые трубы коллектора может практически любой человек. Для этого не понадобится больших профессиональных знаний, навыков, инструментов. Достаточно равномерно распределить витки бухты по поверхности воды. Между витками должно быть расстояние не менее 30 см, а глубина затопления не менее 3 м. Затем надо привязать грузы к трубам, чтобы они ушли на дно. Тут вполне подойдет некондиционный кирпич или природный камень.

На монтаж коллектора ТН типа «вода-вода» потребуется значительно меньше времени и денег, чем при рытье траншей или бурении скважин. Расходы на приобретение труб также будут минимальными, поскольку съем тепла при конвективном теплообмене в водной среде достигает 80 Вт/м. Очевидная выгода применения ТН — не нужно сжигать углеродное топливо для получения тепла.

Альтернативный способ отопления дома становится все более востребованным, поскольку обладает еще несколькими преимуществами:

  1. Экологически безопасен.
  2. Использует возобновляемый источник энергии.
  3. После окончания пусконаладочных работ отсутствуют регулярные затраты расходных материалов.
  4. Автоматически регулирует нагревание внутри дома по температуре наружного воздуха.
  5. Срок окупаемости начальных затрат 5–10 лет.
  6. Можно подключить бойлер для горячего водоснабжения коттеджа.
  7. Летом работает как кондиционер, охлаждая приточный воздух.
  8. Срок службы оборудования — более 30 лет.
  9. Минимальные энергозатраты — генерирует до 6 кВт тепла при использовании 1 кВт электричества.
  10. Полная независимость отопления и кондиционирования коттеджа при наличии электрогенератора любого типа.
  11. Возможна адаптация к системе «умный дом» для дистанционного управления, дополнительной экономии энергии.

Для работы ТН типа «вода-вода» необходимы три независимых системы: внешний, внутридомовой и компрессорный контуры. Они объединены в одну схему теплообменниками, в которых циркулируют различные теплоносители.

При проектировании системы энергоснабжения следует учитывать, что на перекачивание насосом теплоносителя по внешнему контуру расходуется электроэнергия. Чем больше длина труб, изгибов, поворотов, тем менее выгоден ТН. Оптимальное расстояние от дома до берега — 100 м. Его можно удлинить на 25 % за счет увеличения диаметра труб коллектора с 32 до 40 мм.

Особенности применения воздушных тепловых насосов для северных территорий | Архив С.О.К. | 2017

Для начала зададимся вопросом: какая главная проблема возникает при попытке обогрева помещений с помощью воздушного теплового насоса? Все знают, что данная проблема — уменьшение производительности при снижении температуры наружного воздуха. При этом возникает некоторый диссонанс — чем холоднее на улице, тем больше требуется тепла на обогрев здания. И одновременно тем меньше выдаёт тепла наш кондиционер, поскольку КПД теплового насоса также снижается. Для нормальной и эффективной работы теплового насоса нужен источник тепла с температурой хотя бы –10 °C, а лучше ещё выше. Какие же есть варианты?

Вариант 1 — тепло земли (рис. 1). Температура грунта ниже глубины промерзания никогда не опускается меньше +5 °C. Поэтому можно выкопать котлован или сделать скважины и разместить там трубопроводы с хладагентом. Это жизнеспособная схема, только очень дорогая. К тому же не везде есть возможность проведения земляных работ.

Вариант 2 — незамерзающий водоём. Интересный вариант, но очень редкий в реальных условиях.
Вариант 3 — наружный воздух. Идеальный источник тепла в плане доступности. Недостаток — температура опускается зимой ниже допустимых пределов.

Неужели нет «идеального» источника тепла для теплового насоса? Конечно же, он есть. Но для начала рассмотрим особенности работы воздушных тепловых насосов. При работе кондиционера зимой в режиме теплового насоса эффективность его снижается — примерно при температуре –5 °C тепловой коэффициент падает, и при дальнейшем снижении наружной температуры эффективнее использовать обычные электрические обогреватели. Но всё это было справедливо для систем кондиционирования воздуха на фреоне R22, с On/Off-регулированием производительности компрессора. Новые системы кондиционирования обладают принципиально большим температурным диапазоном использования в режиме тепла — до –25…–20 °C (рис. 2). Благодаря чему же существенно расширен температурный диапазон?

Во-первых, это использование фреона R410a, который обладает существенно большим рабочим давлением, чем фреоны R22 или R407c (табл. 1). Это приводит к тому, что при понижении температуры наружного воздуха снижается температура и давление кипения фреона в наружном блоке. Снижение давления ведёт к меньшей плотности газа на всасывании компрессора и, следовательно, к снижению его производительности. Давление фреона R410a изначально в 1,5–2,0 раза больше, чем фреона R22, поэтому снижение производительности компрессора тоже происходит, но не такое значительное.

Часто задают вопрос: «А что будет при температуре наружного воздуха, меньшей –20 °C?» Работа кондиционера на тепло продолжится, но с меньшей эффективностью. И при температуре кипения фреона –38 °C кондиционер отключится, выдав сообщение об ошибке по причине низкого давления (табл. 2).

Во-вторых, температурный диапазон расширен за счёт использования полиэфирного (ПОЭ) масла для смазки компрессора, вместо применяемого ранее минерального (МО). Преимущества полиэфирных масел по сравнению с минеральными — лучшие смазывающие качества, меньшая кинематическая вязкость при низких температурах, меньшая температура застывания. Благодаря этому запуск компрессора при низкой температуре происходит плавно, с меньшей нагрузкой на двигатель.

В-третьих, применение DC-инверторного привода компрессора позволяет добиться высокой экономичности работы, отсутствия повышенных пусковых токов и плавности регулирования производительности — даже при низких наружных температурах.

Таким образом, уже сегодня возможно использование систем кондиционирования для обогрева в зимнее время. Но насколько это экономично? Давайте ответим и на этот вопрос (рис. 3).

Когда кондиционер работает в режиме теплового насоса, он охлаждает наружный воздух и полученную энергию отдаёт в обслуживаемые помещения. Естественно, чем ниже температура наружного воздуха, тем меньше эффективность теплового насоса. Конкретные величины энергопотребления можно получить, зная коэффициент энергетической эффективности кондиционера при понижении температуры наружного воздуха (рис. 4).

Как следует из рис. 4, тепловой коэффициент реального воздушного теплового насоса меняется от 3,8 при +10 °C до 2,4 при –20 °C и в среднем за отопительный период равен 3,0. То есть использовать новые кондиционеры на 410-м фреоне в качестве системы отопления коттеджа ровно в три раза выгоднее, чем обычные электрообогреватели.

Теперь ответим на главный вопрос: «Что будет при наружной температуре, меньшей –20 °C?»

Рассмотрим систему отопления здания с помощью воздушного теплового насоса для города с самым экстремальным климатом в России — Якутска (табл. 3). К тому же он расположен на вечной мерзлоте, то есть тепла грунта нет.

Глядя на расчётную температуру наружного воздуха зимой (–55 °C), становится понятно, что Якутск рекордсмен — там самый экстремальный климат для работы воздушного теплового насоса. Учитывая предельную температуру работы воздушного ТНУ (–20 °C), можно сделать поспешный вывод — якобы нельзя использовать тепловые насосы в качестве системы отопления в Якутске. Однако не всё так однозначно.

Во-первых, давайте посмотрим на количество суток отопительного периода для различных российских городов с температурой от –20 °C и выше. То есть допустимый период эксплуатации ТНУ. И тут делаем первый важный вывод — чем холоднее климат, тем больше суток будут работать тепловые насосы, и тем больше энергии они нам сэкономят.

Во-вторых, главный вопрос: «Что же делать, если температура уличного воздуха ниже –20 °C и воздушный тепловой насос использовать нельзя»? Ответ здесь прост — нужно найти источник воздуха с температурой выше –20 °C. Этот источник — само здание. Точнее — вытяжной вентиляционный воздух.

В любых зданиях есть системы вытяжной вентиляции. Где-то они естественные, где-то механические — но это для нас неважно. Важно, что здание всегда выбрасывает воздух с температурой +20…+30 °C. Это идеальные температурные параметры для работы воздушного теплового насоса. В любой мороз само здание является источником от 50 до 70 % требуемого количества тепла (рис. 5).

Рассчитаем количество тепла, выбрасываемое вентиляционным воздухом (без учёта влажности):

Q = 0,278Lcρ(tвtн),
где L — расход вытяжного воздуха, м³/ч; с — теплоёмкость, 1,0 кДж/м³; ρ — плотность, 1,2 кг/м³ при +20 °C.

Расход вытяжного воздуха зависит от кратности воздухообмена помещений:
L = kV,
здесь V — объём здания, м³; k — кратность воздухообмена, зависящая от потерь теплоты, то есть k = 1–2 для жилых помещений (30–60 Вт/м²), k = 2–3 для офисов (60–90 Вт/м²) и k = 4–6 для ресторанов (120–180 Вт/м²).

Чем больше кратность воздухообмена, тем больше тепла выбрасывается вентиляционным воздухом, тем выше доля потерь здания от вентиляции над потерями через ограждающие конструкции (рис. 6).

Опишем, как работает схема отопления, изображённая на рис. 6. На тёплый чердак здания выбрасывается вентиляционный воздух с температурой от +20 до +25 °C. Там устанавливается наружный блок, который работает в режиме теплового насоса и охлаждает вытяжной воздух до некоторой температуры, которую мы определим по рис. 7.

В качестве внутреннего блока может быть любой, например, блок канального типа, как на рис. 6. Внутренний блок забирает рециркуляционный воздух из жилых помещений, обогревает его до +30 °C и снова подаёт в обслуживаемые помещения. Для компенсации объёма вытяжного воздуха устанавливается система приточной вентиляции с электроподогревом. Производительность электрического калорифера рассчитывается исходя из непосредственно расчётной температуры наружного воздуха.

Чердак, с одной стороны, обогревается тёплым вытяжным воздухом, с другой стороны — охлаждается наружным блоком, работающим в режиме теплового насоса. Какая при этом установится температура — увидим на графике рис. 7.

Линия «потери двухкратные» соответствует теплопотерям здания на нагрев вентиляционного воздуха при двухкратном воздухообмене на 1 м³ площади. При наружной температуре +20 °C и выше теплопотерь нет, а при понижении наружной температуры они, соответственно, появляются. При расчётной температуре –55 °C теплопотери с вентиляционным воздухом составляют 150 Вт/м².

Теплопотери от ограждающих конструкций — 45 Вт/м². Суммарные теплопотери здания составляют, соответственно, 195 Вт/м².

