Тепловой насос принцип работы недостатки: Стоимость теплового насоса. Эффективность теплового насоса.

Стоимость теплового насоса. Эффективность теплового насоса.

Несмотря на всю свою привлекательность с технической точки зрения, системы отопления на основе тепловых насосов обладают двумя серьезными недостатками. Это высокая начальная стоимость оборудования и сравнительно низкая эффективность.

На фото:

Тепловой насос перекачивает низкопотенциальную тепловую энергию грунта, воды или воздуха в высокопотенциальное тепло для отопления дома.

В этой статье мы подробно рассмотрим минусы систем отопления на базе тепловых насосов и сравним их с «классическими» схемами обогрева: газовыми, дизельными, электрическими и твердотопливными котлами, а также комбинированными моделями .

Высокая стоимость теплового насоса

На порядок больше. Ни один специалист сегодня не будет оспаривать тот факт, что стоимость организации системы отопления с применением теплового насоса многократно превышает расходы на монтаж любой «традиционной» схемы, вне зависимости от типа используемого в ней водогрейного котла.

Здесь имеются в виду затраты на весь комплекс работ – «с нуля» и «под ключ»: проектирование системы, покупка оборудования, его монтаж и пусконаладочные работы. К примеру, одна из схем отопления на основе теплового насоса – геотермальная, в которой источником тепла является земля, – изначально обойдется в 10–12 раз дороже системы отопления на основе газового котла. При нынешних ценах на магистральный газ рассуждать об экономической целесообразности таких капиталовложений бессмысленно: пройдет не один десяток лет, прежде чем они окупятся.

На фото:

Установка системы выльется в значительную сумму из за сложности монтажа и дороговизны оборудования.

В пятилетку не уложиться. Заявления о том, что заказчик вернет все затраченные деньги и начнет ощущать реальную экономию в течение 5–7 лет, являются спорными. Действительно, существует несколько разновидностей систем отопления на основе теплового насоса, в работе которых используется тепло из грунта, воздуха или подземных вод. У каждого метода есть свои нюансы, влияющие на конечную стоимость оборудования и расходы на его монтаж, причем разброс значений может быть довольно большим. С другой стороны, газ, солярка, дрова, уголь и электричество, требующиеся для функционирования «классических» водогрейных котлов, также различаются по цене, что отражается на эксплуатационных расходах. Таким образом, что и с чем сравнивают производители тепловых насосов, когда говорят о 5–7-летнем периоде окупаемости? Например, при сопоставлении уже упомянутой геотермальной системы со схемой отопления на основе магистрального газа эта цифра выглядит фантастической.

Насос плюс котел Наибольшей популярностью пользуется «тандем» из теплового насоса и электрического либо газового котла. Дизельное оборудование используется на порядок реже, что связано с высокой стоимостью и неэкологичностью горючего, на котором оно работает. А твердотопливные котлы и вовсе редкость&nbsp– из-за низкого уровня их автоматизации.

На фото: помещение для теплового насоса и другого оборудования.

Низкая эффективность теплового насоса

Для мягких зим. Противники тепловых насосов в качестве решающего аргумента приводят тот факт, что в условиях суровых зим такие системы отопления не справляются с возложенной на них задачей. Обратившись к опыту европейских стран, в которых подобные устройства эксплуатируются уже на протяжении многих лет, можно убедиться, что это утверждение соответствует действительности. Схема отопления с возобновляемым теплом как единственный метод обогрева может применяться только в странах с мягким климатом, где температура никогда не опускается ниже 5–7 °С. Ну а жители северных государств, используя тепловой насос в качестве основного источника тепла, как правило, дополнительно устанавливают еще и «классический» котел. Разумеется, возможны также варианты с установкой локальных – электрических или инфракрасных – обогревателей, а также каминов или печей-каминов.

Таким образом, необходимость использования дополнительных источников тепла в доме является еще одной причиной, по которой схемы с возобновляемым теплом до сих пор проигрывают по популярности своим «классическим» аналогам.


В статье использованы изображения homeis.ru, heizungsfinder.de


Принцип работы теплового насоса, как работает тепловой насос воздух вода

Как устроен геотермальный тепловой насос внутри

Виды тепловых насосов

Какие бывают виды тепловых насосов в в зависимости от источника тепла? Они делятся по способу отбора тепла из окружающей среды.

  • Геотермальные. Переносят тепло грунта и\или грунтовых вод в дом
  • Воздух-вода. Переносят тепло атмосферного воздуха в систему отопления.
  • Рекуператоры вторичного тепла: отбор тепла вытяжного воздуха, стоков канализации, другого бросового тепла

Тепловой насос с вертикальными скважинами (зондами)

Отбор тепла скважины

При отсутствии большой площади прилегающей территории, устанавливается вертикальный теплообменник (зонд) для работы с геотермальным тепловым насосом. Это наиболее компактный и популярный способ, который позволяет сохранить целостность ландшафта. Температура грунта на глубине бурения скважины стабильно находится на уровне +10ºС, поэтому эффективность таких тепловых насосов с вертикальным теплообменником выше. Недостатком является необходимость проведения бурильных работ, что повышает цену данного вида системы. При использовании в качестве источника 

тепла скважины, в нее опускается зонд из полиэтиленовой трубы, имеющий U-образную форму. Не обязательно использовать одну очень глубокую скважину, можно пробурить несколько неглубоких, более дешевых скважин, главное получить общую расчетную глубину.

Преимущества:

  • Компактная система, не требующая большого участка
  • Самая эффективная с точки зрения температур. Стабильная температура на протяжении всего года.
  • Возможно реализация пассивного кондиционирования путем сброса летом тепла в скважин
  • Нет необходимости в большом участке
  • Не влияет на участок

Грунтовый тепловой насос

Бурение скважин под тепловой насосГрунтовый горизонтальный коллектор

Тепловой насос собирает тепло грунта с помощью коллектора, уложенного рядом со зданием на глубину около метра. Горизонтальный контур собирает солнечную энергию, накопившуюся за лето в грунте. Коллектор геотермальной отопительной системы размещается горизонтально глубже уровня промерзания почвы. Такой способ позволяет добиться высокой энергоэффективности, так как температура на глубине залегания коллектора колеблется от 3 до 12ºС. Но монтаж горизонтального теплообменника требует наличия значительной земельной площади и может повредить уже обустроенную придомовую территорию. Также из возможных минусов: Ваш газон позеленеет после зимы на пару недель позже, чем у соседа 🙂

Преимущества:

  • Более низкая стоимость установки по сравнению с вертикальным контуром заземления
  • Может также использоваться для извлечения тепла из озер
  • Контур поддерживает постоянную температуру в течение года
  • При реализации кондиционирования с помощью теплового насоса, в некоторых случаях, нужно устанавливать активный блок кондиионирования

Горизонтальный коллектор

Спиральный коллектор

Спиральный коллектор является комбинацией между вертикальными скважинами и горизонтальным коллектором. Применяется там, где в силу геологических причин бурение очень дорогое (например, залегание гранитной плиты). Дороже чем вариант горизонтального коллектора, так как требует предварительного изготовления спиралей более тонкой трубы (обычно 25 мм) высотой от 2 до 3 метров. Также возникает необходимость сборных колодцев, так как из-за уменьшения диаметра увеличивается общая длинна трубы в системе.

Тепловой насос вода-вода

Тепло грунтовых вод, тепло реки, тепло моря

Вода выкачивается с первой скважины по течению, через промежуточный теплообменник, отбирается тепло у воды (дельта температур 3-4 градуса). Затем вода сбрасывается во вторую скважину ниже по течению грунтовых вод.
К минусам можно отнести постоянное обслуживание системы, а также непрогнозируемое изменение геологических и водоносных параметров (дебит и состав воды в скважине может меняться в худшую сторону).

Аналогичная система может использоваться с глубоководной рекой. А также с морем, но это уже более сложная система с дорогим титановым теплообменником и фильтрацией, данная система оправдана только в промышленных масштабах.


Принцип работы теплового насоса воздух вода

Отбор тепла наружного воздуха

Наиболее часто встречающийся тип “воздух-воздух” – это традиционные кондиционеры. А для работы с водяной системой отопления (радиаторы или теплые полы) применяются тепловой насос воздух вода Thermia iTec. Они извлекают тепло посредством обдува атмосферным воздухом теплообменника в наружном блоке. Внутри теплообменнника циркулирует более холодный фреон. За счет того, что фреон более холодный, чем атмосферный воздух, происходит отбор тепла из воздуха. Данная модель может работать до -25 градусов наружного воздуха.


Рекуперация тепла вытяжного воздуха

Утилизация тепла вытяжки

Энергия отбирается от теплого вытяжного воздуха из здания. Это может быть тепло, как с вытяжного воздуховода (или шахты) естественной вытяжки, так и с принудительной системы вентиляции с рекуперацией. В таком случае это будет вторая ступень рекуперации тепла после основного рекуператора.

Какие могут быть схемы утилизации (рекуперации) тепла вытяжного воздуха с тепловым насосом?

Для небольших зданий, в том числе частных домов, в дополнение к геотермальному тепловому насосу устанавливается специальный аксессуар Thermia Vent, который является теплообменником типа “воздух-вода”. Обдуваемый вытяжным воздухом, он дополнительно нагревает входящий теплоноситель со скважин, повышая COP теплового насоса.

Для больших зданий, где объем тепла в вытяжном воздухе существенный, можно установить промышленный тепловой насос Thermia Mega, полноценно обеспечивающий горячей водой здание или частично его отапливая. Также данная система актуальна для предприятий с бросовым теплом от технологических процессов. Особенно эффективно работает с такой системой инверторный тепловой насос, который подстраивают свою мощность под текущее количество отбираемого технологического тепла вытяжки в данной момент.

Преимущества:

  • Снижает стоимость установки в целом (меньше скважин)
  • Встраивается в существующую систему вентиляции
  • Улучшает COP теплового насоса
  • Повышает категорию здания до отметки энергоэффективности “А”

Принцип работы геотермального теплового насоса

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


Технические подробности роботы тепловых насосов.


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


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

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

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

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

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

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

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

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

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

Виды и описание тепловых насосов, их преимущества и недостатки

Поиск альтернативных источников тепловой энергии не перестает быть одним из первостепенных направлений на сегодняшний день.

Использование данного рода обогревательного оборудования не влечет за собой никаких вредных выбросов в атмосферу, почву или водоем, что в настоящее время выходит на первый план.

Рассмотрим технические характеристики, виды и принцип действия тепловых насосов.

Посмотрите видео о тепловых насосах

Сфера использования и устройство тепловых насосов

Спектр задач, выполняемых тепловым насосом самый разнообразный, его можно использовать и для обогрева всей площади конкретного объекта, и для обогрева определенных элементов конструкции здания, например, полов. Работа оборудования основана на взаимодействии тепловой энергии с хладагентом через теплообменник, сопровождающиеся образованием горячего газа, который, в свою очередь, отдает энергию жидкости, циркулирующей по отапливаемой площади.

Виды тепловых насосов по принципу действия

Представленные на современном рынке насосы подразделяются на несколько видов по типу используемой среды переносящей тепло – это жидкостные, воздушные и грунтовые.

1. Система «земля-вода» и «земля-воздух» – грунтовые тепловые насосы

Земля прекрасно аккумулирует энергию, полученную от солнечного излучения, что стало основой для построения обогревательной системы. Итак, тепло накопленное почвой, передается элементами обогревательной конструкции с использованием воздуховода или водопровода.

Установка коллектора происходит глубоко в земле, а теплоноситель постоянно циркулирует. Температура, поступающей энергии в этом случае крайне низкая, ее не хватит для полноценного обогрева дома, но этой температуры хватит, чтобы хладагент начал производить газ. Повышение степени его нагрева происходит за счет роста давления путем сжатия в компрессорном механизме. Теперь, переданной энергии от хладагента к теплоносителю вполне достаточно для обеспечения качественного обогрева нужной площади.

