Тепловой насос устройство: Устройство и принцип работы теплового насоса ремонт теплового насоса

Содержание

Устройство и принцип работы теплового насоса ремонт теплового насоса

Как устроен тепловой насос и как он работает?

Теплонасос функционирует как холодильник, только наоборот. Холодильник переносит тепло изнутри во вне. Тепловой насос переносит тепло, накопленное в воздухе, почве, недрах или воде, в ваш дом.

Тепловой насос состоит из 4 основных агрегатов:

— испаритель,
— конденсатор,
— расширительный вентиль (разряжающий вентиль-дроссель, понижает давление),
— компрессор (повышает давление).

Эти агрегаты связаны замкнутым трубопроводом. В системе трубопровода циркулирует хладагент, который в одной части цикла представляет собой жидкость, а в другой — газ.

Точка кипения для разных жидкостей меняется посредством давления, чем выше давление, тем выше точка кипения. Вода закипает при нормальном давлении при температуре +100 °С. При повышении давления вдвое, температура кипения воды достигает +120 °С, а при уменьшении давления в 2 раза, вода закипает при +80 °С. Хладагент в тепловом насосе имеет ту же тенденцию — его температура кипения изменяется при изменении давления. Точка кипения хладагента лежит низко, приблизительно — 40 °С при атмосферном давлении, поэтому может использоваться даже с низкотемпературным тепловым источником.

Земные недра как глубинный теплоисточник

Земные недра являются бесплатным теплоисточником, поддерживающим одинаковую температуру круглый год. Использование тепла земных недр является экологически чистой, надежной и безопасной технологией обеспечивания теплом и горячим водоснабжением всех типов зданий, больших и малых, общественных и частных.Уровень капиталовложений достаточно высокий, но взамен Вы получите безопасную в работе, с минимальными требованиями к сервисному обслуживанию альтернативную обогревательную систему с максимально длительным сроком эксплуатации. Коэффициент преобразования тепла высок, достигает 3. Установка не требует много места и может быть внедрена на участке земли малой плошади. Объем восстановительных работ после бурения незначителен, влияние пробуренной скважины на окружающую среду минимально. На уровень грунтовых вод воздействие не оказывается, так как грунтовые воды не потребляются. Тепловая энергия переносится к конвекционной системе водяного отопления и применяется для горячего водоснабжения.

Грунтовое тепло — близкозалегающая энергия

В поверхностном слое земли накапливается тепло в течение лета. Использование этой энергии для обогрева целесообразно для зданий с высокими энергорасходами. Наибольшее количество энергии извлекается из почвы с большим содержанием влаги.

Грунтовый теплонасос

Тепло из почвы поставляется посредством пластикового шланга. Экологически чистая, морозостойкая жидкость циркулирует в шланговой системе и переносит тепло к тепловому насосу, где оно преобразуется в высокотемпературное тепло для обогрева и горячего водоснабжения.

Водные теплоисточникиСолнце нагревает воду в морях, озерах и других водных источниках. Солнечная энергия накапливается в воде и донных слоях. Редко температура снижается ниже +4 °С. Чем ближе к поверхности, тем температура больше варьируется в течение года, а в глубине — она относительно стабильна.

Тепловой насос с водным источником тепла

Шланг для передачи тепла укладывается на дне или в грунте дна, где температура еще немного выше, чем температура воды. Важно, чтобы шланг снабжался отягощающим грузом для предотвращения всплытия шланга на поверхность. Чем ниже он залегает, тем меньше риск повреждения. Водный источник как источник тепла очень эффективен для зданий с отно сительно высокими потребностями в теп лоэнергии.

Кроме вышеперечисленных источников теплонасосная установка может использовать тепловые сбросы самого жилья для отопления и горячего водоснабжения: сбросную воду, а также вентиляционные выбросы и дымовые газы. В последнем случае вытяжная система должна быть оборудована действующим вентиляционным агрегатом. Данная комбинация улучшает вентилирование дома и уменьшает проблемы с плесенью, сыростью, радоновой загазованностью.

”Бросовые” источники тепла

Кроме вышеперечисленных источников тепловой насос может использовать тепловые сбросы самого жилья для отопления и горячего водоснабжения: сбросную воду, а также вентиляционные выбросы и дымовые газы. В последнем случае вытяжная система должна быть оборудована действующим вентиляционным агрегатом. Данная комбинация улучшает вентилирование дома и уменьшает проблемы с плесенью, сыростью, радоновой загазованностью.

Экономическая эфективность теплового насоса

Коэффициент преобразования тепла

Эффективность определяется так называемым коэффициентом преобразования тепла или коэффициентом температурной трансформации, который представляет собой отношение количества энергии, генерируемой теплонасосом, к количеству энергии, затрачиваемой на процесс переноса тепла.

В большинстве случаев коэфициент температурной трансформации равен 3. Это означает, что тепловой насос поставляет в 3 раза больше энергии, чем потребляет. Другими словами, 2/3 получено «бесплатно» от теплоисточника. Чем выше энергопотребности Вашего жилища, тем больше вы экономите денежных средств.

Тепловые насосы наиболее эффективны в отопительных системах с низкотемпературными характеристиками, например, в системах напольного отопления.

При подборе теплонасоса к Вашей обогревательной системе невыгодно ориентировать мощностные показатели теплонасоса на максимальные требования к мощности (на покрытие энергорасходов в отопительном контуре в самый холодный день года).

Опыт показывает, что теплонасос должен генерировать около 50-70% от этого максимума, тепловой насос должен покрывать 70-90% (в зависимости от теплоисточника) от общей годовой потребности в энергии для отопления и горячеговодоснабжения. При низких внешних температурах теплонасос применяется с имеющимся в наличии котельным оборудованием или пиковым доводчиком, которым укомплектован тепловой насос.

Виды теплонасосов, применяемые в системе отопления в России

В нашей стране свое применение нашли следующие типы тепловых агрегатов:

1. Грунтовый теплонасос.

Земные недра являются неисчерпаемым и бесплатным теплоисточником, который поддерживает одинаковую температуру на протяжении целого года. Использование такого тепла – это надежная, экологически чистая и безопасная технология обеспечения теплом всех типов зданий. Конечно, уровень капиталовложений при установке такого насоса достаточно высокий, но при этом Вы получаете неприхотливую к сервисному обслуживанию обогревательную систему с длительным сроком эксплуатации. Установка насоса не требует много места, к тому же он может быть внедрен на земельном участке малой площади.

2. Водный теплонасос.

Солнце щедро нагревает воду в озерах, реках и морях. Чем ближе к поверхности, тем больше варьируется температура воды, а на глубине ее величина относительно стабильна.

Шланг насоса, предназначенный для передачи тепла, желательно установить в грунте дна, поскольку там температура еще выше. При этом важно снабдить шланг отягощающим грузом, во избежание его всплытия на поверхность. Такой источник тепла эффективен для обогрева зданий с относительно невысокими тепловыми потребностями.