Теперь внимательно посмотрим, что происходит на чердаке. Наружный блок охлаждает окружающий его воздух. Чем ниже окружающая его температура, тем меньше производительность наружного блока. Этот процесс соответствует линии «холод наружка FDUM140». Нам важна точка пересечения линий «потери двухкратные» и линии «холод наружка FDUM140», поскольку, исходя из баланса тепла и холода, именно в этой точке количество тепла, вносимого на чердак, будет равно количеству холода, вносимого на чердак наружкой. Эта точка пересечения соответствует температуре –15 °C. Температура на чердаке при двухкратном воздухообмене никогда ниже не опустится, потому что количество тепла, вносимого вытяжным воздухом, будет больше количества холода, вносимого наружным блоком. Эта температура не зависит от температуры наружного воздуха.

Наружный блок, свободно работающий до окружающей температуры –20 °C, будет работать круглогодично.

При кратности воздухообмена выше двух итоговая температура будет ещё выше, например, при трёхкратном воздухообмене на чердаке будет –7 °C, при четырёхкратном она составит –1 °C.

Теперь рассмотрим работу системы при различной наружной температуре:

1. Температура наружного воздуха 0 °C.
Чердак открыт. Теплопотери здания на вентиляцию и через ограждающие конструкции составляют 55 Вт на 1 м². Производительность воздушного теплового насоса при температуре 0 °C — 120 Вт/м². Значит, тепловой насос уменьшит обороты инвертора до требуемой производительности 55 Вт/м². Тепловой коэффициент при этом по рис. 4 составляет 3,2. Энергопотребление ТН — 17 Вт/м².

2. Температура наружного воздуха –15 °C.
Чердак закрывается. Теплопотери здания на вентиляцию и через ограждающие конструкции составляют 90 Вт/м². Производительность воздушного теплового насоса при температуре –15 °C — как раз 90 Вт/м². Тепловой коэффициент при этом по рис. 4 составляет 2,5. Энергопотребление теплового насоса — 36 Вт/м².

3. Температура наружного воздуха –30 °C.
Чердак закрыт. Теплопотери здания на вентиляцию и через ограждающие конструкции составляют 130 Вт/м². Производительность воздушного теплового насоса при температуре –15 °C — 90 Вт/м². Тепловой коэффициент по рис. 4 составляет 2,5. Энергопотребление теплового насоса 36 Вт/м2. Включается электрокалорифер в приточной системе и добавляет недостающие 130 – 90 = 40 Вт/м².

4. Температура наружного воздуха –55 °C.
Чердак закрыт. Теплопотери здания на вентиляцию и через ограждающие конструкции составляют 195 Вт/м². Производительность воздушного теплового насоса при температуре чердака –15 °C — 90 Вт/м². Тепловой коэффициент при этом по рис. 4 составляет 2,5. Энергопотребление теплового насоса — 36 Вт/м².

Включается электрокалорифер в приточной системе и добавляет недостающие 195 – 90 = 105 Вт/м².

Подведём итоги: с тёплого периода и до –15 °C наружного воздуха отопление здания обеспечивается полностью за счёт воздушного теплового насоса. Температура на улице выше, чем температура на чердаке, поэтому чердак открыт на летнеосенний период и свободно проветривается. Начиная с –15 °C открытый чердак уже приносит больше холода, поэтому закрывается. Наружный блок продолжает работать только за счёт тепла вытяжного воздуха. Температура на чердаке не опускается ниже –15 °C (рис. 8).

На самом деле температура на чердаке будет выше, так как мы не учли многие дополнительные факторы: энтальпию вытяжного воздуха за счёт влажности, поступления тепла через потолок, внутренние теплопоступления в здании от людей и техники и т. д.

Но начиная с –15 °C наружной температуры мы подключаем дополнительные источники тепла, например, электрокалорифер в приточной системе или электроконвекторы в помещениях.

Особенности при использовании кондиционера в качестве обогревателя
Воздушный режим помещения При работе любого обогревателя, для равномерного перемешивания тёплый воздух необходимо подавать в нижнюю зону помещения. Если этого не сделать, то может возникнуть большой перепад температур между полом и потолком. Поэтому необходимо либо внутренний блок размещать как можно ниже, либо подавать тёплый воздух в нижнюю зону в области пола. В Японии, например, уже давно принято использовать в качестве обогревателей именно тепловые насосы, поэтому классическое расположение внутреннего блока применяется точно так, как это показано на рис. 9.

Режим оттайки наружного блока и отвод конденсата
При работе системы кондиционирования на тепло наружный воздух охлаждается и из него выделяется конденсат, который благополучно намерзает на наружном блоке, снижая его производительность. Для удаления этого льда система применяет режим оттайки (рис. 10). Насколько снижается производительность наружного блока? Это зависит главным образом от влагосодержания наружного воздуха. Особенностью влажного воздуха является снижение влагосодержания при снижении его температуры. Поэтому снижение производительности на тепло происходит в большей степени при температуре –10…+5 °C (максимум на 14 %, рис. 11). При расчётной же температуре –15 °C падение производительности составляет всего 4 %, что некритично для выбора расчётной мощности системы.

Для удаления льда с наружного блока система кондиционирования включает режим оттайки, физический смысл которого сводится к кратковременному переключению кондиционера в режим охлаждения (рис. 11).

Внутренние блоки при этом не работают, а компрессор подаёт фреон с температурой около 70 °C на теплообменник наружного блока в течение десяти минут. Образовавшийся иней быстро тает и стекает с наружного блока. Но, так как вокруг наружного блока отрицательная температура, то происходит снова замерзание конденсата под наружным блоком в виде огромных сосулек.

То есть в случае использования системы кондиционирования в режиме тепла нужно обязательно предусмотреть подогрев поддона наружного блока греющим кабелем. Также желательно сделать организованное удаление конденсата от наружного блока по дренажным трубопроводам, которые должны быть обязательно подогреваемыми и закрытыми теплоизоляцией.

Выводы
Использование новых инверторных систем кондиционирования в качестве оборудования для отопления коттеджей (а также любых жилых зданий и гостиниц) вполне оправдано и экономично уже сегодня даже для такого города с экстремальным климатом как Якутск. Основные особенности такого вида отопления следующие:

1. Наружный блок должен располагаться на утеплённом чердаке здания, куда выбрасывается вытяжной воздух. До –15 °C отопление здания полностью обеспечивается воздушным тепловым насосом. От –15 °C и ниже подключаются дополнительные источники тепла, однако ТН продолжает работать.
2. В тёплый период система работает как полноценная система кондиционирования. Стоимость универсальной системы обогрева и кондиционирования помещений ниже, чем отдельной системы отопления, вентиляции и охлаждения. На 1 м² отапливаемой площади стоимость всей системы с монтажом составляет $ 70–100.
3. Обогрев с помощью теплового насоса очень экономичен — система в среднем за сезон будет давать 3 кВт тепла на 1 кВт потребляемой энергии.
4. Энергоноситель — фреон. Значит, при любых отключениях электричества систему разморозить невозможно. Это очень важно для регионов с длительным периодом отрицательной температуры наружного воздуха.
5. За счёт использования электронной системы регулирования производительности система кондиционирования точно поддерживает требуемую температуру в помещениях и быстро выходит на расчётный режим.

Что такое тепловой насос. Принцип работы и стоимость теплового насоса

Типы тепловых насосов 

  • тепловой насос «грунт-вода»; 
  • тепловой насос «вода-вода»;

Все вышеуказанные виды тепловых насосов в качестве источника энергии для тепла, холода, используют:

  • воздух, окружающий нас;
  • воду из водоемов, или же подземные воды;
  • грунт.  

Устройства тепловых насосов разных типов очень схожи между собой, но есть и некоторые отличия. Например, у воздушного теплового насоса во внешнем блоке будут вентиляторы, которые прогоняют уличный воздух через систему. У грунтового теплового насоса будут трубы, схожие со скважиной, которые вкапываются в грунт, и забирают из него тепло для отопления или кондиционирования в доме. У водяного насоса так же будет скважина, через которую вода забирается в тепловой насос и прогоняется через систему для отопления.

Более детально об особенностях разных видов тепловых насосов читайте в статье Виды тепловых насосов для отопления: виды, преимущества и применение.

Правильно подобрать тепловой насос могут специалисты, которые при расчетах и выборе системы учитывают такие факторы: 

  • Состояние объекта (новое, или же реконструкция)
  • Физическое расположение объекта (для выбора типа теплового насоса – воздушный, водяной или грунтовой)

Рассматривая различия преимуществ одного вида теплового насоса от других, можно сказать, что воздушный тепловой насос считается более универсальным, так как подойдет для многих типов коттеджей и частных домой. Он так же быстро окупится. 

Что касается грунтового теплового насоса – он выглядит более эффективным, однако, такая система дольше окупается из-за стоимости земляных работ (бурения под скважину). В случае, если ваш объект находится вдалеке от комплексных построек, и электричество вам обходится очень дорого, то грунтовой тепловой насос является единственным выходом.

Водяные тепловые насосы применяться в двух случаях: если у вас обилие грунтовых вод (что встречается довольно редко), или же если рядом расположен водоем. Во втором случае, хотим предупредить, что для того чтобы забирать тепло из водоема — нужно использовать специфические теплообменники, которые к тому же довольно часто могут засоряться. Это приведет к уменьшению производительности и дорогому сервисному обслуживанию.

Схема подключения к тепловому насосу различных видов агрегатов для отопления:

 

Лучший тепловой насос «воздух-вода» | Bestair

Тепловой насос «воздух-вода» снижает расходы на отопление до 80 % в сравнении, например, с электрорадиаторами или источниками отопления на основе ископаемого топлива. Экономичность и короткий срок окупаемости делают тепловые насосы «воздух-вода» предпочтительными источниками отопления. При выборе теплового насоса первостепенное значение имеют его коэффициент полезного действия, экономичность и возможность обеспечивать эффективное отопление также при низких наружных температурах. 


Во-вторых, хорошие тепловые насосы «воздух-вода» обеспечивают высокий КПД, или коэффициент полезного действия. Тепловой насос, КПД которого составляет 4,0-5+, безусловно, является лучшим тепловым насосом «воздух-вода». Высокий коэффициент полезного действия характеризует способность устройства производить в несколько раз больше тепловой энергии, чем количество потребляемой им для этого электроэнергии. 

В широком ассортименте тепловых насосов «воздух-вода» Panasonic вы, безусловно, найдете подходящий вам по мощности, возможностям и дизайну агрегат. Panasonic предлагает следующие виды тепловых насосов «воздух-вода»:

—       Тепловой насос «воздух-вода» типа сплит, состоящий из одного модуля, устанавливаемого во дворе, и второго — устанавливаемого в котельной,  которые в соответствии с необходимостью можно дооборудовать баком для потребительской воды и аккумуляционным баком подходящих объемов.  

—       Тепловой насос «воздух-вода» типа  All-in-One («все в одном»), который, как и решение сплит, также состоит из одного модуля, устанавливаемого во дворе, и второго — устанавливаемого в котельной: разница в том, что в находящийся в помещении модуль уже встроен бак для потребительской воды. Поэтому оборудование All-in-One представляет собой очень удобный и компактный агрегат, который при желании можно установить и в жилом помещении.