Преимущество такой системы заключается в круглогодичном источнике тепла, ведь температура грунта, как известно, в любое время остается постоянной на определенной глубине.

К недостаткам можно отнести:

· существенные затраты на произведение работ по оснащению необходимого объекта конкретным оборудованием;

· внушительные размеры, занимаемые всеми элементами системы на участке;

· невозможность высадки различного рода растений в связи с негативным влиянием работы системы на их здоровый рост, а также можно столкнуться с определенными проблемами при устранении каких-либо неполадок в работе системы.

2. Система «воздух-воздух» и «воздух-вода» – воздушные тепловые насосы

Принцип действия заключается в заборе воздуха из окружающей среды для последующего нагрева. В состав системы включены нагнетатель давления хладагента, способствующий распространению его по сомкнутой цепи и вентилятор, обеспечивающий поступление воздуха.

Переход фреона из жидкого состояния в газ сопровождается повышением температуры до 60 градусов. В испарителе с газом происходит обратный процесс, он изменяет агрегатное состояние на жидкость. Полученное тепло через вентиляционную систему равномерно распределяется по соответствующим участкам обогрева. Но воздушные насосы, как правило, не используются в качестве индивидуальных отопительных систем в связи с недостаточной вырабатываемой мощностью. Поэтому их целесообразней использовать как дополнительные источники тепла.

К преимуществам воздушных насосов можно отнести следующие эксплуатационные свойства:

· нагрев теплоносителя происходит непосредственно внутри отапливаемого объекта, что значительно уменьшает временные и энергетические затраты требуемые для достижения нужной температуры;

· управление системой может осуществляться удаленно, что позволяет пользователю включать отопление объекта заблаговременно, функция очень актуальна для загородных домов.

К недостаткам можно отнести:

1. Неприспособленность оборудования для работы в регионах с суровыми температурными показателями, так как нормальное функционирование комплекса осуществляется в основном в диапазоне температур от – 15 до +20 градусов, а также при установке вспомогательных теплоизоляционных элементов. Но есть и более морозостойкие системы, которые могут справляться со своей задачей и при температуре окружающей среды до – 30 градусов.

2. При установке мощных тепловых воздушных насосов, внешний теплообменивающий элемент которых имеет весьма значительные габариты и существенный вес, за счет чего может возникнуть необходимость в заливке монтажной площадки бетоном. Оборудование, располагающиеся в специальном помещении довольно шумно работает и способно передавать механические колебания на другие объекты.

3. Система «вода-воздух» и «вода-вода» – водяные насосы

Систему целесообразно устанавливать при наличии неподалеку незамерзающих текущих водоемов или подземных вод. Оборудование представляет собой совокупность трубопроводов, размещенных по дну водного объекта. По ним за счет работы насоса к испарительному блоку проходит теплоноситель, вся накопленная энергия поступает во внутренний контур. Образующийся в результате кипения фреона газ направляется в блок конденсации.

Далее осуществляется нагревание воды или воздуха, которыми непосредственно будут отапливаться помещения объекта. Изложенный принцип работы характерен для теплового насоса закрытого типа, в котором переносчик тепла после передачи энергии в дом возвращается обратно в трубопроводы, расположенные в водоеме. Насос открытого типа предполагает наличие двух рядом размещенных скважин глубиной достаточной для контакта с подземными водными течениями. Во вторую скважину осуществляется слив остывшей после отопления воды. Следует отметить, что такой насос очень сильно зависит от глубины пролегания грунтовых вод, которая может изменяться с течением времени.

Минус такой системы обусловлен недостаточным нагревом теплоносителя и малым уровнем давления в системе. В связи, с чем совместно с ней устанавливаются дополнительные отопительные элементы.

Плюсы:

· низкое потребление электроэнергии при эффективном обогреве;

· расположение основного оборудования за пределами объекта.

Заключение

Итак, установка теплового насоса не всегда является рациональным решением при необходимости отопления дома ввиду большого количества условий, которые влияют на эффективную производительность. В холодное время года можно значительно потратиться на оплату электроэнергии. Ведь чем ниже температура окружающей среды, тем больше электричества потребуется для достижения необходимой температуры в помещении.

Качество обогрева напрямую зависит от степени тепловой изоляции всего объекта, то есть при монтаже данного оборудования следует также позаботиться о дополнительной теплоизоляции стен, потолка и пола, так как от качества утепления зависят расходы на отопление.

Таким образом, вопрос о приобретении тепловых насосов весьма неоднозначный, так как их эксплуатация в тех или иных условиях не всегда дает ожидаемый результат.

        Поделиться:

Тепловые насосы: преимущества, типы, принцип работы


В последние годы в западных и европейский странах для обогрева и кондиционирования различных зданий и сооружений используются тепловые насосы. Для украинского потребителя данное оборудование сравнительно новое, еще не привычное. Поэтому и продажи его в нашей стране пока находятся на сравнительно невысоком уровне. Хотя интерес к этому энергоэффективному отопительному оборудованию растет с каждым годом.

Преимущества тепловых насосов

Тепловой насос — это устройство, позволяющее использовать энергию природы для отопления, горячего водоснабжения, кондиционирования, вентиляции любого здания — частного дома, коммерческого или промышленного объекта, снижая к минимуму эксплуатационные затраты на их содержание.

Схема действия теплового насоса во многом похожа на работу обычного холодильника или кондиционера. Главное отличие  —  в его способности одинаково эффективно работать как на подогрев, так и на охлаждение. При этом используется один и тот же базовый цикл охлаждения.  В качестве источника  тепла такие установки используют окружающую среду — воздух, воду, грунт и т.д.

В настоящее время тепловые насосы считаются  самым экономичным оборудованием для отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования.

При этом, современные тепловые насосы отличаются еще целым рядом преимуществ:

— энергоэффективность,

— низкие эксплуатационные затраты,

— универсальность (способность работать как на охлаждение, так и на обогрев),

— безопасность,

— длительный срок эксплуатации (до 50 лет),

— минимальный контроль со стороны пользователя и т.д.

Тепловые насосы можно устанавливать для обогрева и кондиционирования воздуха, как в частных домах, так и в коммерческих или промышленных объектах.

Специалисты классифицируют тепловые насосы  на несколько типов.

В зависимости от принципа работы теплового насоса выделяют компрессионные и абсорбционные тепловые насосы. .

В зависимости от источника тепла, тепловые насосы бывают геотермальные (горизонтальные, вертикальные, водные), для которых источником тепла являются земля и вода, и воздушные, источником тепла для них является воздух.

Тепловые насосы вода-вода


Устройство, которое предназначено для отопления и нагрева жидкого теплоносителя с помощью энергии грунтовых вод — это тепловой насос вода-вода.

Основной особенностью такого оборудования является работа только с жидкими средами – с грунтовыми водами, откуда берется тепловая энергия, и со средой-теплоносителем.

Эти устройства отличаются высокой энергетической эффективностью и могут с успехом заменять сразу три типа оборудования: отопительные приборы, кондиционеры и системы горячего водоснабжения.

Тепловые насосы вода-вода имеют достаточно простую конструкцию, объясняющую их принцип действия. Главными конструктивными элементами в таких устройствах считаются испаритель, конденсатор, компрессор и дроссель.

Вода по трубкам испарителя проникает внутрь устройства из грунтовых вод. Температура таких вод, как правило, составляет от 8 до 10°C тепла. Продвигаясь дальше, жидкая среда задействует хладагент, который расположен между трубками: при контакте с трубками, где температура достаточно высока, часть хладагента начинает закипать, отбирая энергию у грунтовых вод.

Уже охлажденная вода сливается в другую скважину, а испаренный хладагент всасывается в компрессор, где постепенно сжимается и выталкивается в конденсатор. Температура фреона составляет порядка 70-80°C тепла: энергия этого тепла передается жидкому теплоносителю в системе отопления. Это и вызывает нагрев воды.

Отработанный хладагент постепенно стекает на дно конденсатора, где под воздействием перепадов давления, возвращается на свои исходные позиции — в испаритель

Согласно проведенным исследованиям, установка и эксплуатация теплонасоса вода-вода примерно в 1, 5 раза выгоднее, чем устройство и работа даже самой эффективной газовой котельной. Кроме того, тепловые насосы примерно в 3-4 раза выгоднее работающих электрических котлов.

В среднем, годовая экономия тепловых насосов, использующих и в качестве теплоносителя, и в качестве источника энергии жидкости, составляет около 1000 – 1600 кВт при средней мощности оборудования 4-5 кВт.

Тепловой насос воздух-вода


В поисках наиболее эффективных устройств для отопления жилого дома, как вариант стоит рассмотреть  тепловой насос воздух-вода. Используется такое оборудование как в частных домах, так и на производствах.

Тепловые насосы воздух-вода — современные устройства, принцип действия которых основан на заборе тепловой энергии из окружающего воздуха и на трансформации этой энергии в тепло, передаваемое теплоносителю. В данном случае теплоносителем выступает вода.

Любой тепловой насос, используемый в качестве источника тепловой энергии воздух, а в качестве теплоносителя – воду, состоит из двух блоков – внутреннего и наружного.

Принцип действия такого насосного оборудования схож с работой простого кондиционера. Но есть два существенных отличия между насосами и кондиционерами: тепловые насосы ориентированы на прогрев теплоносителя, а не воздуха в помещениях, а также могут работать как автономные системы горячего водоснабжения.

Тепловой насос для отопления воздух-вода работает следующим образом:

— забирает тепловую энергию из поступающего снаружи воздуха;

— прогревает ее до заданной температуры;

— отдает нагретую тепловую энергию теплоносителю, в данном случае – воде;

— выделяет побочную энергию после охлаждения фреона.

Область применения теплонасосов воздух-вода достаточно широка. Чаще всего насосное оборудование используется:

— как резервное устройство, оснащенное гидравлическим блоком и наружным модулем;

— как основное оборудование, ориентированное на эффективное отопление и горячее водоснабжение индивидуальных жилых (и не только жилых) строений общей площадью не более 150-170 кв. м.

Установка инверторного теплового насоса воздух-вода отличается своей простотой и экономичностью.  

Все, что для этого нужно – смонтировать в соответствии с требованиями производителя наружный и внутренний блоки, а также провести всю систему отопления и горячего водоснабжения. Никаких дополнительных работ в виде бурения скважин, прокладки труб в грунте не потребуется.

Тепловой насос воздух-воздух

Тепловой насос воздух-воздух — самое простое, универсальное и эффективное оборудование, предназначенное для обогрева помещений – промышленных или жилых.

Принцип работы насосного оборудования основан на использовании потенциала воздуха в атмосфере и на отоплении помещений.

Работа теплонасоса воздух-воздух  во многом напоминает работу кондиционера, правда, функционирующего в обратную сторону. Так, насосное оборудование отбирает тепло у более холодного воздуха, после чего направляет его в системы для обогрева помещений.

Принцип работы основан на способности хладагента, входящего в структуру теплового насосного оборудования, снижать температуру воздуха при расширении. Значение этой температуры становится ниже значений температуры окружающей среды, что и приводит к выбросу и отбору тепловой энергии.

Последующее сжатие направлено на резкое повышение температуры хладагента, благодаря чему и создаются подходящие условия для передачи отобранной тепловой энергии теплоносителю.

Естественно, что циклы охлаждения температуры, забора тепловой энергии и ее передаче теплоносителю постоянно повторяются, что и обеспечивает регулярный и эффективный обогрев помещений.

Список преимуществ тепловых насосов, работающих по принципу воздух-воздух сводится к ряду параметров:

— Универсальность. Такие системы в холодное время года могут использоваться для обогрева помещений, в теплое время года – для кондиционирования воздуха и вне зависимости от времени года – для обеспечения горячего водоснабжения;

— Простота монтажа. Для установки систем не нужно бурить скважины, прокладывать трубы, укладывать теплообменное оборудование на дно водоема. Процедура монтажа оборудования не сложнее установки обычного кондиционера.