3. «Бросовый» теплонасос.

Принцип работы теплового насоса может также основываться и на использовании тепловых сбросов жилья: вентиляционные выбросы, использованная вода, дымовые газы и пр. Такая технология устраняет проблемы с плесенью и радоновой загазованностью, улучшая при этом вентилирование дома. ремонт теплового насоса

Тепловые насосы: устройство, принцип действия и виды конструкций

Тепловой насос — это высокотехнологичное устройство, позволяющее использовать тепловую энергию грунта, воздуха и воды для обогрева дома и кондиционирования воздуха. Любая среда с температурой выше 1°С обладает определенным количеством тепловой энергии, которую при должной организации процесса можно эффективно использовать в быту и на производстве.

Потолочные обогреватели встраиваемые и не стандартные

Греющие накладки для предотвращения обледенения пешеходных зон

Встраиваемые потолочные нагреватели для подвесных потолков Армстронг

В России тепловые насосы пока не получили широкого распространения, хотя активно используется оборудование с аналогичным принципом действия — холодильники и кондиционеры. А вот в Швейцарии и других европейских странах отопление зданий с помощью геотермальных тепловых насосов — дело привычное.

Принцип действия и эффективность теплонасосов

Принцип работы такого оборудования базируется на общеизвестном цикле Карно. По сути, тепловой насос — это не что иное, как холодильник наоборот. И устройство, и даже внешний облик этих приспособлений схожи. Разница лишь в том, что холодильник морозит внутри и отдает тепло наружу, а тепловой насос напротив забирает тепло из почвы, воды или воздуха и поставляет его в дом. С его помощью 2/3 энергии, требуемой для отопления, можно получить из природы абсолютно бесплатно, а оставшуюся 1/3 — придется затратить на перекачку жидкости в насосе.

Практика использования тепловых насосов показывает, что их применением позволяет добиться 70% экономии средств, необходимых на обогрев дома, если сравнивать с обычным способом отопления. Устройство собирает тепловую энергию из окружающей среды и поставляет ее в дом, при этом затрачивая на работу 1 кВт энергии, вырабатывая — 3…4 кВт. Выгода очевидна! К тому же на базе данного приспособления можно не только наладить отопление и горячее водоснабжение в доме, но и обеспечить кондиционирование — нагрев и охлаждение воздуха в помещениях.

Устройство и суть работы теплонасоса

Внутренний контур устройства состоит из:

конденсатора;
испарителя;
капилляра;
сетевого компрессора;
управляющего терморегулятора;
хладагента.

Мы разобрались, что принцип действия теплового насоса заключатся в сборе низкопотенциальной тепловой энергии и передаче ее теплоносителю с более высокой температурой. По сути, происходит следующее:

в трубопровод, расположенный в грунте (воде, воздухе), поступает теплоноситель и подогревается;
попадая в теплообменник (испаритель), теплоноситель передает накопленную энергию на внутренний контур системы;
хладагент, нагреваясь в испарителе, преобразуется в газ, а затем, попадая в компрессор, сжимается под высоким давлением, при этом его температура повышается еще сильнее;
нагретый газ попадает в конденсатор и передает тепло теплоносителю отопительной системы;

после чего остуженный хладагент в жидком виде поступает обратно в систему.

Как видно, суть работы теплонасоса проста, при этом эффективность его использования высока.

Типы тепловых насосов

Нас окружают разные природные среды, поэтому существуют насосы, способные черпать тепловую энергию из разных источников. Различают несколько типов оборудования:

«грунт-вода»;
«вода-вода»;
«вода-воздух»;
«воздух-воздух»;

Каждая конструкция имеет свои уникальные особенности:

1. «Грунт-вода»

Получение тепловой энергии из грунта считается наиболее эффективным для данного вида альтернативного отопления. Уже в 5 метрах от поверхности земли температура почвы достаточно постоянна и практически не подвержена изменениям погоды. В насосе, работающем по принципу «грунт-вода», используются теплопроводящие зонды. Теплоносителем выступает специальная жидкость — рассол, имеющий экологически безопасный состав. Контур насоса выполняется из прочных пластиковых труб, которые могут быть размещены вертикально или горизонтально.

Вертикальное размещение предполагает использование скважин (50…150м) и специальных глубинных зондов, так как температура глубоко под землей всегда выше и устойчивее, чем на поверхности. Второй способ размещения контура рассчитан на горизонтальную закладку труб недалеко от поверхности, но на приличной площади (25…50 м²/1 кВт). При этом земля, отведенная под контур коллектора, становится непригодной для сельскохозяйственного использования. На этой площади можно лишь разбить газон или клумбу. Поэтому в большинстве случаев предпочтение отдается вертикальному контуру.

2. «Вода-вода»

Благодаря относительной стабильности температуры воды на большой глубине использование тепловых насосов данного типа весьма эффективно. Источником рассеянной тепловой энергии могут выступать открытые водоемы, грунтовые и промышленные сточные воды. Конструктивно насос «вода-вода» подобен устройству первого типа. Наименее затратным считается сооружение приспособления, черпающего энергию из открытого водоема. В таком случае трубы с теплоносителем, снабженные утяжелителем, просто погружаются в воду на необходимую глубину. Может потребоваться также организация водосборного колодца.

3. «Воздух-вода»

Несколько менее эффективный тип теплового насоса, чем первые два, но универсальный и простой в монтаже. Для его установки не потребуется производить сложные земляные работы, оборудование можно разместить прямо на крыше здания. Его преимуществом является возможность повторного использования тепла, покидающего обогреваемые помещения. Для компенсации недостатка мощности зимой обычно предусматривается альтернативное отопление.

4. «Воздух-воздух»

Победитель в соотношении «затраты-эффективность», так как не требует произведения сложных работ по созданию традиционной отопительной системы. Тепловой насос такого типа работает как перевернутый кондиционер: отбирает тепловую энергию у более холодного воздуха, еще больше понижая его температуру, а затем отдает ее в дом. Как бы абсурдно это не озвучило, но греть дом предлагается за счет холодного уличного воздуха.

Ведь, в действительности, даже очень холодный воздух обладает приличным запасом тепловой энергии.

Вариативность и высокая эффективность тепловых насосов привела к их быстрому распространению в развитых странах.

Читайте также:
Тепловые насосы: достоинства, недостатки и перспективы применения в России
Тепловой насос своими руками: особенности сборки системы, окупаемость

Большие настенно — потолочные нагреватели промышленные

Инфракрасные потолочные обогреватели для потолков любого типа под заказ

Принцип работы теплового насоса — KliimaMarket

Принцип работы теплового насоса очень продуман – тепловые насосы (воздушный тепловой насос, тепловой насос типа воздух-вода и геотермальный тепловой насос) используют для производства отопительной энергии или нагрева потребительской воды природную тепловую энергию.