—       Тепловой насос «воздух-вода» типа моноблок, особенностью которого является отсутствие устанавливаемого внутри помещения модуля, — весь тепловой насос встроен в модуль, находящийся снаружи. Если использовать этот тип теплового насоса только для отопления, а в производстве воды для потребительских нужд с использованием теплового насоса нет необходимости, то, в сущности, нет и необходимости в установке дополнительных компонентов котельной (бойлер потребительской воды): достаточно лишь подключить наружный модуль к отопительному трубопроводу здания. Если клиент хочет, чтобы тепловой насос производил также потребительскую воду (желательно), то для установки бойлера в котельной нужно очень мало места.


При выборе подходящего типа теплового насоса вам помогут консультанты Bestair, имеющие многолетний опыт,  – свяжитесь с нами.

О тепловых насосах типа «воздух-воздух»

Набирающие популярность воздушные тепловые насосы позволяют отапливать более экономично и поддерживать ежемесячные постоянные расходы на низком уровне. Экономия затрат на отопление может быть значительной. Но какой объем инвестиций и экономии при использовании воздушного теплового насоса и какой срок окупаемости?

Воздушный тепловой насос?

Если говорить об экономичном отоплении, то для него очень хорошо подходит тепловой насос «воздух-воздух» с инвертором. Сочетание воздушного теплового насоса с каким-либо другим альтернативным видом отопления — это идеальное решение для экономии затрат на отопление. Инвестиция разумна, ежемесячная экономия значительна, а период окупаемости короткий.  По сравнению с обычным электрокотлом, радиатором и т. п. энергопотребление тепловых насосов может быть на 78 % ниже, чем при обычном электрическом отоплении. Например, если тепловой насос производит 5 кВт ч тепла и потребляет только 1 кВт ч, то оставшаяся часть — 4 кВт ч — представляет собой бесплатную энергию, получаемую из воздуха. Это называется коэффициентом полезного действия (КПД-COP), который показывает, сколько тепла производит насос по отношению к потребляемой им электроэнергии. Если КПД равен 5, это означает, что тепловой насос производит в пять раз больше тепла, чем самому ему нужно электроэнергии  для его производства. Коэффициент полезного действия напрямую зависит от температуры наружного воздуха. Чем теплее наружный воздух, тем выше коэффициент полезного действия. Поэтому при покупке воздушного теплового насоса важно следить за изменением коэффициента полезного действия при различных температурах наружного воздуха, а также за тем, каким будет в этом случае средний годовой коэффициент полезного действия, или SCOP. С точки зрения экономичности и объема использования мы всегда рекомендуем выбирать воздушный тепловой насос с компрессорной технологией инверторного типа.

Где можно использовать воздушный тепловой насос?


Воздушный тепловой насос с инвертором подходит как для новых, так и для старых домов в качестве дополнения основного отопления дома. Воздушные тепловые насосы очень широко используются в старых двух- или трехэтажных многоквартирных домах.  Когда-то в таких домах было центральное отопление или они отапливались местной котельной. К настоящему времени такие системы отопления в значительной степени амортизированы и, как правило, заменяются электрическим отоплением. В качестве источника тепла также часто используются камины или печи. Поскольку цена на электроэнергию растет с каждым годом, и отопление с помощью электрических радиаторов становится дорогим, отопление с помощью обычных электрических радиаторов может увеличить сумму за электроэнергию в холодный зимний период, например, в квартире площадью 60 м² до 100 евро в месяц.  Постоянный рост цен на газ также вынудил владельцев частных домов, отапливаемых газом, покупать тепловые насосы «воздух-воздух» инверторного типа, чтобы снизить ежемесячные расходы на отопление. Высокие расходы на отопление заставляют людей думать об экономии электроэнергии и инвестировать в энергоэффективные решения для отопления, поскольку неподходящий микроклимат в помещении и высокая стоимость отопления создают дополнительную напряженность и стресс для людей. Воздушный тепловой насос — это устройство, которое хорошо подходит для таких ситуаций: его легко и быстро установить, и он идеально подходит в качестве дополнения к существующей системе отопления как в старых, так и в новых домах, на дачах и квартирах, позволяя дополнительно сэкономить и создать повседневный комфорт.

Какое решение будет самым подходящим?

Тепловой насос всегда выбирается в соответствии с номинальной мощностью, при этом учитывается потребность отапливаемого помещения в тепловой энергии при низких температурах наружного воздуха.  Самое важное при выборе — это теплонепроницаемость здания. Если дом очень плохо изолирован, об этом обязательно следует проинформировать продавца, так как в противном случае первоначально запланированная мощность для отопления дома может оказаться недостаточной.

Цена теплового насоса зависит от технических возможностей и качества устройства!

Приобретая воздушный тепловой насос, вы избавляете себя от излишних проблем. Устройство очень простое и удобно для использования всеми членами семьи. При использовании теплового насоса тепло равномерно распределяется по комнатам, поскольку лопасти, направляющие воздушный поток теплового насоса, можно регулировать в соответствии с планировкой помещения.  В отличие от электрического радиатора тепловой насос не создает в комнате неприятного запаха гари, а освежает имеющийся воздух и очищает его с помощью фильтров и ионизатора. Поэтому помимо отопления он улучшает и качество воздуха в помещении. Летом этот агрегат также можно использовать для охлаждения комнаты. Таким образом, это многофункциональное устройство, которое отапливает, охлаждает, вентилирует и при необходимости удаляет из воздуха лишнюю влагу. Само устройство состоит из двух частей, одна из которых устанавливается внутри помещения, а другая снаружи. Такие устройства можно использовать где угодно, независимо от размера квартиры, дома, офиса и т. п. Разница заключается только в том, сколько и где нужно установить внутренних и внешних блоков. В зависимости от дома или особенностей места, как правило, можно обойтись одним устройством.

На что следует обратить внимание и что учитывать?

При приобретении воздушного теплового насоса рекомендуется прежде всего заранее ознакомиться с техническими характеристиками устройства и подумать, в каких помещениях будущий тепловой насос должен будет поддерживать тепло. Устройство должно быть таким, чтобы его можно было использовать при очень низких температурах, поэтому следует проверить технические данные: какую мощность отопления обеспечивает тепловой насос, например, при -25 ° C.   Поскольку тепловой насос приобретается для долгосрочной экономии энергии, решение следует тщательно обдумать. Наиболее известными и широко распространенными в Эстонии и холодных регионах Скандинавии являются воздушные тепловые насосы инверторного типа Panasonic. Поэтому при покупке устройства особое внимание следует обращать на мощность предлагаемого устройства, его коэффициент полезного действия при отоплении (COP — чем больше число, тем большую экономию обеспечит тепловой насос), а также на то, является ли он насосом инверторного типа (экономичнее) и предназначен ли он для использования в северном климате, что очень важно при нашем эстонском климате. Как и любое оборудование, один тепловой насос не может быть одновременно и очень экономичным, и очень доступным по цене. Не все устройства могут подходить для нашего климата и особенностей вашего дома. Очень важно найти правильный продукт с подходящей мощностью для вашего дома, потому что у слишком мощного устройства будет длительный срок окупаемости, в то время как устройство слишком малой мощности не позволит достичь желаемого результата и будет потреблять больше энергии, чем должно было бы.

Что такое COP теплового насоса?

COP (англ. Coefficient of Perfomance) — коэффициент преобразования или тепловой коэффициент. Это значение показывает во сколько раз тепловой насос производит больше энергии, чем потребляет сам, то есть определяет разницу между производимой и потребляемой тепловым насосом энергией.

К примеру, тепловой насос с коэффициентом преобразования 4 к каждому потребленному им кВт производит еще дополнительные 3 кВт тепловой энергии. Таким образом, из каждых 4 кВт энергии, затрачиваемых на отопление, платить приходиться только за 1 кВт.

В теории COP определяется следующей формулой:

где Т1 — температура источника тепла (грунта, воды, воздуха), Т2 — температура воды в отопительном контуре (температура воды, циркулирующей в трубках теплого пола, теплого плинтуса). Таким образом, величина COP зависит от температуры источника тепла и температуры в системе отопления дома(на входе и выходе теплового насоса).

При расчете коэффициента преобразования температура рассчитывается в Кельвинах, то есть в абсолютных величинах, отсчитываемых от абсолютного ноля. Для перевода градусов Цельсия в Кельвины, к первым необходимо прибавить 273 градуса.

Формула на конкретном примере:

Например, геотермальный тепловой насос собирает энергию грунта при температуре +1 Цельсия, или 274 Кельвина и отдает эту энергию воде в отопительном контуру при температуре +55 Цельсия или 328 К.Получается следующая формула:

Однако следует помнить, что такой расчет дает слишком завышенное значение, так как рассчитывается исходя из того, что все составляющие теплового насоса работают со 100% КПД, то есть сами не потребляют энергии. В реальности же, компрессор и другие составляющие теплового насоса значительно снижают значение коэффициента преобразования.

Нормальным считается коэффициент со значением 3. Такое и выше значение можно получить сохраняя минимальную разницу температур на входе и выходе из ТН. На температуру наружного источника тепла (грунта, воды, воздуха) повлиять невозможно, поэтому необходимо стараться поддерживать на более низком уровне температуру на выходе из теплового насоса. Именно поэтому теплые полы, работающие при температурах около 30 градусов идеально подходят для работы с тепловым насосом.

 

 

Эффективность теплового насоса | Рейтинги SEER тепловых насосов

Как оценивается эффективность теплового насоса

Тепловые насосы действуют как системы охлаждения и обогрева вашего дома. По этой причине рейтинги эффективности тепловых насосов публикуются отдельно для функций обогрева и охлаждения. Эти рейтинги эффективности рассчитываются с использованием различных показателей.

Жилой дом, воздух, тепловой насос. Рейтинг эффективности:

  • SEER – Рейтинг сезонной энергоэффективности – это наиболее часто используемый рейтинг эффективности как для тепловых насосов в режиме охлаждения, так и для кондиционеров.
  • HSPF — Коэффициент сезонной эффективности отопления используется для измерения эффективности обогрева теплового насоса.

Имейте в виду, что приведенные выше значения используются для типичных сплит-систем, жилых помещений, систем с воздушным источником и тепловыми насосами. Вы также можете увидеть EER (коэффициент энергоэффективности) эффективности охлаждения для бесканальных мини-сплит и систем с геотермальным тепловым насосом и COP (коэффициент производительности) для эффективности нагрева геотермального теплового насоса.