— Высокая теплоотдача.

В своих отзывах о тепловом насосе воздух-воздух покупатели говорят о высокой производительности и достаточно высокой эффективности оборудования.  Нередко упоминается и многофункциональность устройств, которые позволяют заменить не только отопительные установки для обогрева помещения, но и колонки, и другие приспособления, предназначенные для обеспечения горячего водоснабжения.

В настоящее время современные тепловые насосы достаточно дорогие, особенно для нашего отечественного потребителя. Однако, стоит отметить, что с учетом существенной экономии энергии окупаются они быстро, всего за несколько лет. Но если взять во внимание  постоянное подорожание энергоресурсов, то тепловой насос может стать наилучшим вкладом в будущее.

 Источник: www.budport.com.ua

Фото: www. geoterm. od.ua

Особенности работы тепловых насосов и где рационально их использовать

Тепловые насосы активно применяются в Европе, США и ОАЭ уже более четверти века. Принцип работы этого оборудования основан на преобразовании низкопотенциального тепла природных объектов в высокопотенциальное тепло, используемое для обогрева жилых, офисных и производственных помещений.

Энергия черпается из воздуха, воды или грунта, то есть самовозобновляемых источников, поэтому технология является одной из самых прогрессивных и экологичных.

Главная функция теплового насоса – обогревать дом зимой

Еще во времена СССР в качестве эксперимента по освоению новой технологии создавались отдельные поселки, дома в которых отапливались тепловыми насосами. С тех пор технология сильно усовершенствовалась, однако широкого применения в России так и не получила ввиду высокой стоимости.

Остановимся подробнее на том, как работают тепловые насосы, какими преимуществами обладают и когда их целесообразно использовать.

Как работает тепловой насос?

Принцип работы теплового насоса основан на передаче тепла от менее нагретого объекта к более нагретому с увеличением температуры последнего. Согласно законам физики, любой объект, температура которого выше 0 °K, имеет запас тепловой энергии. Ее можно добыть из объектов окружающей среды посредством их охлаждения, а затем направить на обогрев жилых и рабочих помещений.

Конструктивно тепловой насос состоит из двух частей: наружного блока, собирающего тепло, и внутреннего, который передает это тепло в систему отопления и горячего водоснабжения дома. Для работы компрессора используется электрическая энергия. А показателем эффективности работы оборудования является коэффициент преобразования, который рассчитывается как отношение полученной тепловой энергии к израсходованной электрической.

Принцип работы теплового насоса

Несмотря на экологичность, прогрессивность и удобство систем на базе тепловых насосов, в нашей стране они используются нечасто. И тому есть простое объяснение – наличие более дешевых альтернативных источников энергии. Применение природного газа обходится значительно дешевле, поэтому газовое отопление является традиционным решением обогрева частных домов и коттеджей.

В каких случаях рационально использовать тепловые насосы?

  1. Первый и самый очевидный случай – когда нет возможности провести магистральный газ.

В отдаленных районах, куда не планируется проведение газовой магистрали, применять тепловой насос намного выгоднее, чем электрический обогрев. Система обеспечит и отопление, и горячее водоснабжение, и кондиционирование. Тогда как без нее придется использовать сразу несколько типов оборудования: электрические отопительные приборы (масляные радиаторы, теплый пол или др.), бойлеры и кондиционеры. Затраты электроэнергии будут существенно выше.

  1. Когда площадь отапливаемого помещения не очень большая.

Предположим речь идет о небольшом дачном домике или гостевом коттедже на участке приличного размера, куда нерентабельно проводить газопровод. Установка теплового насоса в этом случае будет самым простым и удобным вариантом решения вопроса с отоплением.

  1. Если важно сделать отопление быстро.

Газовое отопление быстро не сделаешь. Во-первых, к дому нужно подвести газ от магистрального газопровода. Во-вторых, составить рабочий проект и заключить договор с газовой службой. В-третьих, закупить и монтировать оборудование в специально подготовленную котельную. В-четвертых, заполнить систему теплоносителем и выполнить пробный запуск. И только в случае, если все работает по плану, осуществить окончательный запуск. Обычно процесс занимает минимум три месяца.

С помощью теплового насоса организовать отопление в доме небольшой площади можно всего за сутки.

  1. Если не хочется иметь дело с газом.

Есть хозяева, которые хотят организовать экологичный дом с минимумом хлопот. Им не хочется сталкиваться с лицензирующими органами, отдельно выделять помещение под котельную, где должны быть соблюдены требования по притоку и отводу воздуха, площади остекления и т. п. И в целом они считают газовое оборудование рискованным.

Тепловой насос не опаснее холодильника и места занимается столько же. Его можно поставить в любой уголок на кухне, в прихожей или гараже. Нет необходимости в отдельном помещении и других особых условиях. Достаточно подключить его в розетку и теплопровод, и помещение будет обогреваться.

  1. И еще отдельный случай – гористая местность.

Если частный дом находится в горах, возникает сразу несколько проблем: сложно подвести газопровод и невозможно использовать геотермальный тепловой насос. Такой насос предполагает закладывание теплообменников в глубокую скважину, бурение которой в скальной породе – дело сложное и дорогое.

Преимущества тепловых насосов

Закончить статью хотелось бы перечислением преимуществ тепловых насосов:

  • Экономичность. Для получения 1 кВт·ч тепловой энергии обычно затрачивается не более 0,35 кВт·ч электроэнергии.
  • Универсальность. Можно использовать для отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования воздуха в доме.
  • Легкий монтаж. Простые системы «воздух-воздух» и «воздух-вода» монтируются за один день.
  • Простая эксплуатация. Использовать систему не сложнее, чем обычный кондиционер.
  • Минимум требований. Нет дополнительных требований к оборудованию помещения, системе вентиляции, пожарной безопасности и т. д., тепловой насос как обычный бытовой электроприбор – купил, установил, подключил и используешь.
  • Небольшой размер и бесшумная работа. Тепловой насос занимает мало места и работает почти бесшумно, что важно для жилых помещений.

Экологичные, эффективные и простые в монтаже тепловые насосы не зря завоевали в мире большую популярность. В некоторых случаях они являются единственно возможным вариантом организации экономной системы отопления в частном доме.

Тепловые насосы для отопления дома

Процесс монтажа насоса на дачном участке

Содержание:

На протяжении нескольких лет идет активное обсуждение вопроса, касающегося  возобновляемых источников энергии.

Технологии, разработанные ранее, начинают входить в нашу жизнь и переставать быть чем-то нереальным и далеким. Каждый в настоящее время может установить такой прибор, как гелиоколлектор, а для того, чтобы обогреть дом в холодное время можно использовать тепловые насосы.

Объединяет все эти технологии современного времени одно – экологичность.

Но далеко не каждый человек заботиться об окружающей среде, и для таких есть существенный плюс – экономия энергии, а значит экономия денежных средств.

Для чего предназначен и принцип работы

Схема подключения насоса к источникам тепла

Такое оборудование, как тепловой насос в последнее время пользуется большой популярностью.

Простыми словами, он представляет собой холодильник, который имеет обратный принцип работы. Устройство имеет такие же детали, принцип функционирования мало чем отличается.

У холодильника, как всем известно, задняя стенка всегда имеет повышенную температуру из-за того, чтобы все лишнее тепло выносится фреоном наружу. Совсем примитивными словами, батареи вашего дома будут выполнять ту же роль, которую выполняет задняя стенка у холодильника – т.е. забирать лишнее тепло от насоса.

Сам же насос, черпает энергию от воздуха или прочих видов, например, земля, а может быть и вода… Но действительно же смысл работы оборудования заключается в следующем.

Хладагент представляет собой особый тип вещества, забирающий тепло под действием изотермического процесса, после чего под определенным давлением поддается в  испаритель, где осуществляется переход в  состояние газа  и отнимается тепло.

В зависимости от типа конвертации, нагрев испарителя происходит от воздушного или же подземного контура.

Вторым по значимости в процессе работы является компрессор.

Благодаря нему происходит сжатие хладагента и переход его в конденсатор. Здесь сжатый до определенного состояния газом  отдается  энергия тепла  нагревательному контуру, после чего осуществляется его переход в жидкое состояние.  И так повторяется кругооборот.

Помните: Тепловые насосы  эксплуатировать лучше всего только в южных регионах. Если средний уровень температуры окружающей среды мене 10 градусов, КПД снижается в несколько раз.

Для того, чтобы регулировать температуру теплоносителя, необходимо использовать терморегулятор, размыкающий основную цепь, и тогда, когда это необходимо для обеспечения хорошей работы, происходит отключение от сети компрессора.

Принцип работы теплового насоса отопления

В настоящее время существует несколько основных категорий насосов, в зависимости от источника тепла:

  • вода вода;
  • воздух вода;
  • земля вода;
  • вода воздух;
  • земля воздух;
  • воздух воздух.

Например, насос,  второго вида, энергию тепла  впитывает из воздуха. Там она расположена  в состоянии «рассеянности», в насосной системе основной теплоноситель – вода, которая в процессе работы и получает тепло.

Кстати: Тепловой насос  представляет собой особый  прибор, который полностью зависит от энергии, так для полноценной работы компрессора необходима электроэнергия.

Преимущества использования

Среди них выделяют:

Принципиальная схема пассивного кондиционирования

  • Экономичность. Насос любого из вышеперечисленных видов имеет КПД, которое составляет 500%. Это соотношение, представленное затраченной электрической энергией к энергии теплового типа, которая отдается помещению в процессе отопления. Основная часть характеристики теплового оборудования —  КПТ. При КПД равном 100%, КТП составляет 1.
  • Доступность. Его  можно устанавливать практически везде, конечно, некоторые проблемы могут возникнуть с северными районами. В трех местах, где наблюдается понижение температуры ниже десяти  градусов, необходимо дополнительно установить генератор, который работает на бензине или дизельном топливе, что некоторым образом скажется на стоимости отопления.
  • Возможность охлаждения.  Прибора направлен не только на отопление дома в холода, но он еще может работать и как кондиционер.  В жаркое время он осуществляет деятельность кондиционера в каком-либо помещении. Только уже лишнее тепло отдается земле, или воздуху  водой.
  • Безопасность. Тепловой насос – это самый безопасный тип нагревательного прибора. Ведь, если взять, к примеру, твердотопливные котлы, они подвержены возникновению пожара, газовые – взрыву газа. Тепловой же котел полностью избавлен от всех этих недостатков, ведь ни гореть, ни взрываться в этом оборудовании просто нечему.
  • Экологичность. Данное преимущество смело вытекает из предыдущего пункта. Ведь, логично, раз нечему гореть и взрываться, значит,  никаких продуктов горения нет.

Начинать нужно с малого, так и удастся спасти экологию мира, ведь никакие вещества горения не попадают в окружающую среду.

Недостатки оборудования и расчет теплопотерь

Принципиальная схема активного кондиционирования

Как и любое другое оборудование, здесь также есть недостатки:

  • Теплоизоляции здания. Тепловой насос данного вида может действительно качество и быстро обогреть помещение, которое имеет хорошую теплоизоляцию.   Установка насоса полностью теряет смысл в том случае, если совокупный показатель теплопотерь составляет  более 100 Вт/м.

Прежде, чем устанавливать данный прибор необходимо рассчитать показатель теплопотерь вашего дома, для этого необходимо воспользоваться  формулой: R = ?T / q, где:

q – показатель, отвечающий за теплопотери  на 1 м материала.

?T –  показатель, отвечающий за температурную разницу между температурой в здании и на улице.

В случае, если  стены вашего дома многослойные, то необходимо суммировать общее q всех материалов, также складываются все прослойки воздуха.