Благодаря солнцу нас окружает большое количество тепловой энергии, накапливающейся в почве, воздухе и воде. Тепловые насосы используют в своей работе именно тепловую энергию, имеющуюся в природе. Принцип работы воздушного теплового насоса столь мало загрязняет окружающую среду, что его можно назвать одним из наиболее экологичных отопительных приборов.

Принцип работы воздушного теплового насоса

Принцип работы теплового насоса очень похож на принцип работы холодильника – если из холодильника выводится тепло, то тепловой насос доставляет тепловую энергию в помещение посредством хладагента (KliimaMarket предлагает тепловые насосы, работающие на экологичном хладагенте R32).

Для накопления тепловой энергии и ее преобразования в отопительную тепловой насос должен работать. Для этого устройство потребляет электроэнергию.

Принцип работы новейшего воздушного теплового насоса столь экономичен, что он может затрачивать на производство отопительной энергии до 80% меньше электроэнергии, чем электрический радиатор. Соотношение между средней тепловой энергией и электроэнергией демонстрирует отопительный фактор воздушного теплового насоса (COP).

Показатель COP теплового насоса составляет 3-5, демонстрируя, сколько тепловой энергии может произвести устройство при использовании 1 кВт⋅ч электроэнергии. У тепловых насосов всегда приводится КПД, отлично разъясняя принцип работы воздушного теплового насоса (экономичность).

Чем выше КПД теплового насоса, тем экономичнее он работает. Экологичный и энергоэффективный принцип работы может в несколько раз сократить Ваши расходы на отопление.

Тепловые насосы типа воздух-воздух сконструированы таким образом, что с их помощью можно отапливать только внутренние помещения. Принцип работы геотермального теплового насоса и теплового насоса типа воздух-вода отличается от традиционных воздушных тепловых насосов: они позволяют отапливать внутренние помещения и нагревать потребительскую воду.

Тепловой насос типа воздух-воздух станет идеальным дополнительным источником отопления для квартиры или деревянного дома, тепловой насос типа воздух-вода и геотермальный тепловой насос являются идеальными приборами основного отопления для более крупных домохозяйств.

Спросите у экспертов KliimaMarket – с нашей помощью Вы узнаете, по какому принципу работает воздушный тепловой насос, как выбрать лучший тепловой насос, а также ответы на многие другие распространенные вопросы.

Неперехваченное исключение

Тепловой насос воздух-воздух является эффективным и экономным. Он не требует предварительных сложных работ перед установкой в отличие от радиаторов водяного отопления. Сделать такой воздушный насос при желании можно самостоятельно. В нашей статье вы узнаете особенности данного устройства, а также все достоинства и недостатки.

Содержание:
1. Принцип работы теплового насоса воздух-воздух
2. Отличия теплового воздушного насоса от кондиционера
3. Как сделать насос самостоятельно
4. Выбор теплового насоса
5. Достоинства и недостатки
6. Устройство воздушной системы отопления
Принцип работы теплового насоса воздух-воздух
При минусовой температуре на улице можно нагреть воздух до комфортного уровня. И это возможно с тепловым насосом воздух-воздух. Самыми востребованными являются промышленные модели. Но главным недостатком является высокая цена оборудования. Тепловой насос собирает рассеянную тепловую энергию даже в большой мороз, затем концентрирует ее и нагревает теплоноситель.
Самым главным элементом устройства является хладагент. Он обладает низкой температурой испарения и кипения. Обычно применяют газ фреон, его также используют в кондиционерах и холодильниках. В теплонасосе хладагент собирает тепло, которое находится атмосфере и передает его в дом.

Отличия теплового воздушного насоса от кондиционера
Тепловой воздушный насос во многом схож с работой кондиционера, но имеет некоторые отличительные особенности. Рассмотрим их подробнее:
Главным преимуществом насоса над кондиционером является экономичность. Кондиционеры затрачивают на работу значительно больше электричества, а при переключении на режим обогрева расходы увеличиваются.

Тепловой насос имеет высокую производительность и максимально обогревает помещение. А некоторые виды могут охлаждать помещение. Но во время охлаждения эффективность работы насосов значительно уступает кондиционерам.

Область применения. Тепловые насосы используются для обогрева помещения в течения всего года. А некоторые модели могут охлаждать. Кондиционеры работают в качестве вентиляции и могут дополнительно обогревать помещение, но с учетом того что температура воздуха составляет более +5 С.

Как сделать насос самостоятельно
В состав воздушного насоса входит конденсатор, испаритель и компрессор. При изготовлении испарителя можно применить пластиковый бак. Целесообразнее приобрести бак объемом от 100 до 120 литров. Для циркулирования хладагента внутрь бак необходимо установить змеевик, который изготовлен из медной трубы. Для изготовления змеевика можно применить газовый баллон. На баллон наматывается труба, а для правильного шага между витками змеевика применяется алюминиевая перфорированная рейка. Также в пластиковом баке необходимо устроить отверстия для отвода и подачи воздуха. Для конденсатора необходимо установить еще один дополнительный змеевик. Изготовить его можно из металлического бака, который предварительно разрезают, а затем заваривают. А также не стоит забывать об установке медного змеевика для хладагента и устройстве отверстий для подачи и отвода воздуха в помещение.

Еще одним важным элементов теплового насоса является компрессор, но изготовить его самостоятельно очень трудно.
Поэтому чаще всего приобретают промышленные модели. Но можно использовать и компрессор с не рабочий сплит-системы. Мощности такого компрессора будет достаточно для теплового насоса воздух-воздух. После того как все необходимые элементы будут изготовлены следует их соединить между собой. Затем необходимо заправить насос хладагентом и подключить испаритель к системе по забору воздуха. Далее можно подключать конденсатор к отопительной системе дома. Заправить хладагент не очень легко, поэтому лучше воспользоваться услугами квалифицированного мастера. Он качественно выполнит работу и проверит работу устройства.
Выбор теплового насоса
Перед покупкой теплового воздушного насоса необходимо правильно произвести расчеты и выбрать станцию. Выбирая насос, следует обратить внимание на характеристики:

Фирма производителя;

Мощность устройства;

Способ подключения;

Стоимость насоса.

А также необходимо учесть дополнительные функции теплонасоса. Устройство может работать на охлаждение и нагрев и имеет разное количество функций. Некоторые производители выпускают тепловые насосы с встроенными емкостями для нагрева воды.
Достоинства и недостатки
Тепловой насос воздух-воздух имеет некоторые достоинства:
Насос производит тепловую энергию без использования жидкого и твердого топлива, газа и других видов топлива. А если вы установите солнечные панели, то тепловой насос сможет работать и вовсе без электричества.

Приобрести данное устройство не совсем дешево, но оно окупится уже через 3 года пользования. Срок службы насоса обычно составляет 30-50 лет, поэтому вы сможете сэкономить свои средства. В обслуживании по сравнению с электрическими котлами тепловой насос обходится в 3-5 раз дешевле.

При работе отсутствуют различные вредные выбросы, так как используются возобновляемые источники теплоэнергии.