Тепловой насос Рейтинг SEER

Поскольку система теплового насоса действует как центральный кондиционер, когда на улице жарко, рейтинг SEER теплового насоса является мерой энергоэффективности системы в режиме охлаждения.Это стандарт, используемый для сравнения эффективности различных тепловых насосов. Это тот же стандарт, который используется для жилых помещений, центральных систем кондиционирования воздуха. И, как и многие другие рейтинговые показатели, чем выше число, тем эффективнее система.

SEER рассчитывается путем деления общего количества тепла, удаленного из дома в течение сезона охлаждения, на общее количество часов, в течение которых система работала в течение того же периода времени. Расчет учитывает изменение температурных условий в течение сезона охлаждения.

Минимальная эффективность SEER : Министерство энергетики установило 14 SEER в качестве минимально допустимой эффективности охлаждения для бытовых тепловых насосов с воздушным источником и сплит-системой.

Тепловые насосы с высокой эффективностью охлаждения : Вообще говоря, модели с рейтингом SEER 18 и выше следует считать высокоэффективными тепловыми насосами. Некоторые из самых эффективных воздушных тепловых насосов имеют коэффициент SEER до 20,5.

Характеристики теплового насоса HSPF

Если тепловой насос используется в качестве системы отопления вашего дома, рейтинги эффективности публикуются в терминах HSPF (коэффициент сезонной эффективности отопления).Как и в милях на галлон для вашего автомобиля, более высокое число HSPF соответствует тепловому насосу с более высокой эффективностью.

HSPF рассчитывается путем сравнения общего количества тепла, предоставленного в течение отопительного сезона, с количеством электроэнергии, использованной тепловым насосом за тот же период времени, с учетом различных температурных условий наружного воздуха.

Минимальная эффективность HSPF : Министерство энергетики установило 8.2 HSPF в качестве минимальной эффективности для бытовых тепловых насосов с воздушной системой сплит-системы.

Тепловые насосы с высокой эффективностью нагрева : В то время как некоторые из самых эффективных воздушных тепловых насосов рассчитаны на 13 HSPF, все, что около 10 HSPF, следует рассматривать как высокоэффективную модель.

Геотермальный тепловой насос EER и COP

Геотермальные тепловые насосы

поднимают планку эффективности и могут обеспечить гораздо более высокую энергоэффективность, чем типичные модели с воздушным источником. Сравнивать геотермальные и воздушные системы «яблоки с яблоками» довольно сложно, потому что геотермальные системы комфорта используют несколько иной метод измерения уровней энергоэффективности в режимах нагрева и охлаждения.

Рейтинг эффективности геотермальной системы комфорта:

  • EER (Коэффициент энергоэффективности) : Для эффективности охлаждения геотермальные системы используют EER, который аналогичен SEER, но измеряется при определенной температуре, а не при изменении температуры в течение сезона охлаждения.
  • COP (коэффициент производительности) : Для эффективности нагрева в геотермальных системах используется COP, который аналогичен HSPF, но измеряется при определенной температуре, а не при изменении температуры в течение отопительного сезона.

EER и COP используют фиксированную температуру для расчета рейтинга, а поскольку температура источника тепла (земля или вода) не колеблется так сильно, как температура наружного воздуха, это более точный показатель фактических возможностей системы.

Минимальная эффективность : Министерство энергетики установило минимальную эффективность охлаждения 16,1 EER и нагрева 3,1 COP для замкнутого контура геотермальных тепловых насосов вода-вода.

Высокоэффективные геотермальные системы: Геотермальные системы поставляются в различных вариантах, но, как правило, высокопроизводительные модели могут достигать рейтинга энергоэффективности 4.Эффективность нагрева 5 COP или выше и эффективность охлаждения 30,0 EER или выше.

Внешние факторы, влияющие на эффективность теплового насоса

На решение о покупке теплового насоса и решение о том, какой тепловой насос приобрести, влияет ряд факторов. Хотя нет «правильного» ответа, есть множество вариантов, и ваши индивидуальные приоритеты в каждой категории помогут вам выбрать систему, которая лучше всего подходит для вашей семьи и вашего бюджета.

Предпочтительный источник энергии

Тепловой насос считается энергоэффективным, поскольку он нагревает и охлаждает помещение, перемещая тепло, а не преобразовывая его из другого источника топлива.По данным Министерства энергетики, тепловые насосы могут снизить потребление электроэнергии на 50 % по сравнению с электрическим нагревом, таким как печи и плинтусные обогреватели.*

Различные типы тепловых насосов могут получать тепловую энергию из разных источников. Каждый тип имеет свой собственный набор преимуществ, и все они могут быть эффективным решением в зависимости от ваших потребностей, дизайна дома и вашего бюджета.

  • Воздушный тепловой насос : Воздушный тепловой насос выглядит как типичный центральный кондиционер.Он питается от электричества и передает тепловую энергию наружного воздуха для обогрева вашего дома в отопительный сезон. Воздушные тепловые насосы сплит-системы включают блок внутри дома и блок вне дома. Как правило, они стоят меньше, чем геотермальные системы, особенно с учетом затрат на установку, но, как правило, не так энергоэффективны. Комплектные тепловые насосы с воздушным источником также доступны со всей системой в одном шкафу.
  • Мини-сплит-системы без воздуховодов : Мини-сплит-системы без воздуховодов работают от электричества и также получают тепло из наружного воздуха для обогрева помещения.Мини-сплит-системы хорошо подходят для обеспечения тепла в одном помещении, ведь внутренний блок предназначен для обогрева помещения, в котором он установлен. Однако существуют системы, которые могут вмещать несколько внутренних блоков с одним наружным блоком и могут использоваться для обеспечения комфорта в небольшом доме.
  • Геотермальный наземный источник : Эти модели получают тепловую энергию из земли для передачи тепла в ваш дом и из него. Геотермальные геотермальные тепловые насосы могут иметь более высокие рейтинги эффективности, чем модели с воздушным источником, но могут быть более дорогими из-за затрат на установку необходимой системы подземного контура.
  • Источник геотермальной воды : Эти модели получают тепловую энергию из источника воды, такого как озеро, пруд или подземный водоносный горизонт. Геотермальные тепловые насосы с водяным источником могут быть более энергоэффективными, чем модели с воздушным источником, но их установка дороже. Им также требуется доступный источник воды рядом с вашим домом.

* См. https://www.energy.gov/energysaver/heat-and-cool/heat-pump-systems.

Воздуховоды в доме

Самые новые дома в СШАпостроены для размещения воздуховодных тепловых насосов. Если вы заменяете существующую систему, скорее всего, вы захотите использовать аналогичный тип воздуховодной системы. Тем не менее, мини-сплит-системы без воздуховодов являются еще одним вариантом, когда воздуховод либо недоступен, либо находится в плохом состоянии, либо вообще отсутствует.

Бесканальные модели с источником воздуха набирают популярность для обогрева или охлаждения помещений, старых домов или помещений, в которых нет существующих воздуховодов, или комнат, где система воздуховодов не может обеспечить комфорт.Установка довольно проста, так как не требуются воздуховоды — внутренний и наружный блоки просто соединяются медной линией хладагента небольшого диаметра и проводкой для подачи питания к внутреннему блоку.

Региональный климат

Для круглогодичного комфортного обогрева и охлаждения тепловые насосы отлично работают в районах страны с умеренными температурами. Особенно это критично в отопительный сезон. Как только температура наружного воздуха опускается ниже 25⁰ — 30⁰ F, тепловой насос может продолжать обеспечивать тепло.Однако для этого потребуется больше электроэнергии, что означает более высокие счета за коммунальные услуги. Это связано с тем, что при падении температуры наружного воздуха просто не так много энергии для обогрева, и система будет работать дольше, чтобы достичь той же температуры в помещении. Вот почему многие воздушные тепловые насосы оснащены дополнительным источником тепла.

Что касается охлаждения, то внешняя температура будет влиять на эффективность и производительность теплового насоса так же, как на центральное кондиционирование воздуха.Обе системы устанавливаются для обеспечения достаточной охлаждающей способности вашего дома при определенной температуре наружного воздуха, которая имеет смысл в вашем регионе страны (на основе средних высоких температур в течение сезона охлаждения). И как системы переменного тока, так и тепловые насосы будут работать интенсивнее, когда температура на улице повысится.

Тепловые насосы также могут быть хорошим вариантом для использования во влажном климате. Влажность внутри вашего дома на самом деле может заставить вас чувствовать себя менее комфортно, вызывая естественную реакцию на понижение температуры для дополнительного охлаждения (и увеличения счетов за электроэнергию). Высокоэффективные тепловые насосы, как правило, осушают лучше, чем стандартные модели, потому что они рассчитаны на почти непрерывную работу и на разных уровнях холодопроизводительности (или разных скоростях). Поскольку процесс охлаждения помогает удалить влагу из воздуха в помещении, это означает, что тепловой насос с более высоким КПД тратит больше времени на осушение воздуха в помещении (при этом потребляя меньше энергии).

Размер

Тепловые насосы имеют «размер» в соответствии с потребностями вашего дома в отоплении и охлаждении. В то время как для более крупного дома часто требуется тепловой насос большей мощности, существует множество факторов, поэтому выбор размера должен быть оставлен на усмотрение квалифицированного специалиста по ОВКВ.

Размеры — важный фактор, который не только влияет на ваш комфорт, но и напрямую влияет на эффективность системы. Если тепловой насос слишком мал, он, скорее всего, не сможет эффективно обогревать или охлаждать помещение. Он может работать практически без остановок, пытаясь достичь температуры, установленной на термостате. Результатом будет более высокий счет за электричество и неудобный дом.

Устройство большого размера также принесет в жертву комфорт и эффективность. Негабаритный блок может начать работать, очень быстро нагревать или охлаждать дом, а затем выключаться до тех пор, пока дом снова не потребует обогрева или охлаждения.Эта постоянная работа с включением и выключением плохо влияет на компоненты системы, кроме того, она очень неэффективна. Тепловой насос наиболее эффективен, когда температура поддерживается равномерно, без резких скачков и спадов. Таким образом, наличие слишком большого устройства может привести к неэффективности и сокращению срока службы устройства.

Налоги и скидки

Тепловые насосы с более высоким КПД будут стоить дороже, чем модели со средним или стандартным КПД. Во многом это связано с дополнительными технологиями, необходимыми для повышения эффективности. В то же время эта технология также может обеспечить дополнительные преимущества комфорта.

Хотя тепловой насос с более высокой эффективностью действительно может помочь сэкономить деньги на ежемесячных счетах за отопление и охлаждение, иногда для некоторых моделей с более высокой эффективностью могут также предоставляться налоговые льготы или местные скидки. Некоторые скидки предоставляются местными коммунальными службами для тепловых насосов с рейтингами SEER и HSPF, поэтому уточните у энергетической компании в вашем регионе, что доступно. Для вашего удобства перейдите по ссылке на нашу страницу со скидками на HVAC, чтобы узнать, есть ли скидки в вашем регионе и какие модели могут соответствовать требованиям.