Для того, чтобы произвести расчет  общей суммы теплопотерь здания, необходимо просуммировать  R стен, пола, потолка, а также окон.

  • В системе отопления используются низкотемпературные режимы. Для того, чтобы обогрев здания происходил несколько быстрее и эффективнее в случае установки теплового насоса, то лучше всего установить и систему теплых полов.

В первую очередь,  этот процесс оказывает существенное влияние на КПД, В этом случае, КПД рассчитывается, как обратная пропорциональность температур теплоносителя в выходном и входном основных контурах.   Для того, чтобы система в полном объеме осуществляла свою деятельность,  внутренний  тип должен иметь температуру не менее

  • 40 °С. Именно этот показатель полностью соответствует теплому полу, а в радиаторах в зимнее время необходимо поддерживать средний температурный уровень, который равен  60-70 °С.

В холодных широтах используется бивалентная схема отопления

Бивалентная схема подключения

Еще одна причина, которая может повлиять на установку насоса, заключается в том, что, по словам жителей северных районов.

Система не имеет возможности действительно качественно отопить дом в  морозы.

Однако, стоит заметить, что это утверждение не является  верным.

Из особенностей заключается в том, что для того, чтобы рассчитать температуру. Редко используются экстремальные температуры окружающей среды.

Да и это ни к чему, потому что морозная погода, как правило, стоит несколько дней в году. Если же брать в расчет температуры, которые бывают несколько раз за зиму, то придется делать полный перерасчет системы, увеличивать  мощность системы, а это уже повысит стоимость всего.

Посмотрите видео про тепловые насосы:

Для того, чтобы решить подобную проблему очень часто приходится прибегать к использованию бивалентной системе отопления.

Этот процесс заключается в том, что при установке насоса, который функционирует по схеме вода, его подключать можно прямо к системе отопления, без использования газового оборудования.

Конечно, стоимость такого отопления будет несколько дороже, однако если сравнивать с газовым котлом, экономия за зиму будет существенной.

8 недостатков воздушных тепловых насосов по отдельности (издание для Великобритании)

Воздушные тепловые насосы обладают невероятными преимуществами. Высокая энергоэффективность, простота установки, отсутствие вредных выбросов. Но каковы недостатки воздушных тепловых насосов? Чтобы правильно оценить, является ли тепловой насос выгодным вложением средств, мы должны долго и тщательно изучать недостатки тепловых насосов с воздушным источником.

Вот вкратце:

Преимущества использования воздушных тепловых насосов, возможно, перевешивают их недостатки.Они могут как нагревать, так и охлаждать с невероятно эффективной скоростью.

Пример: При температуре от –3 °C до 10 °C многие тепловые насосы работают с коэффициентом полезного действия (COP) 3–3,5. Это означает, что они производят от 3 до 3,5 единиц тепловой энергии на каждую единицу потребляемой ими электроэнергии, что значительно снижает ваши счета за коммунальные услуги.

Тем не менее, у тепловых насосов есть и отрицательные стороны.

Наглядное представление о том, как работают тепловые насосы. Большинство недостатков воздушных тепловых насосов проистекает из основного принципа работы тепловых насосов (производство шума, зависимость от электроэнергии, даже высокие первоначальные затраты).

В разгар программы «Поощрение за использование возобновляемых источников тепла в домашних условиях» или «Гранты на чистое тепло» правительства Великобритании для тепловых насосов с воздушным источником мы составили список всех минусов, которые приносят эти тепловые насосы.

Мы рассмотрим все 8 недостатков воздушных тепловых насосов систематическим способом. Мы начнем с высокой первоначальной стоимости и проследим за недостатками вплоть до их генерации шума и зависимости от электричества .

Вот недостатки воздушных тепловых насосов один за другим:

1. Высокие первоначальные затраты (самый большой недостаток)

Воздушные тепловые насосы очень эффективны в эксплуатации, но их покупка и установка обходятся в копеечку. Более высокие первоначальные затраты обычно являются основным сдерживающим фактором для домовладельцев, думающих о его приобретении.

Для иллюстрации: В Великобритании типичный тепловой насос с воздушным источником может стоить от 5000 до 12 000 фунтов стерлингов (с установкой).

Цены на воздушные тепловые насосы варьируются от 2000 до 6500 фунтов стерлингов . Стоимость самого блока (наружный блок + внутренний блок + линии хладагента) составляет около 50% от общей стоимости. Остальные 50% стоимости — это установка; который преимущественно включает затраты на оплату труда по установке воздушного теплового насоса.

Воздушные тепловые насосы имеют высокую начальную стоимость. Стоимость единицы продукции составляет около 50 % стоимости, а остальные 50 % — это установка (в основном затраты на оплату труда).

Фактическая общая стоимость установки воздушного теплового насоса в Великобритании зависит в первую очередь от:

  • Размер устройства.
  • Количество внутренних блоков (обработчиков воздуха). Воздушные тепловые насосы с 4 зонами, например, дороже, чем 2-зонные воздушные тепловые насосы.
  • Сложность установки. Чтобы установить тепловой насос, специалист по ОВиК должен просверлить отверстие в стене для линий хладагента (они соединяют наружный блок с вентиляторами внутреннего блока)

Хотя первоначальные инвестиции в тепловой насос могут обойтись вам довольно дорого, рекомендуется подумать о расходах на воздушный тепловой насос в течение 10 или 20 лет . Экономия электроэнергии за счет высокой энергоэффективности намного перевешивает недостатки, которые представляют собой первоначальные затраты на воздушные тепловые насосы.

Удостоенный наград британский блог о возобновляемых источниках энергии Green Match предлагает бесплатную оценку стоимости тепловых насосов с воздушным источником энергии. Если вас интересует оценка стоимости, вы можете воспользоваться калькулятором оценки стоимости Green Match здесь.

2. Воздушные тепловые насосы обеспечивают меньшую подачу тепла, чем котлы

Если вы привыкли к жидкотопливным и газовым котлам, то обнаружите, что тепловые насосы типа «воздух-воздух» обеспечивают меньшую подачу тепла.Это часто упоминаемый недостаток тепловых насосов с воздушным источником.

С тепловыми насосами особенно трудно обогреть большие помещения и, следовательно, большие дома.

Чтобы решить эту проблему с воздушными тепловыми насосами, вам может понадобиться:

  • Большие комнатные кондиционеры.
  • Большие радиаторы. Если вам необходимо установить дополнительные радиаторы или заменить существующие радиаторы радиаторами большего размера, это снова повлечет за собой некоторые первоначальные затраты на установку системы отопления с тепловым насосом.
  • Система подогрева пола. Многие воздушные тепловые насосы лучше всего работают с подогревом пола. Конечно, если у вас еще не установлен теплый пол, вам придется установить его, чтобы воспользоваться преимуществами.

Дома с недостаточной изоляцией будут иметь проблемы с воздушным тепловым насосом

Недостаток использования воздушных тепловых насосов в старых домах Великобритании также очевиден. Благодаря более низкой тепловой мощности тепловых насосов по сравнению с котлами вы выиграете от хорошей изоляции.Так тепло будет аккумулироваться наиболее эффективно.

Старые британские дома с не столь хорошей изоляцией могут страдать от более низких температур зимой из-за негативных последствий использования воздушных тепловых насосов.

Несмотря на минус – снижение общей температуры – в этом есть и положительная сторона. Температура в помещении гораздо более постоянна, когда вы отапливаете свой дом тепловыми насосами с воздушным источником.

3. Низкая эффективность в очень холодную погоду

Известным недостатком воздушных тепловых насосов является их неспособность эффективно нагревать помещения при очень низких температурах.

Большинство тепловых насосов могут иметь до КПД 300% (значение COP 3,0) даже при -3 °C, согласно Википедии. Кроме того, в мягкую погоду в Великобритании эти воздушные тепловые насосы могут достигать эффективности до 400% (значение COP 4,0).

Однако отрицательный эффект возникает, когда температура наружного воздуха намного ниже точки замерзания.

В соответствии со 2-м законом термодинамики эффективность большинства тепловых насосов с воздушным источником упадет до 100% (1,0 значение COP) примерно при −18 °C . Ниже этой температуры тепловые насосы довольно неэффективны, потому что они не могут достаточно хорошо справляться с температурой снаружи/в помещении.

Это главный недостаток использования бесканальных тепловых насосов с воздушным источником в очень холодных условиях. К счастью, в Соединенном Королевстве мягкие зимы. Вы не увидите температуру ниже -18 °C в большинстве мест, таких как Лондон.

Вот почему этот недостаток не так актуален в Великобритании. Более того, именно благодаря мягким зимам на острове установка воздушного теплового насоса имеет гораздо больше смысла в Великобритании, чем, например, в Скандинавии или Канаде.

4. Меньший срок службы (около 15 лет)

Воздушные тепловые насосы служат около 15 лет . Это довольно долго, но не так долго, как у геотермальных тепловых насосов; они имеют продолжительность жизни около 20 лет.

Причину более короткого срока службы воздушных тепловых насосов легко понять:

Они подвергаются воздействию факторов окружающей среды . Наружный блок (с компрессором) подвергается воздействию всевозможной грязи, веток, листьев, травы, насекомых, переменных температур и так далее.Это приведет к большему износу, чем тепловой насос, работающий на основе грунта.

Конечно, вы можете продлить срок службы воздушного теплового насоса, выполнив ежегодное техническое обслуживание. Однако это увеличивает затраты на техническое обслуживание воздушных тепловых насосов, не так ли?

Добавление затрат на техническое обслуживание к первоначальным затратам является еще одним недостатком воздушных тепловых насосов.

5. Насколько шумны воздушные тепловые насосы? Не самый тихий

Раньше воздушные тепловые насосы были довольно шумными.Благодаря усовершенствованию технологии компрессоров уровень шума современных тепловых насосов значительно снижается по сравнению с более старыми агрегатами.

Ключом к пониманию того, насколько шумны воздушные тепловые насосы, является разделение уровней шума на два сегмента. А именно, мы говорим о шуме, который создает наружный блок, и о шуме, который создает внутренний блок обработки воздуха в случае мини-сплит-тепловых насосов типа «воздух-воздух».

Принято считать, что воздушные тепловые насосы создают шум от 40 до 60 дБ.Это справедливо только для наружного блока. Вот общие уровни шума для обоих устройств:

  • Уровень шума наружного блока. Это более шумная часть, поскольку она содержит компрессор и может генерировать от 40 до 60 дБ. Пример уровней шума: 42/48/56 дБ для настройки низкой/средней/высокой скорости.
  • Уровень шума внутреннего блока. Это самая тихая часть помещения. Внутренние кондиционеры обычно производят гораздо меньше шума, чем наружные блоки; даже ниже 40 дБ для всех настроек скорости.Основным генератором шума является генерация воздушного потока; Вы можете услышать, как ваш внутренний кондиционер дует горячим/холодным воздухом. Пример уровней шума: 29/32/36 дБ для настройки низкой/средней/высокой скорости.

В общем, шумные воздушные тепловые насосы остались в прошлом. Обычно это считалось одним из основных недостатков тепловых насосов.

Современные бесканальные тепловые насосы намного тише. То, что действительно имеет значение, — устройство обработки воздуха в помещении в тепловых насосах типа «воздух-воздух» — создает менее 40 дБ даже при высокой скорости.Внешний блок, содержащий компрессор, может быть немного громче.

6. Зависимость от электричества (проблема отключения электроэнергии)

Все тепловые насосы работают на электричестве. В обычное время это не проблема. Однако есть два основных случая, когда зависимость от электричества можно рассматривать как недостаток использования воздушных тепловых насосов, работающих от электричества.