Тепловой насос воздух-воздух имеет два недостатка:
Высокая стоимость теплового насоса, а также большие расходы на его устройство. По этой причине такое устройство не очень популярно.

Эффективность работы при низких температурах значительно уменьшается. Насос отлично работает при температуре от 15 до 25 С, но при более низких температурах снижается работоспособность оборудования.

Некоторые производители начали разработку тепловых насосов, которые смогут работать при температуре до -32 С, а также стараются сделать стоимость оборудования более доступной. Возможно, скоро у тепловых насосов не останется недостатков.
Устройство воздушной системы отопления
Для воздушного отопления лучше использовать тепловой насос, а не водяные дорогостоящие батареи. Применяя тепловой насос, теплый воздух будет распространяться в помещение через воздуховод, а значит, тепловые потери будут незначительными. При движении горячей воды потери тепла будут большими, поэтому тепловой насос выгоднее применять, нежели водяные радиаторы. Воздух, который нагрелся в теплообменники проходит через фильтр, а лишь потом поступает в систему воздуховодов. Поэтому в помещение будет не только тепло, но обмен воздуха будет правильным.
Для подачи теплого воздуха необходимо использовать мощный вентилятор. Воздуховод можно проложить вдоль стен, таким образом, воздух будет поступать из решеток, которые обычно размещают рядом с окнами. Для того чтобы установить такую воздушную систему необходимо приобрести: набор решеток, крепежные элементы, воздуховоды, алюминиевый армированный скотч, а также инструменты, которые понадобятся для работы с оцинкованной сталью.
Если вначале строительство дома вы уже определились с системой отопления и решили использовать воздушную систему отопления, то можно запроектировать воздуховоды в стенах или подвесном потолке. Таким образом, вся отопительная система будет скрыта и не испортит интерьер вашего дома.
Читайте также:
Тепловой насос земля-воздух. Устройство и принцип действия
Альтернативная энергетика во втором десятилетии 21 века стала по-настоящему доступной для индивидуальных потребителей. Уже сейчас повсеместно строятся энергоэффективные жилые дома, способные осуществлять автономное существование, в том числе и благодаря установке системы тепловых насосов земля-воздух, способных забирать энергию из окружающей среды. Подобные системы позволяют не только сокращать расходы на электроэнергию, тарифы на которую только увеличиваются, но и помогают сокращать выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.
Тепловые насосы могут работать в двух направлениях: «отбирать» тепло у воды, земли или воздуха для обогрева помещений или нагрева воды, или отдавать тепло в окружающую среду летом. Рассмотри основные компоненты системы геотермального насоса, который извлекает тепло из земли: конденсатор, испаритель, компрессор и расширительный клапан. Принцип работы геотермального насоса состоит в передачи энергии, полученной из земли, в испаритель, в котором происходит нагрев хладагента и передача его в систему. Теплообмен происходит между конденсатором и воздухом внутри комнаты посредствам вентилятора.
Геотермальный контур теплового насоса располагается в земле около жилого помещения с вертикальной или горизонтальной установкой контуров.
При установке труб теплового насоса, по которым циркулирует теплоноситель, стоит учитывать глубину промерзания грунта. Сложности в монтаже могут возникнуть в случае высокого уровня грунтовых вод в месте установки.
Выделим основные преимущества тепловых насосов:
1. Практически отсутствие затрат на эксплуатацию и проведение капитальных ремонтов после монтажа всего необходимого оборудования. Срок службы теплового насоса превышает 25 лет.
2. Системы тепловых насосов абсолютно безопасны для окружающей среды и жилых помещений ввиду отсутствия вредных и взрыво- пожароопасных веществ.
3. Возможность включения теплового насоса в систему автономного энергоснабжения с солнечными батареями и генераторами.
4. Малые габариты энергетического оборудования, устанавливаемого внутри помещений.
Возможность охлаждения воздуха.
Тепловой насос – реальная энергонезависимость
Недостатком, как и для остальных альтернативных систем энергоснабжения, является стоимость установки, включающая в себя работу по расчету всех необходимых контуров, укладке коллекторов и стоимость самого оборудования. При существующих ценах на оборудование и с учетом стоимости проектно-монтажных работ окупаемость теплового насоса составляет от 4 до 10 лет. Поэтому использовать только тепловой насос нецелесообразно, а перспективным решением считается комбинирование геотермального источника и теплового насоса.
Порядок вывода комментариев: По умолчаниюСначала новыеСначала старые
Устройство теплового насоса. / ППУ XXI ВЕК – Напыление ППУ
Содержание
Что такое тепловой насос? Как он работает?

Эксперименты.

Каково КПД теплового насоса? (Эксперимент 1)
Какова специфическая теплоемкость воды? (Эксперимент 2)
Что такое тепловой насос? Как он работает?
Почти в каждом доме есть прибор, работающий по принципу теплового насоса: холодильник. Менее известно, что тепловой насос можно использовать для отопления здания. Тепловой насос забирает необходимую тепловую энергию из воздуха или окружающей среды и накапливает ее в изолированном гидроаккумуляторе (двойной накопитель, смотри рисунок 2).
Теплая вода может быть использована для отопления дома, для работы душа или, например, стиральной машины. Назначение теплового насоса состоит в том, чтобы из окружающей среды температурой Т1 получить количество тепла Q и передать его другой среде, повысив температуру до Т2. Для этого требуется работа W, которую вырабатывает компрессор. Большим преимуществом теплового насоса в сравнении с традиционной системой отопления является высокий КПД: тепловой насос производит больше тепла, чем ему требуется для этого электричества.
Высокая первоначальная стоимость не позволила тепловому насосу занять лидирующую позицию в сфере систем отопления. Также его недостатком является то, что насос, начиная с определенной температуры воздуха и земли, работает недостаточно эффективно и, по меньшей мере, рабочее вещество (например, фреон), которое использовалось ранее, было сомнительно экологически чистым.
Тепловой насос состоит из четырех базовых элементов: испарителя, компрессора, конденсатора и дроссельного вентиля. Эти элементы соединены друг с другом закрытой системой трубопроводов.
В трубопроводе циркулирует рабочее вещество (чаще всего фреон или аммиак), которое понижает давление в дроссельном вентиле и таким образом распространяется. Поэтому дроссельный вентиль называют еще и расширительным клапаном. При этом расширении рабочее вещество охлаждается и поступает в испаритель. Там оно получает из окружающей среды (в нашем случае из водяной ванны) количество тепла Q, причем оно по большей части испаряется. Газ поступает в компрессор, где он сильно сжимается, что ведет к повышению температуры. В конденсаторе рабочее вещество передает полученное до этого количество тепла окружающей среде. (В нашем случае второй водной ванне). При этом температура падает, и газ снова конденсируется. Жидкое рабочее вещество поступает к дроссельному вентилю, и круговорот возобновляется.
2. Эксперименты.
2.1 Каков КПД теплового насоса? (Эксперимент 1) Описание построения и проведения:
В ведро наливается три литра воды;

Тепловой насос подключается к измерительному трансформатору;

К измерительному трансформатору подключаются вольтметр и амперметр;

Температура измеряется до начала эксплуатации теплового насоса и через десять минут после начала.