способа повысить эффективность теплового насоса

Когда вы выбираете энергоэффективный тепловой насос, вы иногда можете повысить общую эффективность вашей системы, модернизировав внутренний кондиционер до первоклассной модели с возможностью обмена данными и переменной скоростью. А сделав свой внутренний блок газовой печью, вы можете создать двухтопливную систему Hybrid Heat™, которая автоматически выбирает, какой источник топлива — газ или электричество — обеспечивает лучшую энергоэффективность в зависимости от условий и температуры снаружи.

Существует ряд шагов, которые вы можете предпринять, чтобы увеличить производительность вашего теплового насоса, сделав дом более эффективным. Вы можете сохранить сбережения, внеся следующие улучшения, особенно если это старый дом:

  • Двери для защиты от атмосферных воздействий
  • Зачеканка окон
  • Изоляция и герметизация воздуховодов
  • Утепление стен дома
  • Изоляция чердачных помещений

Сколько энергии вы экономите на тепловом насосе?

Тепловые насосы могут быть чрезвычайно энергоэффективной формой отопления и охлаждения помещений при условии, что они правильно подобраны, установлены и используются.

На этой странице:

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

    Тепловые насосы типа «воздух-воздух», наиболее распространенные в Новой Зеландии, используют хладагент для поглощения тепла из одного помещения и передачи его в другое через теплообменник (часто ребристый или змеевик).Подача электроэнергии к тепловому насосу используется только для перемещения тепла, а не для его выработки. Само отопление имеет пассивный источник энергии.

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

    Преимущества и недостатки тепловых насосов

    Преимущества теплового насоса воздух-воздух включают:

    • он очень эффективен при преобразовании энергии в тепло (оптимальная эффективность достигается, когда разница между температурой источника и подачи очень мала)
    • более низкая стоимость единицы тепла ( кВт⋅ч) по сравнению с большинством других вариантов обогрева помещений
    • обеспечивает средний или быстрый источник тепла
    • может обеспечивать нагрев и охлаждение
    • многие из них имеют таймер, программируемый на 7 дней, а некоторые управление через смартфон.

    Недостатки тепловых насосов воздух-воздух:

    • требуется регулярное техническое обслуживание (чистка фильтра внутреннего блока) и сервисная проверка каждые 23 года
    • потеря эффективности при снижении температуры ниже 67°C (но некоторые модели все еще могут обеспечить обогрев при температурах до -15°C)
    • более высокая начальная стоимость покупки и установки, чем у переносных обогревателей
    • распределение воздуха осуществляется с помощью вентилятора, который может вызывать сквозняки и некоторый шум
    • необходимо место для установки внешнего блока
    • проходы должны быть сделаны через обшивку здания
    • без отопления во время отключения электроэнергии.

    Хотя тепловые насосы являются эффективным видом отопления, установка теплового насоса вряд ли снизит расходы на отопление. В исследовании BRANZ, в котором приняли участие 160 домохозяйств с тепловыми насосами, больше людей заявили, что их затраты на энергию увеличились с момента приобретения теплового насоса, чем тех, кто сказал, что их затраты на энергию снизились. Только 15% назвали эксплуатационные расходы отличными. Жители держат свои дома теплее, чем раньше.

    Тепловые насосы не устраняют потребность в хорошей изоляции. В том же исследовании BRANZ (описанном в Отчете об исследовании BRANZ 329) половина домохозяйств, в которых средняя зимняя вечерняя температура составляла менее 18°C, не имела изоляции или была плохой.

    Как работают тепловые насосы

    Тепловые насосы работают по тому же принципу, что и холодильник. Хладагент проходит через соединенные внутренний и наружный змеевики. В режиме обогрева, когда жидкий хладагент поступает в наружный змеевик, он проходит через расширительный клапан, который создает быстрое расширение жидкости, превращая ее в газ. Это приводит к очень быстрому охлаждению хладагента. Затем, проходя через наружный змеевик, он способен поглощать тепловую энергию из воздуха. Прежде чем он пройдет через внутренний змеевик, он проходит через компрессор, где газ сжимается, повышая как давление, так и температуру. По мере прохождения через внутренние змеевики газ конденсируется, высвобождая скрытую теплоту.

     
    Тепловой насос

    Принципиальная схема работы теплового насоса в режиме обогрева.

    Источники энергии теплового насоса

    Большинство тепловых насосов в Новой Зеландии представляют собой агрегаты типа «воздух-воздух». Источник тепла многочисленный, но может быть переменным, что может повлиять на эффективность. Когда температура падает, тепловым насосам типа «воздух-воздух» может потребоваться разморозка, после чего они не обеспечивают тепло.Это делает их менее эффективными в районах с очень холодными зимами (особенно при высокой влажности).

    Существуют еще два источника энергии, используемые тепловыми насосами:

    • Преимущество тепловых насосов типа «земля-воздух» заключается в относительно постоянной температуре подпочвы в течение всего года, обычно на глубине около 11,5 метров в среднем 1215°C. Поэтому они имеют довольно высокую эффективность даже в очень холодные зимние ночи. Однако их установка значительно дороже. В большинстве районов Новой Зеландии нет экстремальных климатических условий или потребности в отоплении, чтобы оправдать затраты.
    • Тепловые насосы типа «вода-воздух» Вода также является отличным источником низкопотенциального тепла, но подходит только для зданий, расположенных вблизи водопровода.

    Энергоэффективность тепловых насосов для отопления помещений

    Поскольку тепловые насосы только перемещают тепло, а не вырабатывают его, они имеют очень высокое отношение теплоотдачи к подводимой энергии. Эта эффективность использования энергии нагрева выражается как коэффициент полезного действия (COP), а эффективность использования энергии охлаждения выражается как коэффициент энергоэффективности (EER).

    Типичные бытовые тепловые насосы имеют КПД 24,5, что означает, что тепловой насос производит примерно в 24,5 раза больше тепла, чем потребляет электроэнергии (при оптимальных условиях). Некоторые тепловые насосы имеют КПД до 5,7. Эффективность теплового насоса воздух-воздух снижается по мере увеличения разницы температур между источником и подачей, когда температура наружного воздуха падает, энергоэффективность тепловых насосов снижается.

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

    Коэффициент энергоэффективности охлаждения (EER) обычно составляет около 2,54,0, что означает, что тепловой насос производит примерно в 2,54 раза больше мощности охлаждения, чем потребляемой им электроэнергии. Некоторые тепловые насосы имеют EER до 5,8.

    При выборе теплового насоса учитывайте его основное назначение. Если он в основном будет использоваться для отопления, выберите высокий КПД; если в основном используется для охлаждения, выберите высокий EER.
    В соответствии с Положением об энергоэффективности (продукты, использующие энергию) 2002 года, тепловые насосы для продажи в Новой Зеландии должны соответствовать Минимальному стандарту энергоэффективности (MEPS), указанному в AS/NZS 3823. 2:2013 Характеристики электроприборов. Кондиционеры и тепловые насосы. Часть 2. Требования к маркировке энергоэффективности и стандартам минимальных энергетических характеристик (MEPS) .

    На всех новых тепловых насосах, выставленных на продажу, должна быть размещена этикетка с классом энергоэффективности. На этикетке указан звездный рейтинг: чем больше звезд (из 10 возможных), тем более энергоэффективен тепловой насос. Более эффективные модели имеют более низкие эксплуатационные расходы.

    Новые зональные этикетки с рейтингом энергопотребления дают звездный рейтинг (из 10 возможных) для тепловых характеристик теплового насоса.Чем больше красных звездочек, тем эффективнее будет тепловой насос при обогреве по сравнению с другими моделями того же размера. Еще одним отличным инструментом для сравнения различных моделей является Калькулятор эффективности устройства на сайте GenLess .

    Производительность теплового насоса

    Теплопроизводительность теплового насоса воздух-воздух (в цикле нагрева) обычно составляет 216 кВт для бытовых систем. Холодопроизводительность (в цикле охлаждения) обычно примерно на 10–20 % меньше, чем теплопроизводительность.

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

    • h2 оценивает тепловую мощность агрегата при температуре наружного воздуха 7°C.
    • h3 определяет мощность нагрева при температуре окружающей среды 2C.
    • h4 определяет теплопроизводительность при температуре окружающей среды -7C.

    Эти параметры позволяют выбрать тепловой насос, соответствующий климату и бытовым требованиям (т. е. расчетная температура и тепловая нагрузка) в конкретных ситуациях.

    Важно отметить, что заявленные значения COP основаны на практических лабораторных испытаниях, общая эффективность теплового насоса, вероятно, будет ниже, т.е.грамм. один с COP 2,04,5 может иметь фактическую общую операционную эффективность около COP 1,53,0.

    Тепловой насос типоразмера

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

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

    Если тепловой насос слишком мал, агрегат будет работать непрерывно, пытаясь достичь заданного значения, что снижает температуру наружного теплообменника и приводит к регулярному оттаиванию.

    Общая рекомендация заключается в том, чтобы избегать использования экстремальных значений годовых температур при выборе расчетных условий окружающей среды, а также избегать завышения уставок для отопления и охлаждения помещений.

    Расчеты теплового насоса должны учитывать:

    • регион, расположение и ориентацию здания
    • особые местные условия
    • ориентацию окон
    • сезонные высокие и низкие температуры окружающей среды
    • уровни изоляции
    • количество и типы жильцы и уровень их активности
    • солнечная энергия.

    Приблизительное эмпирическое правило для определения потребностей в отоплении помещений:

    • В старых неизолированных домах используется объем помещения 65 Вт/м3
    • В новых хорошо изолированных домах используется объем помещения 5055 Вт/м3.

    Канальные системы тепловых насосов требуют тщательного проектирования. Они могут иметь потери тепловой энергии более 30%, если воздуховоды слишком длинные и / или имеют много изгибов, или проходят через неизолированные пространства, такие как чердаки. Большинство систем тепловых насосов не имеют системы подачи свежего воздуха, а только рециркулируют комнатный воздух. Требования к вентиляции должны регулироваться другими средствами.

    Дополнительная информация

     

    Обновлено: 1 февраля 2022 г.

    При какой температуре перестает работать тепловой насос?

    Новая технология теплового насоса готова к морозной зиме и может обогреть ваш дом с гораздо меньшими затратами электроэнергии, чем стандартный вариант отопления.

    В Sealed мы часто получаем одни и те же вопросы по тепловым насосам:

    Насколько хорошо работает тепловой насос в холодную погоду? Существуют ли тепловые насосы, работающие при температуре ниже нуля? При какой температуре тепловой насос неэффективен?

    Это отличные вопросы, а для тех из вас, кто торопится, мы сразу же ответим на самый важный:

    Вопреки распространенному мнению, воздушные тепловые насосы прекрасно работают зимой — даже в очень холодном климате.