Это:

  1. Отключение электроэнергии. В случае отключения электроэнергии ваш воздушный тепловой насос выключится так же, как и свет.С огнями всегда можно зажечь свечу. При использовании тепловых насосов у большинства домохозяйств не будет альтернативного источника тепла или охлаждения подходящего размера, который мог бы заменить функцию тепловых насосов с воздушным источником.
  2. Резкий рост цен на электроэнергию. Тепловые насосы потребляют относительно меньше электроэнергии, чем другие обогреватели, работающие от электричества (например, обогреватели на 1500 Вт) для той мощности, которую они дают. Однако, если цены на электроэнергию резко вырастут, вам все равно придется использовать дорогое электричество для работы воздушного теплового насоса.

В таких чрезвычайных ситуациях может быть полезно иметь домашний генератор, готовый вырабатывать электричество.

Тем не менее, если сравнивать печи и печи с тепловыми насосами, то тепловые насосы здесь находятся в невыгодном положении, поскольку они работают только на электричестве, в то время как печи и печи могут работать на жидком топливе (печном масле, природном газе, дизельном топливе) или твердом топливе ( дрова, пеллеты).

7. Разрешения на планирование установки наружного теплового насоса (Уэльс, Северная Ирландия)

Никто не любит иметь дело с разрешениями на планирование. В некоторых районах вам потребуется разрешение на планирование для установки воздушного теплового насоса; что представляет собой весьма недостаток.

Вот текущие требования к специальному разрешению на строительство в Великобритании:

  • Воздушные тепловые насосы в Уэльсе . Для установки теплового насоса необходимо получить разрешение на планирование.
  • Воздушные тепловые насосы в Северной Англии . Для установки теплового насоса необходимо получить разрешение на планирование.
  • Воздушные тепловые насосы в Англии .В большинстве случаев разрешения на строительство не требуются; это зависит от размера и расположения вашего дома.
  • Воздушные тепловые насосы в Шотландии . В большинстве случаев разрешения на строительство не требуются; это зависит от размера и расположения вашего дома.

Большинству домовладельцев в Великобритании разрешение на строительство не требуется. Однако, если вы живете в районе, где вам нужно будет получить специальные разрешения на строительство, вам необходимо будет выполнить следующие требования при установке наружного мини-сплит-теплового насоса с воздушным источником:

  • Наружный блок должен быть установлен на расстоянии не менее 1 метра от границ вашей собственности .
  • Вам придется использовать тепловой насос только для обогрева (охлаждение не допускается) .
  • Установка на плоской поверхности. Наружный блок необходимо установить на плоской поверхности или на плоской крыше.
  • Общий объем наружного блока не должен превышать 0,6 м 3 .
  • Если вы живете в заповедной зоне , вам не разрешается устанавливать воздушный тепловой насос.

Многих домовладельцев может отпугнуть потребность в этом разрешении на строительство.Вы должны позаботиться об этом вопросе воздушных тепловых насосов, прежде чем начать установку.

Рекомендуется уточнить в местных офисах, какие разрешения на планирование вам необходимы. В зависимости от требований вы можете выбрать правильный размер/положение/установку для вашего теплового насоса.

8. Не самый привлекательный вид

Геотермальный тепловой насос или котел скрыты от глаз. С другой стороны, все воздушные тепловые насосы требуют, чтобы наружный блок был установлен на открытом воздухе.

Это означает, что вам придется иметь дело с гигантской (и часто шумной) коробкой за пределами вашего дома. Надо сказать, что это не самый привлекательный вид.

Это еще один камень преткновения воздушных тепловых насосов.


В целом, преимущества тепловых насосов в большинстве случаев перевешивают недостатки. Тем не менее, важно, чтобы вы знали обо всех опасениях, связанных с воздушными тепловыми насосами, прежде чем вы решите их установить.

Мы надеемся, что это было полезно.

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

    2 Также
  • 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

    К преимуществам теплового насоса воздух-воздух относятся:

    • 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 средне- и быстрый источник тепла
    • обеспечивает 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 (очистка фильтра внутреннего блока) и сервисная проверка каждые 23 года
    • потеря эффективности при снижении температуры ниже 67°C (но некоторые модели по-прежнему обеспечивают обогрев при температурах до -15°C)
    • более высокая начальная стоимость покупки и установки, чем у переносных обогревателей
    • распределение воздуха осуществляется с помощью вентилятора, что 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 затраты 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 к наружному змеевику, 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 для тепловых насосов

    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 довольно постоянной температуре подпочвы в течение всего года, обычно в среднем 1215°C на глубине около 11,5 метров. 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 производят 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) от 2002 г. тепловые насосы, продаваемые 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 отопительном цикле) 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

    Правильный подбор 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 агрегата
    • давление будет выше необходимого, что может привести к утечке 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 состоит 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 жильцов и их уровень активности
    • солнечного усиления.

    Приблизительное эмпирическое правило для определения потребности в отоплении помещений:

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

    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.

    Как работают тепловые насосы | HowStuffWorks

    Если в вашем доме нет воздуховодов для распределения тепла, не беспокойтесь. Потенциально вы могли бы использовать тепловой насос особого типа, называемый мини-сплит-тепловым насосом . Он соединяет наружный блок с источником воздуха с несколькими внутренними блоками. Эти внутренние блоки подключаются к водонагревателям или обогревателям помещений.Эти мини-сплит-системы без воздуховодов полезны для модернизации дома с помощью системы теплового насоса, поскольку их расположение снаружи и внутри дома является гибким.

    Еще одним плюсом является то, что для установки требуется только 3-дюймовый (7,6 см) трубопровод, который проходит через стену, что довольно незаметно. Они также универсальны. Внутренние кондиционеры могут быть установлены в стенах, потолках или на полу, и они очень маленькие. Одним из недостатков, однако, является то, что установка также должна занимать некоторое внутреннее пространство для работы.Они также не будут перемещать столько воздуха, сколько более крупные тепловые насосы, поэтому лучше всего подходят для небольших жилых и коммерческих помещений.

    В то время как большинство тепловых насосов используют воздух, чиллер с обратным циклом (RCC) вместо этого перекачивает воду, что позволяет ему более эффективно работать при отрицательных температурах. В системе RCC тепловой насос подключается к изолированному резервуару для воды, который либо нагревается, либо охлаждается. Затем система вентилятора и змеевика откачивает нагретый или охлажденный воздух из резервуара и через воздуховод в одну или несколько зон нагрева. Система RCC также может перекачивать горячую воду через систему лучистого обогрева пола, поэтому, когда этой зимой босым ногам будет удобно на теплом кафельном полу, вы можете поблагодарить свой RCC.

    В типичном воздушном тепловом насосе требуется резервная горелка для подачи временного тепла, когда система переключается на реверс для размораживания змеевиков. Эта резервная горелка не позволяет системе пропускать холодный воздух через регистры, пока змеевики размораживаются, что является ключевым моментом, если ваша цель — согреться.

    Некоторые могут сказать, что система RCC лучше, поскольку она использует горячую воду из бака для размораживания змеевиков, поэтому резервная горелка не требуется.Это также означает, что система никогда не дует холодным воздухом, когда этого не следует делать, и в результате вы сохраняете тепло и тепло.

    Более поздним дополнением является тепловой насос для холодного климата , названный так потому, что он может эффективно работать в более холодную погоду, чем большинство других конструкций, даже ниже 0 градусов по Фаренгейту (-18 градусов по Цельсию). Тепловой насос для холодного климата определяет минимальное количество энергии, необходимое для обеспечения желаемого уровня нагрева или охлаждения, и регулирует свою мощность в сторону увеличения или уменьшения, чтобы никогда не тратить энергию впустую.

    В холодные зимы Миннесоты эти тепловые насосы показали себя примерно в два раза более энергоэффективными, чем обычные газовые печи, что делает их чрезвычайно экологичной альтернативой. По состоянию на ноябрь 2021 года Министерство энергетики США надеется установить эти насосы в зданиях в рамках более масштабного плана администрации Байдена по инфраструктуре.

    Даже специальные тепловые насосы имеют ограничения. Читайте дальше, чтобы узнать о плюсах и минусах тепловых насосов и о том, что вам нужно знать перед их покупкой.

    Тепловой насос — хорошая идея? И это правильный выбор для вашего дома?

     

    Эта статья написана Майклом Хейнсом и AC Direct.

    Обновлено 19 января 2021 г.

    Тепловой насос может идеально удовлетворить ваши потребности, в зависимости от того, где вы находитесь и насколько холодно в вашем регионе зимой.

    Для кого эта статья? Он предназначен для тех, кто ищет новую систему охлаждения и обогрева и нуждается в некотором руководстве в процессе выбора.

    Это для вас, если вы обнаружили, что задаете любой из следующих вопросов:

    • В чем разница между тепловым насосом и системой кондиционирования?

    • Тепловой насос — хорошая идея?

    • Вы действительно экономите деньги с тепловым насосом?

    • Каковы недостатки теплового насоса?

    • Может ли тепловой насос обогреть весь дом?

    • Тепловые насосы потребляют много электроэнергии?

    • Сколько стоят тепловые насосы?

    • Как долго служат тепловые насосы?

    Мы стремимся сделать эту статью исчерпывающим руководством по тепловым насосам. Итак, мы собираемся ответить на ВСЕ эти вопросы.

    Специально для вас.

    Тепловые насосы: обзор

    Мы просмотрели, и, насколько мы можем судить, большинство статей о тепловых насосах имеют немного технический характер.

    В то время как мучительные подробности хороши для подрядчиков и продавцов ОВиК, они не очень хороши для человека, который просто хочет знать основы выбора новой системы для своего дома или офиса.

    Итак, вот основные сведения об этом обычно неправильно понимаемом чуде современного отопления и охлаждения:

    Тепловой насос — это устройство, которое перекачивает тепло.

    Мы надеемся, что это было информативно.

    Это была шутка , конечно, но она основана на правде. Перекачка тепла из одного места в другое — это действительно единственная работа, которую может выполнять тепловой насос.

    Тепловые насосы качают тепло , и они могут это делать в обоих направлениях .

    Хотите, чтобы в вашем доме было прохладнее? Тепловой насос будет откачивать тепло из вашего дома. Хотите потеплее? Как вы уже догадались, тепловой насос перекачивает тепла в ваш дом.

    Простой. Универсальный. Элегантный.

    Тепловой насос — это нагревательная система И , которая извлекает тепло из воздуха, а затем перемещает его — с помощью обработчика воздуха или «нагнетателя», как их иногда называют, — в нужное место.

    Все, что вам действительно нужно понять, это то, что даже в морозные дни в воздухе присутствует значительное количество тепла. «Холод» — понятие относительное. Для людей 32 градуса по Фаренгейту кажутся холодными из-за температуры нашего тела в 98 градусов. На самом деле в воздухе есть тепло вплоть до абсолютного нуля или -459.67°F. [1]

    Абсолютный ноль — это отсутствие всего тепла. Просто для простоты, когда внешняя (окружающая) температура составляет, скажем, 32 ° F, тепловой насос может улавливать значительное количество тепла, существующего в воздухе, через контур хладагента и «накачивать» это имеющееся тепло в ваш дом без необходимости на самом деле создать его.

    Таким образом, за счет перемещения существующего тепла происходит экономия эксплуатационных расходов; гораздо дешевле передать имеющееся тепло, чем создать его.

    Например, если ваш дом площадью 1600 кв. футов отапливается нагревательной полосой мощностью 10 кВт (это потребляет 10 000 ватт энергии в час), в большинстве районов страны эта нагревательная полоса будет стоить вам около 1,40 доллара США в час.

    С другой стороны, новый эффективный тепловой насос будет стоить около 31 цента в час для дома того же размера при той же температуре. Это экономия 78% от ваших ежемесячных эксплуатационных расходов на отопление.

    Важно отметить, что, поскольку количество доступного тепла, которое может быть передано в ваш дом, уменьшается по мере снижения температуры окружающей среды, тепловой насос всегда использует резервный источник тепла, обычно в виде нагревательной полосы, как упоминалось выше.