Напряжение и сила тока измеряются при помощи измерительного трансформатора. При этом следует обратить внимание на то, чтобы замещающая для силы тока замерялась пропорционально напряжению – измерительный прибор работает как вольтметр!
Принцип работы теплового насоса.
Отопление дома тепловым насосом.
Система отопления дома на основе теплового насоса – достойная альтернатива «классическим» системам отопления. Что такое тепловой насос и в чем его отличие от традиционных устройств?

На фото:

Технологии будущего
По-европейски. Отопление дома тепловым насосом с каждым годом получает всё большее распространение на Западе. Европейцы ценят его за экологичность, экономичность и безопасность. Кроме того, ставка на возобновляемые источники энергии – это модная тенденция. В нашей стране эти системы отопления редкость, а некоторые домовладельцы даже не подозревают об их существовании. Нет и достаточного числа грамотных специалистов, способных проектировать, монтировать и в дальнейшем обслуживать оборудование. Но ситуация постепенно меняется…
Принцип работы теплового насоса
Холодильник наоборот. Тепловой насос – это устройство для переноса энергии от теплодатчика с низкой температурой (окружающей среды) к теплоприемнику с высокой. Представьте себе холодильник, который не выводит тепло от теплых продуктов наружу, а наоборот, нагнетает из теплый воздух из помещения в холодильную камеру.
Объясняя на пальцах, если холодильник лишить испарительной камеры и «закопать»в холодную землю – мы получим тепловой насос. А если организовать омывание его стенок водой, то нагретая жидкость может подаваться в радиаторы отопления и обогревать дом.

На фото:

Принципиальная схема устройства теплового насоса. Источник тепла&nbsp– подземные воды.

Тепловой насос перекачивает низкопотенциальную тепловую энергию внешних источников в высокопотенциальное тепло для отопления дома. Затратив 1 кВт электроэнергии в приводе насоса, можно получить 3-4 кВт тепловой энергии. Существует три разновидности систем: земля-вода, вода-вода и воздух-вода.

На фото:

Внутреннее устройство насоса и компрессора.

На фото: насос F1245 от фабрики Nibe.

Достоинства тепловых насосов
Безопасность. В системах отопления на базе теплового насоса, в отличие от газового, твердотопливного или дизельного водогрейного котла, не происходит сжигания топлива. А нет горения – нет и опасности возникновения пожара. Не нужно иметь запас горючего, которое может воспламениться по той или иной причине. Потребляемая электрическая мощность оборудования невелика – по сравнению с той, что необходима для работы компрессора, испарителя, циркуляционных насосов и автоматики управления. Поэтому вероятность поражения электрическим током весьма мала. Однако установка устройства защитного отключения в цепи питания теплового насоса – в соответствии с рекомендациями производителей – все равно будет не лишней.
Экологичность. Используя естественные возобновляемые источники тепловой энергии, агрегат не наносит ущерба природе, так как нет выброса продуктов сгорания топлива в атмосферу. В этом его большое преимущество по сравнению, например, с дизельным или твердотопливным котлом.
Экономичность. Большую долю расходов на отопление обычно составляют затраты на покупку горючего – будь то газ, солярка или твердое топливо. При использовании теплового насоса эту статью расходов можно исключить: нуждаясь лишь в малом количестве электроэнергии (чуть большем, чем бытовой холодильник), он является наиболее дешевым в эксплуатации. Но изначальные затраты на установку системы отопления очень велики. Об этом – в следующей статье: «Недостатки тепловых насосов»).