    В настоящее время тепловые насосы являются лучшим вариантом отопления практически везде на планете. При температуре ниже 0° по Фаренгейту тепловые насосы все еще могут обогреть ваш дом более чем в 90 337 раз по сравнению с 90 338 эффективностью газового или стандартного электрического отопления (например, электрических печей и плинтусных обогревателей). Они были протестированы и одобрены на севере, вплоть до Полярного круга, и являются популярным вариантом в очень холодных странах, таких как Финляндия и Норвегия.

    Так что, если вы беспокоитесь о том, сможет ли тепловой насос обеспечить комфорт в вашем доме, не волнуйтесь.Новая технология теплового насоса готова к морозной зиме и может обогреть ваш дом с гораздо меньшими затратами электроэнергии, чем стандартный вариант отопления.

    1. Откуда мы знаем, что тепловые насосы справятся с вашей зимой
    2. Почему большинство людей (и многие компании HVAC) дезинформированы о тепловых насосах
    3. Почему новые тепловые насосы намного лучше зимой, чем старые модели
    4. Какая температура слишком холодно для теплового насоса
    5. Работают ли тепловые насосы без воздуховодов в холодную погоду

    Насколько хорошо работает тепловой насос в холодную погоду? Вот исследование.

    Тепловые насосы отлично работают в морозную погоду, но вам не нужно верить нам на слово.

    По данным Министерства энергетики США, технология тепловых насосов за последние годы стала настолько хороша, что стала отличным выбором для домов в холодных регионах. Фактически, поскольку тепловые насосы перемещают существующую тепловую энергию, а не производят новую тепловую энергию, они могут доставлять более чем в 3 раза больше тепловой энергии на количество потребляемой ими электроэнергии по сравнению с традиционными системами HVAC.

    Получите советы по максимально эффективному использованию систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в вашем доме, энергопотреблению и многому другому.

    Конечно, эффективность — это хорошо, но вы, вероятно, задаетесь вопросом: производят ли тепловые насосы достаточно тепла, чтобы обеспечить вам комфорт в очень холодный зимний день?

    Хороший вопрос. Чтобы ответить на него, давайте направимся на север (не волнуйтесь, это всего на минуту).

    В 2018 году группа исследователей из Центра энергетики и окружающей среды провела полевые испытания воздушных тепловых насосов в штате Миннесота, который может похвастаться одними из самых холодных и суровых зим в США.S. Исследователи хотели посмотреть, работают ли воздушные тепловые насосы в холодные зимы Миннесоты и экономит ли их использование энергию.

    Ответ был утвердительным — на оба вопроса. Мало того, что тепловые насосы эффективно обогревали испытательные дома в течение зимы, данные испытаний показали, что жители Миннесоты могут сократить потребление тепловой энергии на 35-50%, установив тепловые насосы.

    Это огромный запас эффективности, и это всего лишь еще одна часть данных в лавине доказательств того, что тепловые насосы работают в холодном климате.Тепловые насосы были испытаны далеко на севере, вплоть до Аляски, они работают при температурах значительно ниже точки замерзания, и использование тепловых насосов резко возрастает в районах с более холодным климатом. (Еще более приятные новости: в некоторых регионах есть программы, которые помогут вам получить тепловой насос без предоплаты.)

    Итак, если тепловые насосы так эффективны при низких температурах, почему так много людей думают, что тепловые насосы не будут работать в сильные морозы?

    Как у тепловых насосов возникла проблема с репутацией

    Технология теплового насоса уже готова к суровым зимам, но так было не всегда.Первая волна популярных тепловых насосов 1980-х годов хорошо работала при умеренных температурах, но плохо работала, когда температура опускалась ниже нуля. В результате большинство первых тепловых насосов устанавливались в районах с умеренным климатом, а сами тепловые насосы получили репутацию слабоватых при низких температурах.

    Эта репутация закрепилась. Вот почему в Интернете полно старой и неточной информации о том, как работают тепловые насосы в холодную погоду. И именно поэтому большинство людей думают, что тепловые насосы не согреют их дом.

    Короче? Как и многие из нас, тепловой насос до сих пор преследует неудачный выбор в 1980-х и 90-х годах.

    Но вот в чем дело: тепловые насосы стали намного лучше с тех пор, как они были изобретены, и новые модели более чем способны справиться с любыми зимними испытаниями, даже если у вас большой старый дом.

    Давайте посмотрим, почему.

    Во-первых, что такое тепловой насос и как он работает?

    Тепловой насос является полной заменой вашей системы ОВКВ — он может нагревать, охлаждать, очищать и осушать воздух, и все это требует гораздо меньшего количества энергии, чем традиционная система кондиционирования воздуха или отопления.

    Тепловой насос работает, перемещая тепловую энергию. Зимой он забирает тепло снаружи вашего дома и передает его внутрь вашего дома. Летом происходит обратный процесс — тепловая энергия перемещается изнутри вашего дома наружу.

    Поскольку для перемещения тепла требуется меньше топлива, чем для производства тепла, тепловой насос невероятно эффективен — он потребляет гораздо меньше энергии, чем стандартные системы отопления и охлаждения.

    Почему новые тепловые насосы намного лучше старых

    Хотя основной принцип работы теплового насоса не изменился, отдельные компоненты недавно были значительно модернизированы, и эти усовершенствования существенно изменили работу тепловых насосов зимой.

    Вот как улучшились тепловые насосы:

    Полностью переработанный компрессор.
    Это большое обновление.  

    Компрессор — это «сердце» теплового насоса: он обеспечивает циркуляцию хладагента, который перемещает тепловую энергию снаружи дома внутрь. И теперь новые компрессоры тепловых насосов   могут автоматически регулировать скорость и потребление энергии при изменении температуры . Они усердно работают, когда им нужно (например, в очень холодные дни), а затем сокращают свою работу, когда температура умеренная.

    (Другими словами, старые компрессоры тепловых насосов были похожи на вождение автомобиля с ручным переключением передач, тогда как новые компрессоры больше похожи на автоматические. )
    Эта технология компрессоров с регулируемой скоростью не была коммерчески доступна в тепловых насосах 10 лет назад. Теперь, когда это так, это , , который меняет правила игры, благодаря которому тепловые насосы фантастически работают при отрицательных температурах.

    Улучшенная конструкция катушки.
    В большинстве современных тепловых насосов (и во всех тепловых насосах, которые рекомендует компания Sealed) используются медные трубки с канавками.Поскольку новые рифленые трубы имеют большую площадь поверхности, чем старые гладкие трубы, тепловые насосы могут обмениваться теплом с внешней средой намного эффективнее, чем в прошлом.

    Эффективные вентиляторы .
    В тепловых насосах теперь используются улучшенные вентиляторы с регулируемой скоростью, и эти новые вентиляторы намного лучше справляются с типичными зимними проблемами (такими как забитые воздуховоды и грязные фильтры).*

    Улучшенные двигатели.
    В течение многих лет производители тепловых насосов искали способы улучшить работу своих двигателей.Это исследование действительно окупилось. Новые двигатели тепловых насосов отлично работают зимой, но при этом потребляют гораздо меньше электроэнергии, чем более распространенные системы отопления.

    Это много улучшенных технологий (мы могли бы продолжать). Но дело, в конечном счете, в том, что тепловой насос, который вы установите в этом месяце, существенно отличается от тепловых насосов, которые были доступны 15 лет назад. И этот новый, оптимизированный тепловой насос будет прекрасно работать при отрицательных температурах (особенно если ваш дом надлежащим образом герметизирован).

    Общие вопросы о тепловых насосах в холодную погоду

    Работают ли тепловые насосы при температуре ниже 20 градусов?
    Да, воздушные тепловые насосы работают при температуре ниже 20 — на самом деле они работают значительно ниже -10 ! Если вы беспокоитесь — или если вы живете в Антарктиде — вы можете получить тепловой насос с дополнительной системой отопления на случай чрезвычайных ситуаций (подавляющему большинству людей он никогда не понадобится).

    При какой температуре перестает работать тепловой насос?
    Если ваш дом надлежащим образом герметизирован и изолирован, воздушный тепловой насос может хорошо работать при температурах до -20*! Ниже этого уровня вам, вероятно, потребуется использовать дополнительное тепло (или подумать о переходе на геотермальный тепловой насос).

    Узнайте больше о различных типах тепловых насосов.

    Эффективны ли тепловые насосы в холодную погоду?
    Да! Последние исследования показывают, что тепловые насосы в 2-3 раза эффективнее при зимних температурах, чем газовые или электрические системы.

    Работают ли бесканальные тепловые насосы в холодную погоду?
    Да, тепловые насосы «мини-сплит» без воздуховодов отлично работают в холодную погоду. Они производят свежее, непрерывно циркулирующее тепло, которое нравится людям.(А мини-сплит-система обеспечивает точный контроль температуры в каждой комнате, так что вы можете выбрать именно тот уровень тепла, который вам нужен в каждой части вашего дома. )

    Работают ли тепловые насосы на северо-востоке США?
    Да, тепловой насос — идеальный выбор для ОВКВ на северо-востоке, включая Нью-Йорк, Нью-Джерси, Мэн и Массачусетс, потому что это единственная система климат-контроля, которая может все.

    В жаркие душные дни, когда все ваши соседи жалуются, тепловой насос поддерживает в вашем доме прохладу, сухость и ощущение свежести.А зимой тепловой насос сделает ваш дом теплым и уютным в самые холодные дни.

    Почему тепловые насосы — это обновление жизни

    Конечно, тепловые насосы создадут вам уют зимой, но это лишь одна из причин, по которой вам стоит задуматься об их приобретении. Вот почему так много людей любят тепловые насосы:

    Система отопления, вентиляции и кондиционирования «все в одном»
    Тепловой насос может заменить вашу систему охлаждения и отопления (плюс он также очищает и осушает воздух).

    Удивительный комфорт
    Поскольку ваш тепловой насос непрерывно циркулирует воздух, в вашем доме будет комфортно везде. (Больше неравномерных температурных пятен.)

    Безопасно и легко жить с
    Тепловые насосы очень тихие и не издают посторонних запахов, а также нет риска взрыва (всегда преимущество!).

    Гибкость
    Пока у вас есть электричество, у вас есть тепловой насос (даже если у вас нет воздуховодов).

    Зеленая и чистая энергия
    Тепловые насосы производят гораздо меньше углекислого газа, чем традиционные методы отопления. Это самые экологически чистые системы ОВКВ — лучше для нашей планеты, лучше для вас, лучше для будущих поколений.

    Узнайте больше о плюсах и минусах тепловых насосов в Полном руководстве по тепловым насосам.

    Короче говоря, тепловые насосы — это обновление жизни. А теперь, с Sealed, вы можете установить свой тепловой насос без предоплаты. Мы возьмем на себя первоначальные расходы, а затем вы будете постепенно возвращать их нам, исходя из энергии, сэкономленной в результате работы.