    Тепловой насос наиболее эффективен при температуре выше 30°С. При этой приблизительной температуре и выше тепловой насос может производить почти все тепло, необходимое для вашего комфорта, не полагаясь на гораздо более дорогой резервный источник тепла. [2]

    При снижении температуры наружного воздуха одновременно падает теплопроизводительность теплового насоса. Таким образом, тепловой насос будет продолжать производить тепло, которого будет недостаточно, чтобы обеспечить комфорт в вашем доме.

    Однако совместные усилия резервного источника тепла и самого теплового насоса будут поддерживать комфортную температуру внутри вашего дома, не полагаясь исключительно на какой-либо источник.

    Традиционные тепловые насосы усовершенствовались до такой степени, что их можно использовать в холодном северном климате, и они по-прежнему эффективны.

    Если вы живете в климате, где температура окружающей среды, как ожидается, будет опускаться ниже 15 градусов почти каждую зиму, мы рекомендуем вам изучить «гибридный» тепловой насос, также известный как «двойной вид топлива».

    Вместо использования менее эффективного электрического тепла в качестве резервного источника будет использоваться ископаемое топливо, такое как нефть или газ.

    В зависимости от вашей местной электроэнергетической компании и тарифов на ископаемое топливо (они могут сильно различаться в зависимости от региона), резервное использование ископаемого топлива может быть наиболее эффективным и действенным вариантом в более холодном северном климате. [3]

     

    В чем разница между тепловым насосом и центральным кондиционером?

    Ну, во-первых, центральный кондиционер не может обогреть ваш дом зимой. Мы думаем, что это довольно важное отличие, но не единственное. Для системы переменного тока требуется источник тепла, такой как электрическая нагревательная полоса, газовая или масляная печь.

    Когда он настроен на охлаждение вашего дома, тепловой насос работает по тому же основному принципу, что и кондиционер, охлаждая ваш дом, поглощая тепловую энергию изнутри вашего дома и выпуская ее наружу.

    Он делает это с помощью контурной системы хладагента, которая соединяет ваш наружный блок кондиционирования воздуха (конденсаторный блок) с внутренней секцией вентилятора (обработчик воздуха, газовая или масляная печь). Эта внутренняя секция вентилятора будет содержать охлаждающий змеевик, также известный как змеевик испарителя.

    Этот змеевик подсоединяется к наружному блоку (известному как конденсатор) через набор медных линий хладагента. Холодный хладагент проходит через этот внутренний змеевик, который, в свою очередь, становится очень холодным.

    Воздух в помещении вытягивается из вашего дома, а затем продувается через этот змеевик.

    В ходе этого процесса охлажденный воздух подается в вашу систему «приточных» воздуховодов и снова поступает в ваш дом через ваши регистры «приточного воздуха».

    Короче говоря, когда вы охлаждаете свой дом, тепловой насос и традиционная система кондиционирования одинаковы, но когда приходит время обогревать ваш дом, центральный кондиционер беспомощен сам по себе, в то время как тепло насос готов к работе благодаря удобной возможности изменения направления температурного обмена.

    Тепловой насос — хорошая идея?

    Мы знаем, что вы на самом деле имеете в виду:

    Подойдет ли мне тепловой насос?

    Потому что, очевидно, в целом это хорошая идея.Короче говоря, тепловой насос — отличная идея для вас, если:

    • Вам нужна более экологичная, более дешевая и более эффективная альтернатива традиционному отопительному и охлаждающему оборудованию.
    • У вас устаревшая система HVAC (обогрева или охлаждения), и вы хотите обновить ее.
    • Вам нужна более эффективная альтернатива для обогрева и охлаждения, а не использование электричества, газа или жидкого топлива в качестве источника тепла.

    Если у вас есть вопросы или вам нужна помощь, позвоните нам или напишите нам здесь .

    Нажмите, чтобы заказать по телефону
    855-634-5588

    Вы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО экономите деньги с тепловым насосом?

    Это верно не для всех сценариев, но в целом тепловые насосы находятся в авангарде гонки за энергоэффективностью.

    Тепловые насосы сконструированы таким образом, чтобы не уступать по эффективности охлаждения центральным кондиционерам и конкурировать с самыми эффективными печами, работающими на природном газе, с точки зрения затрат на отопление.

    Это означает, что вероятность того, что тепловой насос сэкономит вам деньги на отоплении, охлаждении или на том и другом, выше, чем даже.

    Следует ли заменить существующую газовую печь тепловым насосом?

    В большинстве случаев это не является необходимым или разумным, по крайней мере, с финансовой точки зрения.

    Вот почему:

    1. Чтобы переключиться с природного газа на тепловой насос, вам необходимо заменить всю систему, включая существующий наружный блок переменного тока. Это связано с тем, что наружная секция является настоящим тепловым насосом, а не внутренним блоком.
    2. Если ваша печь на природном газе эксплуатируется менее 8 лет и находится в хорошем состоянии, она может прослужить еще 7-10 лет.
    3. Если в вашей печи используется пропан (сжиженный нефтяной газ), в некоторых регионах страны цены могут быть значительно выше, чем на природный газ. Кроме того, некоторые клиенты жалуются на проблемы с доставкой и проблемы с обслуживанием у своего поставщика топлива. Если для вас это проблема, переход на тепловой насос — хороший выбор.
    4. Газовые печи имеют тенденцию быстрее нагревать ваш дом в более холодных условиях, поэтому переход на тепловой насос только ради переключения (без уважительной причины) не поощряется (по крайней мере, AC Direct).
    5. Одним из больших преимуществ перехода с газового отопления на тепловой насос является то, что тепловой насос не выбрасывает в атмосферу значительное количество ядовитых и небезопасных загрязняющих веществ, как это делают газовые печи.

    При температурах выше примерно 35 градусов (по Фаренгейту) тепловые насосы являются особенно эффективными обогревателями. Если вам интересно, почему, это потому, что они не производят тепло — они просто перемещают его, как обсуждалось ранее. Это проще в управлении.

    Таким образом, если ваши потребности в отоплении уже умеренные, тепловой насос может обеспечить контроль температуры, эквивалентный обычным системам, всего за 25-50% стоимости.

    Конечно, бывают ситуации, когда возможности теплового насоса будут на пределе.

    Продолжайте читать, чтобы узнать о них больше.

     

    Каковы недостатки теплового насоса?

    Тепловые насосы не лишены потенциальных недостатков. Цель этой статьи не в том, чтобы убедить вас в том, что вы должны бежать и звонить подрядчику по установке тепловых насосов прямо сейчас, а в том, чтобы предоставить вам информацию для принятия правильного решения в соответствии с вашими потребностями.

    Тепловые насосы могут оказаться для вас не самым экономичным вариантом при определенных обстоятельствах. Вот несколько потенциальных недостатков.

    1. Немного более высокая начальная стоимость : Тепловые насосы окупают первоначальные затраты немного дольше, если вы заменяете систему кондиционирования воздуха только электрическим обогревом.

      Несмотря на то, что ваши счета за коммунальные услуги БУДУТ снижены, ваши первоначальные затраты на установку могут быть немного выше, чем у стандартной системы отопления или охлаждения с электрическим обогревом.

      Хотя имейте в виду, что если у вас в настоящее время есть газовая или жидкотопливная печь, переход на гибридную систему на самом деле не сильно отличается от простой замены существующей печи и системы переменного тока.

      Возможно, вам потребуется пригласить электрика для обновления схемы, и это зависит от электрических требований вашего существующего наружного блока и нового наружного теплового насоса.

      Материалы и трудозатраты как для этого наружного теплового насоса, так и для замены существующей печи в значительной степени идентичны с точки зрения времени и материалов для установки нового кондиционера воздуха и внутренней печи.

    2. Менее эффективны в экстремально холодную погоду : Поскольку в режиме обогрева тепловые насосы перемещают тепло, а не производят тепло, они могут работать при температурах ниже 20 градусов по Фаренгейту.

      Если вы живете в районе с суровыми зимами, ваш подрядчик может порекомендовать гибридную систему, в которой тепловой насос выполняет большую часть обогрева, но есть дополнительная система газового отопления, которая включается, когда температура падает ниже определенной точки. .

      Это может увеличить или не увеличить ваши расходы до такой степени, что более традиционная установка HVAC будет более рентабельной.

      Кроме того, имейте в виду, что в более мягких температурных условиях тепловой насос будет подавать воздух, который не такой теплый, как тот, который может подавать печь, работающая на ископаемом топливе, хотя он по-прежнему будет удовлетворять настройке вашего внутреннего термостата либо сам по себе, либо с резервным ископаемым. топливная печь.

      Гибридные системы снижают ваши расходы на отопление, позволяя тепловому насосу выполнять основную часть работы, а газовая печь играет вспомогательную роль.На самом деле вы можете думать об этом как об аналоге гибридного автомобиля.

      Конечно, с каждым годом тепловые насосы все лучше и лучше преодолевают препятствия в условиях сильного холода. Фактически, тепловые насосы являются одним из самых быстрорастущих направлений деятельности подрядчиков по ОВКВ в штате Мэн!

    3. Тепловые насосы потребляют электричество , что может быть недостатком, если вы живете в регионе с особенно высокими затратами на электроэнергию. Существует также вопрос о том, можно ли с тепловым насосом быть углеродно-нейтральным, что, конечно, достижимо с солнечными панелями.

    Может ли тепловой насос обогреть весь дом?

    Этот вопрос немного напоминает прошлое, потому что раньше ответ был , а не всегда , но теперь, благодаря характеру инноваций HVAC, ответ почти всегда да .

    Как и в случае с центральными кондиционерами и печами, на этот вопрос трудно прийти к универсальному ответу. Тип теплового насоса, который вам понадобится, зависит от ряда факторов. Некоторые из них:

    • Площадь вашего дома или коммерческого помещения.
    • Количество этажей.
    • Планировка – открытая и закрытая планировки.
    • Расположение внутреннего блока (вентилятора или блока обработки воздуха).
    • Сумма, которую вы тратите на отопление и охлаждение на жидком топливе, газе или электричестве.
    • Тепловая оболочка вашего дома – сколько тепла он теряет и приобретает.

    Так что на этот вопрос мы бы ответили утвердительно. Тепловые насосы разработаны как системы центрального отопления и охлаждения, поэтому по своей природе они не могут обогреть и охладить весь ваш дом.

    Тепловые насосы потребляют много электроэнергии?

    Нет, особенно по сравнению с другими полностью электрическими системами обогрева. Электричество более возобновляемо, чем ископаемое топливо, но цены варьируются от округа к округу, поэтому мы часто сталкивались с этим вопросом в прошлом.

    Похоже, проблема заключается в том, что, уменьшая потребление невозобновляемых ресурсов, таких как нефть или газ, вы увеличиваете потребление электроэнергии.

    Так ты вообще копишь деньги?

    Мы бы сказали, что почти во всех случаях ответ положительный.Несмотря на то, что ваше потребление электроэнергии возрастет, оно по-прежнему будет потреблять меньше энергии, чем отопление вашего дома нефтью или газом — по крайней мере, в большинстве случаев.

    В более холодном климате это не всегда так, поскольку высокоэффективные газовые печи могут превзойти тепловые насосы в суровые зимы. Если, однако, вы используете масло или пропан, это практически гарантия того, что тепловой насос будет иметь более низкие эксплуатационные расходы.

    Кроме того, как мы упоминали ранее в этой статье , вы всегда можете соединить свой тепловой насос с солнечными панелями, что еще больше приблизит вас к углеродной нейтральности и значительно удешевит отопление и охлаждение.

    Примечание: В очень мягком климате, например, в Южной Флориде или Южном Техасе, наиболее предпочтительным вариантом часто является электрическое отопление, поскольку время нагрева крайне ограничено.