В статье использованы изображения vaillant.com, nibe.eu, rosteplocom.ru
Системы тепловых насосов | Министерство энергетики
Ряд нововведений улучшают производительность тепловых насосов.
В отличие от стандартных компрессоров, которые могут работать только на полную мощность, двухскоростные компрессоры позволяют тепловым насосам работать близко к тепловой или охлаждающей способности, необходимой при любой конкретной температуре наружного воздуха, экономя энергию за счет сокращения операций включения / выключения и износа компрессора. Двухскоростные тепловые насосы также хорошо работают с системами зонального регулирования. В системах зонального контроля, которые часто встречаются в больших домах, используются автоматические заслонки, позволяющие тепловому насосу поддерживать разные температуры в разных комнатах.
Некоторые модели тепловых насосов оснащены двигателями с регулируемой скоростью или двухскоростными двигателями на своих внутренних вентиляторах (нагнетателях), наружных вентиляторах или обоих. Регулируемые скорости этих вентиляторов пытаются поддерживать движение воздуха с комфортной скоростью, сводя к минимуму сквозняки и максимизируя экономию электроэнергии. Это также сводит к минимуму шум от нагнетателя, работающего на полной скорости.
Некоторые высокоэффективные тепловые насосы оснащены пароохладителем , который утилизирует отработанное тепло из режима охлаждения теплового насоса и использует его для нагрева воды.Тепловой насос с пароохладителем может нагревать воду в 2–3 раза эффективнее, чем обычный электрический водонагреватель.
Еще одним достижением в технологии тепловых насосов является спиральный компрессор , который состоит из двух спиральных спиралей. Один остается неподвижным, в то время как другой вращается вокруг него, сжимая хладагент, направляя его во все более мелкие области. По сравнению с обычными поршневыми компрессорами спиральные компрессоры имеют более длительный срок службы и работают тише.По некоторым данным, тепловые насосы со спиральными компрессорами обеспечивают более теплый воздух на 10–15 ° F (5,6–8,3 ° C) в режиме обогрева по сравнению с существующими тепловыми насосами с поршневыми компрессорами.
Хотя большинство тепловых насосов используют электрические резистивные нагреватели в качестве резерва в холодную погоду, тепловые насосы также могут быть оборудованы в сочетании с газовой печью, иногда называемой двухтопливной или гибридной системой, в дополнение к тепловому насосу. Это помогает решить проблему менее эффективной работы теплового насоса при низких температурах и снижает потребление электроэнергии. Есть несколько производителей тепловых насосов, которые объединяют оба типа тепла в одном корпусе, поэтому эти конфигурации часто представляют собой две меньшие по размеру, расположенные бок о бок стандартные системы, использующие один и тот же воздуховод.
По сравнению с топкой, работающей на горящем топливе, или обычным тепловым насосом, этот тип системы также может быть более экономичным. Фактическая экономия энергии зависит от относительной стоимости топлива для сжигания по сравнению с электричеством.
Геотермальные тепловые насосы | Министерство энергетики
Геотермальные тепловые насосы (GHP), иногда называемые GeoExchange, земные, наземные или водные тепловые насосы, используются с конца 1940-х годов.В качестве обменной среды они используют относительно постоянную температуру земли, а не температуру наружного воздуха.
Хотя во многих частях страны наблюдаются сезонные экстремальные температуры — от палящей жары летом до минусовых морозов зимой — в нескольких футах ниже поверхности земли температура земли остается относительно постоянной. В зависимости от широты температура земли колеблется от 45 ° F (7 ° C) до 75 ° F (21 ° C). Как и в пещере, эта температура земли теплее воздуха над ней зимой и прохладнее воздуха летом.GHP использует преимущества этих более благоприятных температур, чтобы стать высокоэффективным за счет обмена теплом с землей через наземный теплообменник.
Как и любой тепловой насос, геотермальные тепловые насосы и тепловые насосы с водным источником могут обогревать, охлаждать и, если таковые имеются, снабжать дом горячей водой. Некоторые модели геотермальных систем доступны с двухскоростными компрессорами и регулируемыми вентиляторами для большего комфорта и экономии энергии. По сравнению с воздушными тепловыми насосами они тише, служат дольше, не требуют особого обслуживания и не зависят от температуры наружного воздуха.
Тепловой насос с двумя источниками энергии объединяет тепловой насос с воздушным источником тепла и геотермальный тепловой насос. Эти устройства сочетают в себе лучшее из обеих систем. Тепловые насосы с двойным источником имеют более высокие показатели эффективности, чем агрегаты с воздушным источником, но не так эффективны, как геотермальные агрегаты. Основное преимущество систем с двумя источниками энергии состоит в том, что они стоят намного дешевле в установке, чем одиночная геотермальная установка, и работают почти так же хорошо.
Даже несмотря на то, что стоимость установки геотермальной системы может в несколько раз превышать стоимость установки воздушной системы той же мощности нагрева и охлаждения, дополнительные затраты могут окупиться за счет экономии энергии через 5-10 лет, в зависимости от стоимости энергии. и доступные стимулы в вашем районе.Срок службы системы оценивается до 24 лет для внутренних компонентов и более 50 лет для контура заземления. Ежегодно в США устанавливается около 50 000 геотермальных тепловых насосов. Для получения дополнительной информации посетите Международную ассоциацию наземных тепловых насосов.
Воздушные тепловые насосы | Министерство энергетики
Каждый тепловой насос для жилых помещений, продаваемый в этой стране, имеет этикетку EnergyGuide, на которой отображаются показатели эффективности нагрева и охлаждения теплового насоса в сравнении с другими доступными марками и моделями.
Эффективность отопления для электрических тепловых насосов с воздушным тепловым насосом указывается коэффициентом производительности отопительного сезона (HSPF), который является мерой за средний отопительный сезон общего количества тепла, подаваемого в кондиционируемое пространство, выраженного в британских тепловых единицах, деленного на общее количество электричества. энергия, потребляемая системой теплового насоса, выраженная в ватт-часах.
Эффективность охлаждения указывается сезонным коэффициентом энергоэффективности (SEER), который является мерой за средний сезон охлаждения общего количества тепла, удаленного из кондиционируемого помещения, выраженного в британских тепловых единицах, деленного на общую электрическую энергию, потребляемую тепловым насосом. выражается в ватт-часах.
В целом, чем выше HSPF и SEER, тем выше стоимость единицы. Однако экономия энергии может несколько раз вернуть более высокие первоначальные вложения в течение срока службы теплового насоса. Новый центральный тепловой насос, заменяющий старый агрегат, будет потреблять гораздо меньше энергии, что существенно снизит затраты на кондиционирование и отопление.
Чтобы выбрать электрический тепловой насос с воздушным источником, обратите внимание на этикетку ENERGY STAR®. В более теплом климате SEER более важен, чем HSPF. В более холодном климате сосредоточьтесь на получении максимально возможного HSPF.
Это еще несколько факторов, которые следует учитывать при выборе и установке тепловых насосов с воздушным источником:
Выберите тепловой насос с контролем размораживания по запросу. Это сведет к минимуму циклы оттаивания, тем самым уменьшив потребление дополнительной энергии и энергии теплового насоса.
Вентиляторы и компрессоры шумят. Разместите наружный блок подальше от окон и соседних зданий и выберите тепловой насос с более низким уровнем шума снаружи (децибелы). Вы также можете уменьшить этот шум, установив устройство на звукопоглощающей основе.
Расположение наружного блока может повлиять на его эффективность. Наружные блоки должны быть защищены от сильного ветра, который может вызвать проблемы с размораживанием. Вы можете стратегически разместить куст или забор с наветренной стороны катушек, чтобы защитить устройство от сильного ветра.
Как работает тепловой насос | Как работают тепловые насосы
Основные сведения о тепловом насосе