    Еще лучше: мы нанимаем профессионалов, следим за проектом, а затем на 100% выполняем свою работу. Если вы не экономите энергию, нам не платят.

    Если это звучит для вас интересно, позвоните по телефону 888-985-7481, чтобы поговорить со специалистом Sealed прямо сейчас. Нет никаких обязательств, и все очень дружелюбны. (Мы сообщим вам, если сможем вам помочь, а если нет, дадим лучшие советы для продвижения вперед.)

    поколений тепловых насосов | Повышение эффективности и технологии

    Какого поколения ваш тепловой насос?

    Мировые события и тенденции формируют поколения.То, что происходит в годы вашего становления, часто может изменить ваше поведение и ожидания во взрослой жизни. Скорее всего, если бы у вас был установлен тепловой насос в 2007 году, вы не ожидали бы, что он будет «умным». На самом деле модель 2007 года, возможно, не слишком отличалась от той, на которой вы выросли. Основной функцией теплового насоса было и остается обогрев и охлаждение внутренних помещений в вашем доме.

    Кем бы вы ни были — бэби-бумером (1946–1964 г. был изготовлен и установлен в iGeneration (с 1998 г. по настоящее время). 1 Тем не менее, тепловой насос, который был разработан и спроектирован в 2007 году, вероятно, не будет иметь такие же рабочие характеристики и характеристики, как насос, построенный в 2017 году!

    Поскольку все больше и больше домовладельцев ожидают, что новейшие инновационные технологии будут включены в новые продукты для их дома и личного пользования, производители систем отопления и охлаждения также реагируют.
     

    Эффективность тепловых насосов по поколениям

    К концу 1960-х годов, когда родились первые дети поколения X, в большинстве новых домов в Северной Америке был установлен центральный кондиционер. 2 Только во время нефтяного кризиса 1970-х годов тепловой насос стал более популярным выбором для отопления и охлаждения домов. 3 Тепловые насосы использовали единственное «топливо» электричество для обогрева и охлаждения дома.

    Многие представители поколения X были детьми во время нефтяного кризиса 70-х годов, свидетелями его последствий. До 1980 года многие тепловые насосы имели рейтинг сезонной энергоэффективности (SEER) 6 или меньше и коэффициент сезонной эффективности отопления (HSPF) ниже 5.Министерство энергетики США (DOE) повысило минимальный SEER тепловых насосов до 10 SEER/6,8 HSPF. Движение за энергосбережение было в полном разгаре, и стремление поколения X к более энергоэффективным продуктам было очевидным.

    К 2006 году средний миллениал учился в средней школе, и Министерство энергетики повысило минимальные требования SEER с 10 SEER/6,8 HSPF до 13 SEER/7,7 HSPF по всей стране. Эффективность для сохранения энергии и минимизации воздействия потребителей на окружающую среду, по-видимому, является приоритетной задачей.

    В 2015 году миллениалы стали крупнейшим сектором рабочей силы в США, и Министерство энергетики в очередной раз повысило минимальные требования SEER для тепловых насосов. Минимальный стандарт в настоящее время составляет 14 SEER/8,2 HSPF, но в будущем требования к эффективности жилых помещений, вероятно, будут расти. Уже предпринимаются попытки повысить текущий стандарт до 15 SEER к 2023 году.

    Итак, если ваш тепловой насос был установлен в iGeneration, его рейтинг эффективности может варьироваться от 10-14 SEER до 6.8-8.2 HSPF!


    Инновационные технологии и эффективность тепловых насосов

    Современные тепловые насосы сильно отличаются от ранних моделей 1970-х и 80-х годов. Инновационные технологии, созданные последними поколениями, сыграли большую роль в трансформации, эффективности, популярности и энергоэффективности этих систем отопления и охлаждения.

    Воздушные тепловые насосы, которые обычно используются для отопления и охлаждения домов в более мягком климате, теперь работают на север! Инновационные достижения в технологии тепловых насосов создали законную альтернативу для отопления в более холодных регионах, где температура опускается ниже нуля. 4 Миллениалы, выросшие в этих более холодных регионах, возможно, редко сталкивались с теплом от теплового насоса, потому что это был неудобный вариант. Однако сегодняшние тепловые насосы сейчас устанавливаются от Аляски до Флориды. 5

    Некоторые модели тепловых насосов теперь оснащены двигателями с регулируемой или двухскоростной скоростью на вентиляторах внутреннего блока (воздуходувки), наружных вентиляторах или на обоих. «Управление скоростью вращения этих вентиляторов позволяет поддерживать комфортную скорость движения воздуха, сводя к минимуму холодные сквозняки и максимально экономя электроэнергию.” 6 Дополнительные усовершенствования, в том числе хладагент, усовершенствованные средства управления и дополнительные механизмы, упрощающие установку, также повлияли на комфорт в помещении и затраты на электроэнергию, связанные с тепловыми насосами.

    Современные тепловые насосы, вероятно, отличаются от тепловых насосов ваших родителей!

    Насколько умен ваш тепловой насос?

     

    Как известно, технологии продуктов развиваются с головокружительной скоростью! Смартфон меняет поведение многих представителей поколения X и миллениалов, и даже некоторых бэби-бумеров. Всего несколько лет назад термина «умный дом» не существовало. Тем не менее, повышенная доступность и снижение стоимости умных продуктов вызвали бум на рынке умных домов. Технически подкованные домовладельцы все чаще ищут способы подключения этой технологии к своим домашним системам… и производители систем отопления и охлаждения обращают на это внимание.

    Инновационные термостаты или системы управления теперь предлагают широкий спектр функций управления и возможность подключения к вашему смартфону и Интернету. Это упрощает согласование работы теплового насоса с вашим образом жизни.Но, как показала история, текущие события диктуют будущие ожидания. Как будет выглядеть тепловой насос для детей, которые никогда не жили без смартфона? Распространятся ли их ожидания «нормальности» на домашнее отопление и охлаждение?

    По мере того, как технологии становятся все более интегрированными в оборудование для отопления и охлаждения, некоторые тепловые насосы могут сообщать об обновлениях состояния непосредственно домовладельцу или вашему дилеру HVAC. В будущем технический специалист или дилер сможет связаться с домовладельцем по поводу уведомления, прибыть к нему домой с нужными деталями и убедиться, что система HVAC обслуживается без того, чтобы домовладелец пошевелил пальцем или испытал дискомфорт. температура в их доме.

    Эта технология может обеспечить упреждающее обслуживание или планирование обслуживания, возможно, до того, как вы поймете, что это необходимо. Но прежде чем это станет стандартной функцией теплового насоса, потребители должны продемонстрировать свои ожидания. Как и в случае с предыдущими поколениями, события и тенденции сегодняшней молодежи могут повлиять на будущее поведение и продукты для отопления и охлаждения.

    1 Исследовательский центр Пью. Определения поколений. 8 мая 2015 г. http://www.pewresearch.org/fact-tank/2015/05/11/millennials-surpass-gen-xers-as-the-largest-generation-in-us-labor-force/ft_15- 05-11_тысячелетия определены/.28 июля 2017 г.
    2 Министерство энергетики. История кондиционеров. 20 июля 2015 г. https://www.energy.gov/articles/history-air-conditioning. 3 апреля 2017 г.
    3 Кормани, Чарльз. Идеальное решение и почему оно не работает. 19 января 2017 г. http://www.efficiencyfirstca.org/news/2017/01/19/perfect-solution-and-why-it-not-working. 30 июля 2017 г.
    4, 6 Системы тепловых насосов. нд .
    5 Ванесса Стивенс, Колин Крэйвен, Роббин Гарбер-Слахт.Воздушные тепловые насосы на юго-востоке Аляски. Фэрбенкс: Исследовательский центр жилья для холодного климата, 2013 г. http://www.cchrc.org/sites/default/files/docs/ASHP_final_0.pdf.


    Тепловые насосы. Рейтинги производительности и эффективности

    Для оценки производительности и эффективности тепловых насосов можно использовать несколько методов:

    COP — Коэффициент полезного действия выхода к сумме подводимой энергии
    для теплового насоса.

    КС могут быть выражены как

    COP = H H / H W (1) W (1)

    , где

    COP = коэффициент производительности

    H H = произведенное тепло (БТЕ/ч, Дж, кВтч)

    ч Вт = эквивалент потребляемой электроэнергии (БТЕ/ч, Дж, кВтч) = 3413 P Вт

    где 902

    w = потребляемая электрическая энергия (Вт)

    Если тепловой насос выдает 3 единицы тепла на каждую единицу подводимой энергии, COP равен 3 .

      • 1 кВт = 1000 Вт = 3413 BTU / H
    1 Пример — Тепловой насос КС
    Цикл охлаждения

    Тепловой насос Доставка 60000 BTU / H с общего электрического входа 9 кВт :

    COP = (60000 BTU / H) / (3413 (9 кВт))

    = 1.95

    = 1,95

    = 1.95

    Тепловой насос

    Тепловой насос Доставка 50000 BTU / H с общим входом 7 кВт :

    КПД = (50000 БТЕ/ч) / (3413 (7 кВт))

           = 2.1

    Максимальный COP

    Максимальная теоретическая эффективность для Отопление Процесс

    COP Отопление = T H / (T H — T C ) (1b)

    нагрев = коэффициент полезного действия – процесс нагрева

    T h = абсолютная температура на горячей стороне (K)

    T c = абсолютная температура на холодной стороне (K) максимальная

  • 5 4

    Теоретическая эффективность для охлаждения процесса

    COP охлаждение = T C / (T H — T C ) (1C)

    COP Охлаждение = Коэффициент производительности — охлаждение процесс

    Внимание! — эффективность процесса охлаждения или нагревания можно повысить за счет уменьшения разницы температур (T h — T c ) между горячей и холодной сторонами.

    Процесс нагрева с более низкой температурой нагрева, как это достигается в напольной системе с трубами, повышает эффективность по сравнению с системой с более высокой температурой нагрева, такой как панельная система отопления. Для процесса охлаждения наоборот — более низкая холодная температура повысит эффективность.

    Пример — Максимальная эффективность теплового насоса

    Тепловой насос воздух-воздух работает при температуре -5 o C на холодной стороне и температуре 40 o C на горячей стороне.Максимальный теоретический КПД можно рассчитать, используя (1b) как

    COP нагрев = (40 + 273) / ((40 + 273) — (-5 + 273))

    0 9 0            

    Типичное практическое значение для теплового насоса находится в диапазоне 2 — 4 .

    EER – Коэффициент энергоэффективности

    Коэффициент энергоэффективности – EER – это показатель эффективности охлаждения теплового насоса.