    В этих случаях ваш счет за отопление будет немного выше при электрическом нагреве, но первоначальная покупка и установка обойдутся примерно на 500-1000 долларов меньше, чем тепловой насос – но опять же, обратитесь к своему подрядчику или позвоните нам, чтобы узнать подробности!

     

    Сколько стоят тепловые насосы?

    Ну, это довольно сложный вопрос.Мы могли бы отделаться шуткой (больше, чем хлебница и меньше, чем Международная космическая станция), но вместо этого мы попытаемся распаковать ее для вас.

    Первое, что вы должны знать:

    Тепловой насос будет стоить больше, чем центральная система кондиционирования воздуха и электрическая система отопления с эквивалентной холодопроизводительностью . ( Но помните, электрическое отопление используется только в очень мягком зимнем климате.)

    Но, как и в случае с любым другим прибором, цены на тепловые насосы сильно различаются.Для контекста выполните быстрый поиск в Google холодильников потребительского класса (то есть некоммерческих, для вашего дома).

    На момент написания этой статьи мы видим диапазон цен на холодильники от 398 до 9550 долларов, даже не ковыряясь. Тепловые насосы работают по тому же принципу, и, согласно старой поговорке, вы получаете то, за что платите.

    Предлагаемый вам ассортимент систем тепловых насосов, полностью установленных квалифицированным подрядчиком, стоит в среднем от 3500 долларов США для небольших бюджетных систем до 13000 долларов США для одной высокоэффективной системы теплового насоса для больших домов.

    Большинство установок попадают посередине этих двух крайностей.

    Я бы сказал, используя общенациональную выборку, что большинство домовладельцев платят от 5500 до 8500 долларов за установку новой системы теплового насоса.

    Здесь, во Флориде, цены, как правило, ниже, чем в большинстве районов США, но, судя по моим беседам с подрядчиками и оптовыми дистрибьюторами по всей стране, для большинства домовладельцев это средняя средняя цена.

    Примечание: Эти цены в первую очередь относятся к воздушным тепловым насосам, которые на сегодняшний день являются наиболее распространенными. Существует второй тип теплового насоса, называемый геотермальным или геотермальным тепловым насосом. Они используют землю в качестве источника тепла, а не воздух, что значительно повышает эффективность.

    Однако эти системы на намного дороже в установке и требуют установки контурного теплообменника под землей или под водой рядом с вашим домом.

    Они сложны, трудны в установке, требуют значительного имущества и являются возможным вариантом только в ограниченных обстоятельствах для среднего дома или бизнеса.

    Как долго служат тепловые насосы?

    Опять же, мы будем говорить о среднем, но большинство тепловых насосов прослужат 12-15 лет. На конкретный срок службы теплового насоса могут влиять многие факторы.

    Подумайте, как некоторые люди могут водить машину и поддерживать ее в хорошем состоянии, а также проехать 200 000 миль без каких-либо серьезных проблем, в то время как другие могут водить машину той же модели и заставить ее заглохнуть через 60 000 миль.

    Некоторые факторы, влияющие на срок службы вашего теплового насоса:

    • Отсутствие регулярного технического обслуживания
    • Неверный размер (система слишком мала или слишком велика для нужд вашего дома)
    • Чрезмерно высокое или неправильное использование
    • Коррозия или экстремальные погодные условия, которые могут повлиять на наружный блок

    Вы можете продлить срок службы вашего теплового насоса так же, как вы продлеваете срок службы любой другой машины: при регулярном техническом обслуживании.

    Профилактическое обслуживание (наладка и обслуживание квалифицированным техническим специалистом) повышает вероятность того, что ваш тепловой насос будет служить для обогрева вашего дома в течение многих лет.

    Есть еще вопросы о тепловых насосах? Расскажите нам все об этом, чтобы мы могли ответить на них в будущих сообщениях!

    Если у вас есть вопросы или вам нужна помощь, позвоните нам или напишите нам здесь .

    Нажмите, чтобы заказать по телефону
    855-634-5588
    Цитаты/ссылки

    [1] Science Daily – https://www.sciencedaily.com/terms/absolute_zero.htm

    [2] 29 августа 2019 г. Джереми Хобсон https://www.wbur.org/hereandnow/2019/08/29/heat-pumps-environmentally-efficient

    [3] Экономьте деньги с гибридной печью https://www.bobvila.com/articles/hybrid-heat-pump-system/

    Мы отвечаем на 8 самых распространенных вопросов о тепловых насосах

    Тепловой насос Mitsubishi обеспечивает прохладу летом и тепло зимой.

    Тепловые насосы — это круто — все так говорят? Но они также какие-то… волшебные? Не совсем, конечно.Но технология, которая приводит в действие тепловые насосы, загадочна, если вы не являетесь экспертом в физике И нагреве и охлаждении. И большая часть литературы в Интернете либо требует, чтобы вы купили тепловой насос, либо хочет, чтобы вы НЕ покупали тепловой насос и придерживались нефти или пропана для обогрева. Поэтому мы решили демистифицировать тепловые насосы для всех и прямо ответить на вопросы, чтобы вы могли принимать осознанные решения о покупке. Готовы ли вы учиться? Вот так:

    Что такое тепловой насос?

    Тепловой насос — это автономный двухкомпонентный прибор, использующий технологию охлаждения и электричество для обогрева и охлаждения домов, предприятий и других целей.Тепловой насос состоит из двух компонентов: конденсаторного блока, который чаще всего находится снаружи дома и производит нагрев или охлаждение, и внутреннего блока, который обычно размещается на стене и пропускает горячий или холодный воздух в дом; поскольку конденсатор и система обработки воздуха разделены или «разделены» линией хладагента, тепловые насосы иногда могут называться «мини-разделителями». Тепловые насосы предлагают чрезвычайно высокие показатели эффективности, а также возможность обеспечивать отопление и охлаждение без необходимости прокладки воздуховодов в доме; поскольку работа с воздуховодом не требуется, вы можете услышать, что тепловые насосы называются «без воздуховода».

    Вот пример распространенного типа теплового насоса:

    Настенный кассетный блок теплового насоса Mitsubishi (внутренний блок) вверху и конденсатор (наружный блок) и пульт дистанционного управления внизу. Обратите внимание, что эти изображения не пропорциональны, а конденсаторы обычно имеют ширину два или более футов.

     

    Как работает тепловой насос?

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

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

    Для обеспечения тепла тепловой насос работает, извлекая тепло из воздуха за пределами вашего дома и передавая его охлаждающему хладагенту – затем хладагент сжимается, что значительно повышает температуру; затем хладагент перемещается во внутренний блок теплового насоса, который затем пропускает воздух над горячим хладагентом, повышая его температуру, чтобы удовлетворить потребность термостата в тепле внутри дома.

    Тепловой насос состоит из двух основных частей: «настенной кассеты», которая устанавливается внутри вашего дома, и блока конденсатора, который остается снаружи вашего дома.Настенная кассета теплового насоса и конденсаторные блоки соединены линией хладагента.

    Внутренний настенный кассетный блок с термостатическим управлением обеспечивает как обогрев, так и охлаждение. Когда есть потребность в тепле, тепловой насос включает вентилятор наружного блока, чтобы начать процесс извлечения тепла из воздуха за пределами вашего дома. Линия хладагента переносит это тепло к внутреннему блоку, который затем передает тепло воздуху внутри вашего дома через вентилятор внутри настенной кассеты.В режиме охлаждения происходит обратный процесс: тепло отводится из дома, а холодный воздух возвращается внутрь.

     

    В чем преимущество теплового насоса?

    Тепловые насосы действительно экономят ваши деньги на энергозатратах.

    Поскольку тепловой насос использует электричество только для производства энергии, а не для выработки тепла, он обеспечивает удивительно высокий коэффициент полезного действия. При использовании традиционного резистивного электрического нагревателя, например, электрического плинтуса или обогревателя помещений, количество выделяемого тепла пропорционально количеству используемой электроэнергии: одна единица тепла на единицу электроэнергии для 100% эффективности.

    При использовании теплового насоса коэффициент полезного действия резко возрастает, поскольку потребляемая электроэнергия используется только для питания двух вентиляторов (испарителя и конденсатора), компрессора и насоса, концентрирующего тепло снаружи и доставляющего его в ваш дом. Из-за этого тепловые насосы способны вырабатывать более 3 единиц тепла на каждую единицу электроэнергии, используемой при коэффициенте полезного действия более 300 %. При средней зимней температуре в штате Мэн 37 градусов, сезонная эффективность Mitsubishi Hyper Heat составляет около 285%

    Это означает более низкие счета за электроэнергию для комфортного дома — тепловые насосы очень недороги в эксплуатации, что увеличивает ваш счет за электроэнергию в среднем на 75 долларов в месяц за каждый тепловой насос, который постоянно работает в доме. Если вы используете тепловой насос вместе с основной системой отопления, такой как нефть, газ или электричество, вы получите дополнительную экономию, используя тепловой насос для компенсации использования основного топлива: один тепловой насос может компенсировать до 300 галлонов масла. в типичном доме, экономя деньги на дорогом ископаемом топливе. Кроме того, тепловые насосы помогут уменьшить углеродный след вашего дома.

     

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

    Тепловые насосы увеличат ваши счета за электроэнергию, но снизят расходы на другие виды топлива для отопления.

    Каждый отдельный тепловой насос (часто называемый «один к одному»), который используется ежедневно, увеличит ваш счет за электроэнергию на 50–100 долларов США в месяц. Тем не менее, тепловой насос соответственно уменьшит ваши расходы на топливо для отопления — для типичного домохозяйства, которое использует 800 галлонов масла в год, тепловой насос может уменьшить количество используемого масла на 300 галлонов. Если нефть стоит 2,75 доллара за галлон, цена за миллион БТЕ (британские тепловые единицы, стандартная мера тепла в США) составит 28,06 доллара. Чтобы получить такое же количество тепла, 1 миллион БТЕ, от теплового насоса с текущим стандартным тарифом на электроэнергию 14.5 центов за киловатт-час, это будет стоить вам 14,71 доллара. Другими словами, обогрев вашего дома тепловым насосом эквивалентен отоплению вашего дома нефтью по цене 1,44 доллара за галлон, или на 48% меньше.

     

    Каковы преимущества теплового насоса при использовании солнечной энергии?

    Дом с солнечными панелями на крыше

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

    Тем не менее, ваш тепловой насос питается от электричества, и когда вы соединяете солнечные панели для электричества с тепловыми насосами для тепла (которые используют электричество для энергии), вы обогреваете свой дом в среднем примерно на 9 центов за кВтч по сравнению с 30 центами.14,5 центов за кВтч без солнечной энергии, что эффективно снижает ваши расходы на эксплуатацию теплового насоса почти на 40% в год.

     

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

    Технический специалист True North по обслуживанию конденсаторной установки теплового насоса

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

    Различные модели тепловых насосов имеют разные рейтинги того, насколько холодным может быть охлаждение, прежде чем они перестанут быть эффективными. Для этого примера мы будем использовать рейтинг теплового насоса Mitsubishi Hyper Heat™, который обеспечивает достаточную тепловую мощность до -13 градусов по Фаренгейту.

    Тепловые насосы рассчитаны на «мощность». В этом примере, когда на улице 30 градусов, тепловой насос легко выдает 100% своей мощности с максимальной эффективностью. Однако по мере того, как температура начинает падать, производительность также начинает падать, а когда производительность начинает падать, тепловой насос будет «работать усерднее», чтобы поддерживать температуру в вашем доме.Подобно тому, как приходится нажимать на педаль газа, чтобы поднять машину на крутой холм, здесь начинают падать показатели эффективности тепловых насосов — больше энергии используется для производства меньшей мощности.