Один очень важный момент, который следует понимать, отвечая на вопрос «как работают тепловые насосы?» заключается в том, что тепловые насосы не производят тепло — они перемещают тепло из одного места в другое.Печь создает тепло, которое распространяется по всему дому, но тепловой насос поглощает тепловую энергию из наружного воздуха (даже при низких температурах) и передает ее воздуху в помещении. В режиме охлаждения тепловой насос и кондиционер функционально идентичны, они поглощают тепло из воздуха в помещении и отводят его через наружный блок. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о тепловых насосах и кондиционерах.
При рассмотрении того, какой тип системы лучше всего подходит для вашего дома, следует учитывать несколько важных факторов, включая размер дома и местный климат.У местного дилера Carrier есть опыт, чтобы должным образом оценить ваши конкретные потребности и помочь вам принять правильное решение.
Важные компоненты системы теплового насоса
Типичная система теплового насоса с источником воздуха состоит из двух основных компонентов: наружного блока (который выглядит так же, как наружный блок сплит-системы кондиционирования воздуха) и внутреннего блока обработки воздуха. Как внутренний, так и внешний блок содержат различные важные компоненты.
Наружный блок
Наружный блок содержит змеевик и вентилятор.Змеевик работает либо как конденсатор (в режиме охлаждения), либо как испаритель (в режиме нагрева). Вентилятор обдувает змеевик наружным воздухом для облегчения теплообмена.
Внутренний блок
Как и наружный блок, внутренний блок, обычно называемый блоком обработки воздуха, содержит змеевик и вентилятор. Змеевик действует как испаритель (в режиме охлаждения) или конденсатор (в режиме нагрева). Вентилятор отвечает за перемещение воздуха через змеевик и воздуховоды в доме.
Хладагент
Хладагент — это вещество, которое поглощает и отводит тепло, циркулируя в системе теплового насоса.
Компрессор
Компрессор нагнетает хладагент и перемещает его по системе.
Реверсивный клапан
Часть системы теплового насоса, которая меняет направление потока хладагента, позволяя системе работать в противоположном направлении и переключаться между нагревом и охлаждением.
Расширительный клапан
Расширительный клапан действует как дозирующее устройство, регулируя поток хладагента при его прохождении через систему, что позволяет снизить давление и температуру хладагента.
Как работает тепловой насос — режим охлаждения
Одна из наиболее важных вещей, которые нужно понять о работе теплового насоса и процессе передачи тепла, заключается в том, что тепловая энергия естественным образом стремится переместиться в области с более низкими температурами и меньшим давлением. Тепловые насосы полагаются на это физическое свойство, позволяя теплу контактировать с более прохладной средой с более низким давлением, чтобы тепло могло передаваться естественным образом. Так работает тепловой насос.
Тепловой насос в режиме охлаждения.
Шаг 1
Жидкий хладагент перекачивается через расширительное устройство на внутреннем змеевике, которое функционирует как испаритель.Воздух из помещения проходит через змеевики, где тепловая энергия поглощается хладагентом. Получающийся в результате холодный воздух обдувается воздуховодами дома. Процесс поглощения тепловой энергии привел к тому, что жидкий хладагент нагрелся и испарился в газообразную форму.
Шаг 2
Теперь газообразный хладагент проходит через компрессор, который сжимает газ. В процессе сжатия газа он нагревается (физическое свойство сжатых газов). Горячий хладагент под давлением проходит через систему к змеевику наружного блока.
Шаг 3
Вентилятор наружного блока перемещает наружный воздух через змеевики, которые служат змеевиками конденсатора в режиме охлаждения. Поскольку воздух снаружи дома холоднее, чем горячий сжатый газовый хладагент в змеевике, тепло передается от хладагента к наружному воздуху. Во время этого процесса хладагент снова конденсируется до жидкого состояния при охлаждении. Теплый жидкий хладагент перекачивается через систему к расширительному клапану внутренних блоков.
Шаг 4
Расширительный клапан снижает давление теплого жидкого хладагента, что значительно его охлаждает.В этот момент хладагент находится в холодном жидком состоянии и готов к перекачке обратно в змеевик испарителя внутреннего блока, чтобы снова начать цикл.
Как работает тепловой насос — режим отопления
Тепловой насос в режиме обогрева работает так же, как и в режиме охлаждения, за исключением того, что поток хладагента реверсируется с помощью реверсивного клапана, названного так удачно. Реверсирование потока означает, что источником тепла становится наружный воздух (даже при низкой температуре наружного воздуха), а тепловая энергия выделяется внутри дома. Внешний змеевик теперь выполняет функцию испарителя, а внутренний змеевик выполняет роль конденсатора.
Физика процесса такая же. Тепловая энергия поглощается в наружном блоке холодным жидким хладагентом, превращая его в холодный газ. Затем к холодному газу прикладывают давление, превращая его в горячий газ. Горячий газ охлаждается во внутреннем блоке за счет прохождения воздуха, нагрева воздуха и конденсации газа до теплой жидкости. Теплая жидкость сбрасывается под давлением, когда она входит в наружный блок, превращая ее в охлаждающую жидкость и возобновляя цикл.
Как работает тепловой насос — Обзор
Тепловой насос — это универсальная и эффективная система охлаждения и обогрева. Благодаря реверсивному клапану тепловой насос может изменять поток хладагента и либо обогревать, либо охлаждать дом. Воздух обдувается змеевиком испарителя, передавая тепловую энергию от воздуха хладагенту. Эта тепловая энергия циркулирует в хладагенте в змеевике конденсатора, где она высвобождается, когда вентилятор продувает воздух через змеевик. Благодаря этому процессу тепло перекачивается из одного места в другое.
Местный эксперт Carrier HVAC может помочь оценить ваши потребности в отоплении и охлаждении и порекомендовать подходящую систему теплового насоса.
Как работают тепловые насосы | HowStuffWorks
Если вы регулярно пользуетесь тепловым насосом, вам следует менять фильтр примерно раз в месяц. Вам, вероятно, удастся заменить фильтр только один раз в три месяца, если вы будете запускать устройство только периодически. Содержите вентиляторы и змеевики в чистоте и без мусора, а ваш тепловой насос должен проверять профессионал раз в год или два.
Общие проблемы с тепловыми насосами включают слабый воздушный поток, негерметичные или шумные воздуховоды, проблемы с температурой, использование неправильной заправки хладагента, дребезжание, скрип и скрежет. Если можете, постарайтесь определить место возникновения проблемы. Слабый воздушный поток выходит из одного регистра или все регистры имеют низкий воздушный поток? Неприятный шум исходит из воздуховодов или внутри самого теплового насоса?
Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы определить и, возможно, решить проблему теплового насоса, прежде чем обращаться за профессиональной помощью. Во-первых, если устройство не работает, попробуйте перезагрузить его двигатель. Проверьте систему зажигания насоса на наличие проблем и убедитесь, что у вас нет сработавшего прерывателя цепи или перегоревшего предохранителя. Проверьте термостат, чтобы убедиться, что он работает правильно. Замените фильтр, если он грязный, и убедитесь, что нет препятствий для воздушного потока. Если воздуховоды издают шум при расширении и сжатии, вы можете попробовать сделать вмятину на боковой стороне воздуховода, чтобы сделать поверхность более жесткой. Погремушки можно устранить, закрепив незакрепленные детали, и если вы слышите скрип внутри устройства, вам может потребоваться заменить или отрегулировать ремень вентилятора, соединяющий двигатель и вентилятор.Скрежетание может указывать на износ подшипников двигателя, для устранения которого потребуется помощь профессионала.
Имейте в виду, что если у вас нет склонности к механике, вам, вероятно, не следует пытаться выполнять такого рода ремонтные работы. А поскольку тепловые насосы могут содержать опасные материалы, это еще одна веская причина для получения профессиональной помощи. Утечка химического вещества — плохая новость, и вы можете легко пораниться, взяв сломанное устройство.