    EER может быть выражено как

    EER = H C / P W (2)

    где

    EER = Рейтинг энергоэффективности

    H C = Охлаждение тепло (БТЕ/ч)

    P Вт = электрическая мощность (Вт)

    Пример — EER

    Кондиционер или тепловой насос в режиме охлаждения потребляет 1000 Вт электроэнергии для производства 106 БТЕ22 /ч охлаждения. EER может быть рассчитан как

    EER = (10000 BTU / H) / (1000 Вт)

    = 10

    HSPF — Отопительный коэффициент производительности

    Коэффициент производительности нагревательства — HSPF — это мера общей тепловой эффективности теплового насоса в течение сезона.

    HSPF = H S /1000 P /1000 P /1000256 WS (3)

    , где

    H S S = Тепловое тепло ( БТЕ)

    P ws = электрическая мощность, потребляемая в течение сезона (кВтч)

    HSPF можно рассматривать как «средний» COP для всего отопительного сезона. Обычно 90 256 БТЕ 90 257 тепловой мощности сравнивают с ваттами входной электрической энергии. HSPF 6,8 можно сравнить со средним COP 2. HSPF в диапазоне 5-7 является приемлемым.

    Пример — коэффициент производительности теплового насоса в сезон отопления

    Для теплового насоса, поставившего 120 000 000 Btu в течение сезона при потреблении 15 000 кВтч , HSPF можно рассчитать как

    HSPF0 = (10000 Btu00) кВт·ч))

           = 8

    SEER – Сезонный коэффициент энергоэффективности

    Сезонный коэффициент энергоэффективности – это мера сезонной эффективности охлаждения теплового насоса или потребительской центральной системы кондиционирования воздуха.

    Для продажи в США SEER должен быть не ниже 13 . SEER выше 20 — очень эффективная система.

    Как определить эффективность теплового насоса

    Если вы ищете новый тепловой насос, эффективность, вероятно, является ключевым фактором в вашем поиске. Институт кондиционирования воздуха, отопления и охлаждения (AHRI) имеет универсальную систему ранжирования для нагревательных и охлаждающих устройств, которая помогает.

    Расшифровка и расшифровка

    Возможно, вы видели различные сокращения, такие как HSPF или SEER, но что они на самом деле означают? Итак, вот руководство по определению эффективности теплового насоса.

    Что такое HSPF?

    HSPF расшифровывается как Сезонный коэффициент производительности отопления. Этот рейтинг представляет собой количество произведенных единиц тепла (BTUs — британские тепловые единицы) на общее количество электроэнергии (ватт-часы), использованной в течение сезона. Вообще говоря, чем выше HSPF теплового насоса, тем он более эффективен.

    Программа US ENERGY STAR ® устанавливает минимальное значение HSPF, равное 8, для однокомпонентного оборудования, которое представляет собой традиционный блок нагрева и охлаждения.Для мини-сплит-конфигураций, также известных как системы без воздуховодов, минимальное значение HSPF составляет 8,2.

    Что такое ВИДЯЩАЯ?

    SEER означает Сезонный рейтинг энергоэффективности. По сути, это эквивалент HSPF, но для охлаждения. Рейтинг SEER системы определяется количеством мощности охлаждения (БТЕ), деленным на количество энергии (ватт-часы), используемой в течение одного сезона.

    Более высокий SEER означает более эффективный тепловой насос. Минимальный SEER, отвечающий требованиям ENERGY STAR, составляет 14 для однокомпонентного оборудования и 14.5 для мини сплит систем.

    Какой тепловой насос выбрать?

    Вообще говоря, если вы живете в более прохладном климате, HSPF должен иметь больший вес в вашем решении, чем SEER, поскольку вы, вероятно, будете чаще запускать систему с этой настройкой. Вы должны отдать предпочтение SEER по той же причине в более жарком климате.

    Однако важно отметить, что обе эти рейтинговые системы относятся к тепловому насосу, работающему в оптимальных условиях. Если тепловой насос не подходит для вашего дома в Мальборо, вы можете столкнуться со всевозможными проблемами.

    Слишком большой блок может сократить цикл, потенциально увеличивая ваш счет за электроэнергию на очень значительную сумму. Малогабаритный блок будет работать слишком долго, а это означает, что его компоненты могут быть перегружены, и он может потреблять больше электроэнергии, чем ожидалось.

    Лучший способ выбрать наиболее эффективный тепловой насос — записаться на консультацию на дому к одному из наших специалистов по отоплению и кондиционированию воздуха Chaves. Мы выполним необходимые расчеты тепловой нагрузки, чтобы определить, какие тепловые насосы будут идеально работать в вашем помещении в Массачусетсе.Из этих вариантов вы можете выбрать лучший, соответствующий вашим стандартам эффективности.

    Свяжитесь с нами, если вам нужен тепловой насос

    В Chaves Heating & Air Conditioning мы рады установить тепловые насосы в Мальборо, Массачусетс, и прилегающих регионах. Позвоните нам сегодня по телефону 978-562-5309 или запросите онлайн-обслуживание по любым вопросам, которые у вас есть о HSPF или SEER.

    Плюсы и минусы электрического теплового насоса

    Современные технологии дали нам несколько вариантов обогрева и охлаждения наших домов, и хотя газовые печи остаются наиболее популярными, многие домовладельцы предпочитают перейти на электрический тепловой насос.Этот тип системы отопления имеет ряд преимуществ, хотя и не лишен недостатков. Прежде чем сделать окончательный выбор в отношении того, как вы будете обогревать и охлаждать свой дом, мы рекомендуем взглянуть на плюсы и минусы электрического теплового насоса.

    Что такое электрический тепловой насос?

    Несмотря на название, электрические тепловые насосы используются не только для обогрева дома. Летом их можно использовать для охлаждения. Проще говоря, его функция заключается в перемещении тепла: либо приносить его в ваш дом, когда холодно, либо отводить тепло наружу, когда жарко.Электрический тепловой насос — это простая уникальная система, которая может выполнять эту работу, экономя ваши затраты на электроэнергию.

    В то время как многие электрические обогреватели преобразуют электроэнергию, питающую их, непосредственно в тепло, электрический тепловой насос не работает таким образом. Вместо этого он забирает тепло из воздуха или земли вокруг вашего дома и использует его для обогрева вашего дома. И он охлаждает, вытягивая теплый воздух из вашего дома, а не используя энергию для охлаждения воздуха снаружи.

    Плюсы и минусы

    Электрические тепловые насосы — это уникальный способ обогрева и охлаждения вашего дома, и они имеют ряд преимуществ.Тем не менее, есть несколько ограничений и недостатков, о которых вы также должны знать. Мы перечислили некоторые из них ниже.

    Pro: электрический тепловой насос — один из самых энергоэффективных способов обогрева или охлаждения вашего дома

    Поскольку более традиционные обогреватели, будь то газовые или электрические, работают путем преобразования источника энергии непосредственно в тепло, они известны своей неэффективностью. Большая часть этого электричества или газа просто теряется в виде отходов, увеличивая ваши счета за электроэнергию. Одним из ключевых преимуществ электрического теплового насоса является эффективность его работы; это сделает ваш дом комфортным, а ваши счета за электроэнергию снизятся.

    Против: первоначальная установка может быть дорогой

    Хотя наличие электрического теплового насоса, вероятно, сэкономит вам затраты на электроэнергию в долгосрочной перспективе, его установка не особенно дешева. Установка такого типа системы в вашем доме должна рассматриваться как инвестиция, и если у вас уже есть газовая печь или другой тип системы отопления, вас могут оттолкнуть затраты.

    Частично эти расходы можно компенсировать, найдя такую ​​компанию, как Entek, которая поможет вам сэкономить деньги на установке; однако установка электрического теплового насоса все еще может быть дорогим выбором.

    Pro: качество воздуха лучше с электрическим тепловым насосом

    В экстремальную погоду летом и зимой ваш обогреватель или кондиционер могут работать в два раза быстрее. Но вам также может понадобиться увлажнитель, работающий без перерыва, чтобы бороться с сухим воздухом. Точно так же летом вам может понадобиться осушитель воздуха для удаления лишней влаги из воздуха в вашем доме. Как слишком высокая, так и слишком низкая влажность могут сделать ваш дом неудобным местом.

    Одним из самых больших преимуществ электрического теплового насоса является контроль влажности; летом ваш тепловой насос без проблем осушает воздух.Точно так же тепловой насос не сушит воздух при обогреве, как это делают традиционные газовые обогреватели. Вам, вероятно, не понадобится использовать увлажнитель в зимнее время.

    Против: тепловые насосы, как правило, менее эффективны в экстремальных погодных условиях

    Поскольку ваш тепловой насос использует окружающее тепло воздуха и земли для обогрева вашего дома, он может быть менее эффективным во время экстремальных похолоданий, когда мало дополнительного тепла. Ваш электрический тепловой насос может в конечном итоге работать сверхурочно, если на улице очень холодно, поскольку он изо всех сил пытается найти необходимое тепло, чтобы поддерживать комфорт в вашем доме.

    Тем не менее, это действительно афера только в экстремальных условиях; если вы живете в более умеренном климате, это может не повлиять на вас. Однако, если вы живете в той части страны, где зимы бывают очень холодными, например, в Чикаго или Миннесоте, вам может понадобиться резервная система, чтобы взять на себя отопление вашего дома, когда тепловой насос не может этого сделать.

    Pro: электрические тепловые насосы работают бесшумно

    Некоторые системы отопления могут быть очень громкими, и, хотя они будут поддерживать в вашем доме достаточно тепла или прохлады, они будут нарушать ваш комфорт другими способами.Это не проблема с электрическим тепловым насосом; работает эффективно и бесшумно.

    Против: электрические тепловые насосы требуют большего обслуживания

    Электрические тепловые насосы требуют большего ухода и обслуживания, чтобы поддерживать их работу с максимальной эффективностью. Частично это связано с тем, что электрические тепловые насосы имеют больше рабочих механических частей, чем другие системы. Газовые печи требуют сравнительно небольшого ухода, хотя отчасти это связано с тем, что они используются значительно реже (всего несколько месяцев в году).

    Если вы решите установить электрический тепловой насос, вам понадобится заслуживающая доверия компания, которая выполнит для вас техническое обслуживание.

    Pro: электрические тепловые насосы безопаснее газовых

    Газовые печи в доме связаны с неотъемлемым требованием безопасности; вам всегда нужно быть в курсе возможности утечки газа или даже пожара или взрыва, которые могут произойти. Поскольку они не используют природный газ, электрические тепловые насосы не имеют этой проблемы и, как правило, более безопасны в вашем доме, чем газовые печи.

    Против: электрические тепловые насосы больше, чем другие системы

    Газовые печи обычно имеют только один относительно небольшой внутренний компонент для обогрева вашего дома; электрический тепловой насос должен иметь как внутренний, так и наружный компонент.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.