    С тепловым насосом Mitsubishi Hyper Heat™ эффективность начнет падать примерно на 2 градуса по Фаренгейту. При -2 градусах вы получите около 87% мощности устройства. А при -13 градусах вы получите около 76% мощности агрегата. Неясно, при какой температуре блок полностью перестанет работать — у нас еще не было достаточно холодного дня, чтобы продемонстрировать это с тепловыми насосами Hyper Heat™, хотя в некоторых документах Mitsubishi указывается точка остановки при -18 градусах.

    В старых домах с меньшей теплоизоляцией, большими потерями тепла или сквозняками тепловому насосу также придется работать больше, чтобы компенсировать быструю потерю тепла из-за этих проблем. Тем не менее, новые дома часто имеют превосходную изоляцию и построены так, чтобы предотвратить потери тепла — в этих случаях тепло, создаваемое тепловым насосом, сохраняется внутри дома и помогает тепловому насосу работать с большей эффективностью.

    Могу ли я отапливать свой дом тепловыми насосами без какого-либо другого источника тепла?

    В некоторых странах с более теплым климатом тепловые насосы могут быть единственным источником тепла зимой.Однако здесь, в штате Мэн, мы рекомендуем, чтобы в большинстве домов был либо основной, либо резервный источник тепла на случай очень холодных дней или длительных периодов низких температур, во время которых тепловые насосы не смогут восстановиться после потери тепла. Этими другими источниками могут быть нефть, газ, пропан, электричество или биомасса. True North предлагает тепло из биомассы, древесные гранулы или тепло на природном газе для снижения затрат на топливо для отопления и снижения выбросов углерода, которые способствуют изменению климата.

    Что такое водонагреватель с тепловым насосом?

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

    В водонагревателе с тепловым насосом используется описанная выше технология теплового насоса для нагрева горячей воды для бытовых нужд.Водонагреватели с тепловым насосом очень хорошо изолированы, и вода может очень хорошо удерживать тепло — поэтому водонагреватели с тепловым насосом могут обеспечить горячей водой типичную семью из четырех человек при очень низких эксплуатационных расходах, чаще всего 15 долларов или меньше в месяц.

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

    com!

    Страница 1 из 11

    Тепловые насосы – обзор

    2.1 Принцип работы теплового насоса

    Тепловые насосы, холодильники и тепловые машины являются тепловыми машинами. Их действие основано на термодинамических процессах, которые регулируются Первым и Вторым законами термодинамики (Cengel and Boles, 2006; Holman, 2002). Тепловые насосы и холодильники работают в обратном цикле по сравнению с тепловыми двигателями. Процессы и потоки энергии идут в обратном направлении, чем в энергетических циклах тепловых двигателей, как это схематически представлено на рис. 1.

    Рис.1. Концепция силового цикла для тепловой машины и реверсивного цикла для холодильника или теплового насоса.

    Функция тепловой машины заключается в производстве работы с использованием источника тепла. В тепловой машине используется высокотемпературный T 2 источник тепла, дающий тепловложение Q 2 для получения выхода энергии в виде работы W . Однако существует количество тепла Q 1 при более низкой температуре T 1 , которое необходимо отвести к радиатору, чтобы выполнить первый закон термодинамики.Первый закон термодинамики представляет собой закон сохранения энергии и может быть записан (см. рис. 1) следующим образом:

    (1)Q2=∣W∣+∣Q1∣

    заключается в подъеме определенного количества теплоты Q 1 от источника тепла при более низкой температуре T 1 , до более высокой температуры T 2 к радиатору. Однако, чтобы выполнить первый закон термодинамики, модернизация тепла должна производиться за счет работы W , которая передается машине.Следуя этому и рис. 1, можно видеть, что количество теплоты Q 2 к радиатору равно сумме теплоты Q 1 , извлеченной из источника теплоты, и количества работы Вт требуется в процессе, и первый закон термодинамики, описанный уравнением. (1), выполнено.

    Как уже было сказано, тепловой насос используется для подачи тепла Q 2 при высокой температуре T 2 .И наоборот, холодильник используется для извлечения тепла Q 1 при низкой температуре T 1 . Это означает, что функция холодильника состоит в том, чтобы охлаждать данный источник тепла, извлекая из этого источника определенное количество тепла Q 1 (при более низкой температуре T 1 ). В холодильнике, как и в тепловом насосе, чтобы выполнить первый закон термодинамики, для извлечения тепла из источника тепла необходимо совершить работу Вт для управления циклом, а тепло должно отводиться при более высокой температуре.На практике обе функции теплового насоса и холодильника могут совмещаться в одной машине, когда требуется одновременно и обогрев, и охлаждение. Например, такие ситуации можно встретить в спортивном центре, где некоторые чиллеры используются для охлаждения площадки для катания на коньках и в то же время они также обеспечивают нагрев горячей воды для бассейнов, работая как тепловой насос.

    Эффективность тепловой машины, холодильника и теплового насоса определяется с помощью первого закона термодинамики.В случае теплового насоса и холодильника эффективность измеряется коэффициентом полезного действия (КПД), который представляет собой отношение энергии, используемой для нагрева (в радиаторе) или для охлаждения (в источнике тепла) соответственно, к работу, которая должна быть произведена для управления циклом. Эффективность тепловой машины, холодильника и теплового насоса можно выразить уравнениями. (2а), (2б), (2в) соответственно следующим образом: =Q2W−1

    (2c)COPhp=Q2W=Q2Q2−Q1

    Из уравнения видно(2а) КПД теплового двигателя всегда меньше 1, а КПД холодильника (уравнение (2б)) на единицу меньше, чем у теплового насоса (уравнение 2в).

    Подводя итог, можно сказать, что тепловой двигатель представляет собой машину, производящую работу за счет тепла, которое передается процессу, и отводя некоторое количество тепла при более низкой температуре. И наоборот, тепловой насос — это машина, которая поднимает определенное количество тепла с более низкого температурного уровня на более высокий температурный уровень, используя работу, совершаемую машиной. Холодильник — это машина, которая извлекает определенное количество теплоты из более низкого температурного уровня и передает его на более высокий температурный уровень, также используя работу, совершённую машиной.

    Согласно второму закону термодинамики тепло не может переходить от более низкой температуры к более высокой без затрат энергии. Этот закон для обратимого цикла можно выразить следующим уравнением:

    (3a)∑QiTi=0

    Принимая во внимание уравнение (3a) и со ссылкой на используемую номенклатуру, прежде чем можно будет написать следующее:

    (3b)Q1T1−Q2T2=0

    (1) уравнение (3b) можно переписать следующим образом:

    (4)Q1T1−Q1+WT2=0

    После перестановки членов получается следующее:

    (5)Q1T1−Q1T2−WT2=0

    Поскольку T 2  >  T 1 , разница между первым и вторым членами уравнения (5) больше нуля, и работа должна быть достаточно большой, чтобы сумма равнялась 0. Таким образом, существует минимальная работа, необходимая для того, чтобы машина, т. е. тепловой насос, работала в обратимом режиме.Для рассматриваемых парокомпрессионных тепловых насосов подводимая работа представляет собой механическую энергию, обеспечиваемую электрической энергией для приведения в действие компрессора теплового насоса. Существуют и другие типы тепловых насосов, где энергия, необходимая для привода системы, подается в виде тепла, это сорбционные тепловые насосы (в данной статье не анализируются).

    Тепловой насос – обзор

    2.1 Принципы работы теплового насоса

    Тепловые насосы, холодильники и тепловые машины являются тепловыми машинами.Их действие основано на термодинамических процессах, которые регулируются Первым и Вторым законами термодинамики (Cengel and Boles, 2006; Holman, 2002). Тепловые насосы и холодильники работают в обратном цикле по сравнению с тепловыми двигателями. Процессы и потоки энергии идут в обратном направлении по отношению к энергетическим циклам тепловых двигателей, как это схематически представлено на рис. 1.

    Рис. тепловой насос.

    Функция тепловой машины заключается в производстве работы с использованием источника тепла. В тепловой машине используется высокотемпературный T 2 источник тепла, дающий тепловложение Q 2 для получения выхода энергии в виде работы W . Однако существует количество тепла Q 1 при более низкой температуре T 1 , которое необходимо отвести к радиатору, чтобы выполнить первый закон термодинамики. Первый закон термодинамики — это закон сохранения энергии, и его можно записать (см.1) следующим образом:

    (1)Q2=∣W∣+∣Q1∣

    В отличие от тепловой машины функция теплового насоса заключается в подъеме определенного количества тепла Q 1 от источника тепла при более низкой температуре T 1 , при более высокой температуре T 2 к радиатору. Однако, чтобы выполнить первый закон термодинамики, модернизация тепла должна производиться за счет работы W , которая передается машине. Следуя этому и рис. 1, можно видеть, что количество теплоты Q 2 к радиатору равно сумме теплоты Q 1 , извлеченной из источника теплоты, и количества работы Вт требуется в процессе, и первый закон термодинамики, описанный уравнением.(1), выполнено.

    Как уже было сказано, тепловой насос используется для подачи тепла Q 2 при высокой температуре T 2 . И наоборот, холодильник используется для извлечения тепла Q 1 при низкой температуре T 1 . Это означает, что функция холодильника состоит в том, чтобы охлаждать данный источник тепла, извлекая из этого источника определенное количество тепла Q 1 (при более низкой температуре T 1 ).В холодильнике, как и в тепловом насосе, чтобы выполнить первый закон термодинамики, для извлечения тепла из источника тепла необходимо совершить работу Вт для управления циклом, а тепло должно отводиться при более высокой температуре. На практике обе функции теплового насоса и холодильника могут совмещаться в одной машине, когда требуется одновременно и обогрев, и охлаждение. Например, такие ситуации можно встретить в спортивном центре, где некоторые чиллеры используются для охлаждения площадки для катания на коньках и в то же время они также обеспечивают нагрев горячей воды для бассейнов, работая как тепловой насос.

    Эффективность тепловой машины, холодильника и теплового насоса определяется с помощью первого закона термодинамики. В случае теплового насоса и холодильника эффективность измеряется коэффициентом полезного действия (КПД), который представляет собой отношение энергии, используемой для нагрева (в радиаторе) или для охлаждения (в источнике тепла) соответственно, к работу, которая должна быть произведена для управления циклом. Эффективность тепловой машины, холодильника и теплового насоса можно выразить уравнениями.(2а), (2б), (2в) соответственно следующим образом: =Q2W−1

    (2c)COPhp=Q2W=Q2Q2−Q1

    Из уравнения видно (2а) КПД теплового двигателя всегда меньше 1, а КПД холодильника (уравнение (2б)) на единицу меньше, чем у теплового насоса (уравнение 2в).

    Подводя итог, можно сказать, что тепловой двигатель представляет собой машину, производящую работу за счет тепла, которое передается процессу, и отводя некоторое количество тепла при более низкой температуре.И наоборот, тепловой насос — это машина, которая поднимает определенное количество тепла с более низкого температурного уровня на более высокий температурный уровень, используя работу, совершаемую машиной. Холодильник — это машина, которая извлекает определенное количество теплоты из более низкого температурного уровня и передает его на более высокий температурный уровень, также используя работу, совершённую машиной.

    Согласно второму закону термодинамики тепло не может переходить от более низкой температуры к более высокой без затрат энергии.Этот закон для обратимого цикла можно выразить следующим уравнением:

    (3a)∑QiTi=0

    Принимая во внимание уравнение (3a) и со ссылкой на используемую номенклатуру, прежде чем можно будет написать следующее:

    (3b)Q1T1−Q2T2=0

    (1) уравнение (3b) можно переписать следующим образом:

    (4)Q1T1−Q1+WT2=0

    После перестановки членов получается следующее:

    (5)Q1T1−Q1T2−WT2=0

    Поскольку T 2  >  T 1 , разница между первым и вторым членами уравнения(5) больше нуля, и работа должна быть достаточно большой, чтобы сумма равнялась 0.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.