Тепловой насос должен прослужить от 10 до 30 лет, а геотермальные установки — лидеры по долговечности.Фактически, некоторые компоненты геотермальных тепловых насосов могут служить даже дольше. Имейте в виду, что технология может измениться до того, как ваш тепловой насос выйдет из строя, поэтому вы можете обнаружить, что срок службы вашего теплового насоса превышает возможности технического специалиста по его обслуживанию. Новые технологии могут сделать тепловые насосы более безопасными или эффективными, поэтому вы можете следить за новыми видами тепловых насосов.
Чтобы узнать больше о тепловых насосах, воспользуйтесь ссылками на следующей странице для получения дополнительной информации.
Первоначально опубликовано: 13 мая 2009 г.
Тепловой насос — образование в области энергетики
Рис. 1. Наружные компоненты теплового насоса для жилого дома.^[1]
A Тепловой насос — это устройство, которое забирает энергию из воздуха с целью обогрева или охлаждения помещения. Этот процесс известен как кондиционирование пространства. ^[2] Тепловые насосы работают как тепловая машина в обратном направлении, поскольку они работают от источника электричества, перемещая тепло из холодного места в теплое. Казалось бы, это нарушило бы Второй закон термодинамики, но основная причина, по которой это не так, заключается в том, что эта теплопередача не является спонтанной ; для этого требуется вложенная энергия.Для отопления дома тепловой насос извлекает тепло из наружного воздуха, еще больше нагревает теплый воздух и передает его в помещение. При домашнем охлаждении тепловой насос меняет этот процесс, и тепло извлекается из воздуха в помещении и выводится наружу, как в холодильнике или кондиционере, тем самым охлаждая внутренний воздух. ^[2]
Операция
Цикл нагрева
Цикл нагрева теплового насоса работает, забирая тепло из воздуха снаружи, нагревая его дальше и используя этот теплый воздух для нагрева воздуха в помещении.Это делается следующим образом: ^[2]
Жидкий хладагент поглощает тепло в «испарителе» наружного воздуха, превращаясь в газ.
Хладагент проходит через «компрессор», который повышает давление газа, повышая его температуру.
Горячий газ проходит через «змеевики конденсатора» внутри обогреваемого помещения, и, поскольку он имеет более высокую температуру, чем это пространство, передает тепло в комнату и снова конденсируется в жидкость.
Жидкость, наконец, течет обратно через клапан, который снижает ее давление, чтобы охладить ее и повторить цикл.
Это можно визуализировать на рисунке ниже.
Рисунок 2: Процесс и части, участвующие в цикле нагрева. ^[3]
Цикл охлаждения
Цикл охлаждения теплового насоса используется для охлаждения помещения путем отвода тепла от него и отвода его в другое место, обычно на улицу для кондиционирования воздуха или в комнату для холодильника. Для этого «испаритель» и «змеевики конденсатора» меняются ролями, и поток хладагента меняется на противоположный: ^[2]
Холодный хладагент поглощает тепло из более горячего помещения в испарителе, поэтому помещение охлаждается.
Затем его пропускают через компрессор для повышения его температуры.
Он проходит через змеевики конденсатора и передает это тепло наружному воздуху.
Затем он расширяется, чтобы снизить давление, и охлаждается до температуры ниже комнатной, чтобы повторить цикл.
Этот процесс можно визуализировать на рисунке 3.
Рисунок 3: Цикл охлаждения теплового насоса. ^[3]
Коэффициент полезного действия
основная статья
Производительность теплового насоса выражается отношением теплопроизводительности к работе, необходимой для ввода. По сути, эта величина показывает, сколько охлаждения или обогрева делается на доллар (электричество в конце концов не бесплатное). Этот коэффициент известен как коэффициент полезного действия (K), представленный уравнением: ^[2]
[math] K = \ frac {heat} {электричество} [/ math]
Итак, для отопления этот коэффициент равен:
[математика] K = \ frac {Q_H} {W_ {in}} [/ математика]
, а для охлаждения это:
[math] K = \ frac {Q_C} {W_ {in}} [/ math]
где:
[math] Q_H [/ math] — количество тепла, подводимого к комнате для ее обогрева.
[math] Q_C [/ math] — тепло, излучаемое из комнаты для охлаждения.
[math] W_ {in} [/ math] — это затраченная работа в виде электричества.
Чем выше значение этого коэффициента, тем лучше тепловой насос передает тепло, поскольку для выработки определенного количества тепла требуется меньше работы. перечислить.Однако существует предел, установленный законами энтропии и вторым началом термодинамики.
Кондиционер
основная статья
Кондиционирование воздуха (A / C) — это система, которая работает на тех же основных принципах, что и тепловые насосы, хотя для них требуются некоторые другие компоненты. ^[4] Кондиционеры не так универсальны, как тепловые насосы, потому что они выполняют только функцию охлаждения. Однако во многих случаях они имеют более практическое применение, поскольку некоторые места на Земле не требуют обогрева.Они работают, по сути, выполняя тот же цикл охлаждения, что и тепловые насосы.
Ссылки
↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Heat_Pump.jpg
↑ ^2,0 ^2,1 ^2,2 ^2,3 ^2,4 Р. А. Хинрихс и М. Кляйнбах, «Энергосбережение в домашних условиях и контроль теплопередачи», в Энергия: ее использование и окружающая среда , 4-е изд. Торонто, Онтарио. Канада: Томсон Брукс / Коул, 2006, гл.5, sec.G, стр.149-153
↑ ^3,0 ^3,1 Адаптировано из Энергия: ее использование и окружающая среда Р. Хинрихса и М. Кляйнбаха.
↑ Consumer Energy Center, Системы центрального отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) [Online], Доступно: http://www. consumerenergycenter.org/residential/heating_cooling/heating_cooling.html
Узнайте о тепловом насосе | Trane
Тепловой насос, как часть системы центрального отопления и охлаждения, использует наружный воздух как для обогрева дома зимой, так и для его охлаждения летом.
Технически тепловой насос — это холодильная система с механическим компрессионным циклом, которая может быть обращена либо для нагрева, либо для охлаждения контролируемого помещения. Подумайте о тепловом насосе как о теплоносителе, постоянно перемещающем теплый воздух из одного места в другое, туда, где он нужен или не нужен, в зависимости от сезона. Даже в слишком холодном воздухе присутствует тепловая энергия. Когда на улице холодно, тепловой насос отбирает имеющееся снаружи тепло и передает его внутрь.Когда на улице тепло, он меняет направление и действует как кондиционер, отводя тепло из вашего дома.
Обратите внимание, что тепловые насосы лучше всего подходят для умеренного климата, а для более низких температур может потребоваться дополнительный источник тепла. В качестве круглогодичного решения для домашнего комфорта тепловые насосы Trane могут стать ключевой частью вашей согласованной системы. Независимый дилер Trane может помочь вам решить, подходит ли вам система с тепловым насосом.
Тепловой насос состоит из двух основных компонентов: внутреннего блока обработки воздуха и наружного блока, аналогичного центральному кондиционеру, но называемого тепловым насосом.Наружный блок содержит компрессор, который циркулирует хладагент, который поглощает и отводит тепло при перемещении между внутренним и наружным блоками.
Тепловые насосы и кондиционеры используют ту же технологию для охлаждения вашего дома. У них одинаковые энергоэффективные функции. За исключением нескольких небольших технических отличий, тепловые насосы и кондиционеры охлаждают ваш дом одинаково, без реальной разницы в качестве комфорта, энергоэффективности или затратах на электроэнергию.
Основное различие между тепловыми насосами и кондиционерами заключается в том, что тепловой насос также может обогревать ваш дом, а кондиционер — нет.Кондиционер должен быть соединен с печью, чтобы в доме было полноценное центральное отопление и охлаждение.
Основное различие между ними заключается в том, как они создают тепло. Тепловой насос использует электричество для перемещения тепла из одного места в другое. Топка сжигает топливо, чтобы создать тепло. Благодаря этому тепловой насос будет более энергоэффективным. Например, тепловой насос Trane XV20i является одним из самых эффективных в отрасли HVAC с рейтингом до 20,00 SEER и 10,00 HSPF
.
Еще одно различие между тепловыми насосами и печами — это энергоэффективность и воздействие на окружающую среду.Поскольку тепловые насосы работают на электричестве, они не выделяют вредных выбросов, которые, как было доказано, способствуют изменению климата.