принцип работы, типы, применение и эффективность тепловых насосов для отопления дома

Тепловые насосы успешно используются в быту и промышленности в Европе и США уже более 25 лет. Их особенность состоит в преобразовании так называемого низкопотенциального тепла окружающей среды: земли, воды, воздуха. На российском рынке эта экологичная технология получила распространение сравнительно недавно.

Экспериментальные поселки, которые отапливались при помощи тепловых насосов, существовали еще в Советском Союзе. То, что было смелым экспериментом в двадцатом веке, в двадцать первом – вошло в практику.

Устройство и принцип работы бытового теплонасоса

Тепловой насос – это система, с помощью которой можно переносить тепло от менее нагретого тела к более нагретому, увеличивая температуру последнего. Тепловые насосы являются альтернативными источниками энергии, позволяющими получать дешевое тепло без вреда для окружающей среды.

Принцип работы бытового теплонасоса основан на том факте, что любое тело с температурой выше абсолютного нуля обладает запасом тепловой энергии. Этот запас прямо пропорционален массе и удельной теплоемкости тела. Если в этом контексте обратить внимание, например, на моря, океаны, подземные воды, обладающие огромной массой, можно прийти к выводу, что их грандиозные запасы тепловой энергии можно частично использовать для отопления домов без ущерба мировой экологической обстановке. «Взять» тепловую энергию какого-либо тела можно, если охладить его. Грубый расчет выделяемого при этом тепла возможен по формуле: Q = C*M*(T2 − T1), где Q − полученное тепло, C − теплоемкость, M – масса, T1 − T2 − температура, на которую было произведено охлаждение тела. Формула показывает, что при росте массы теплоносителя разница температур может быть небольшой. Например, охлаждая 1 кг теплоносителя от 1000 до 0 ^o С, можно получить столько же тепла, сколько даст охлаждение 1000 кг от 1 до 0 ^o С.

Типы тепловых насосов

По виду передачи энергии тепловые насосы бывают двух типов:

• Компрессионные . Основные элементы установки – это компрессор, конденсатор, расширитель и испаритель. Используется цикл сжимания-расширения теплоносителя с выделением тепла. Этот тип тепловых насосов прост, высокоэффективен и наиболее популярен.
• Абсорбционные . Это теплонасосы нового поколения, использующие в качестве рабочего тела пару абсорбент-хладон. Применение абсорбента повышает эффективность работы теплового насоса.

По источнику тепла выделяют тепловые насосы:

• Геотермальные . Тепловая энергия берется из грунта или воды.
• Воздушные . Тепло извлекается из атмосферы.
• Использующие вторичное тепло . В качестве источника тепла используются воздух, вода, канализационные стоки.

По виду теплоносителя входного/выходного контура:

• Тепловые насосы «воздух-воздух» . Этот вид тепловых насосов забирает тепло у более холодного воздуха, еще больше понижая его температуру, и отдает его в отапливаемое помещение.
• Тепловые насосы «вода-вода» . Используется тепло грунтовых вод, которое передается воде для отопления и горячего водоснабжения.
• Тепловые насосы «вода-воздух» . Используются зонды или скважины для воды и воздушная система отопления.
• Тепловые насосы «воздух-вода» . Атмосферное тепло используется для водяного отопления.
• Тепловые насосы «грунт-вода» . Трубы прокладываются под землей, и по ним циркулирует вода, забирающая тепло из грунта.
• Тепловые насосы «лед-вода» . Для нагревания воды в системе отопления и горячего водоснабжения используется тепловая энергия, которая высвобождается при получении льда. Замораживание 100-200 л воды способно обеспечить обогрев среднего дома в течение часа.

Расчет эффективности тепловых насосов для отопления

Для того чтобы тепловой насос был эффективным, он должен давать тепловой энергии больше, чем потреблять электрической. Это соотношение называется коэффициентом преобразования. Коэффициент преобразования может меняться в зависимости от разницы температур входного и выходного контура. Чем холоднее снаружи, тем менее эффективна система. Для разных типов тепловых насосов коэффициент преобразования может варьироваться от 1 до 5. Для объективной оценки теплового насоса требуется дополнительный параметр годовой эффективности.

Эффективность конкретного теплового насоса будет зависеть от множества факторов, и ее расчет достаточно сложен. Дать обобщенную формулу, которая бы работала всегда, практически невозможно. Поэтому каждый конкретный случай требует обращения к экспертам, которые в зависимости от поставленной задачи и ее условий подберут необходимый тип теплового насоса и объем хладагента.

Сферы применения и степень распространения

Тепловые насосы востребованы прежде всего в случаях, когда другие способы организации системы отопления обходятся значительно дороже. Растущая распространенность тепловых насосов на производстве и в быту связана со следующими их преимуществами:

• Экономичность . Для передачи в отопительную систему 1 кВт•ч тепловой энергии, установке требуется в среднем затратить всего 0,2-0,35 кВт•ч электроэнергии.
• Простота эксплуатации.
• Упрощение требований к системам вентиляции помещений, повышение уровня пожарной безопасности.
• Возможность переключения с зимнего режима отопления на летний режим кондиционирования.
• Компактность и бесшумность , что делает тепловой насос привлекательным для отопления частного дома.

По данным Европейской ассоциации тепловых насосов, до недавнего времени европейский рынок этого оборудования был в основном сосредоточен во Франции. В последние несколько лет рынки стали расширяться в Германии, Великобритании и Восточной Европе. По оценке Мирового энергетического комитета, уже в ближайшие пять лет доля отопления и горячего водоснабжения от тепловых насосов будет составлять в развитых странах не менее 75%.

Общий недостаток тепловых насосов – не очень высокая температура нагреваемой воды. Как правило, она составляет 50-60 ^o С.

Это интересно!

Впервые в Москве теплонасосная система горячего водоснабжения для многоэтажного дома была сдана в эксплуатацию в микрорайоне Никулино-2 в 2002 г. Проект был реализован при участии Министерства обороны РФ.

Стоимость оборудования

Традиционное решение для частных домов и коттеджей – газовое отопление. Однако вариант теплового насоса значительно выгоднее и удобнее. Чтобы установить газовый котел, требуются специальный дымоход, вентиляция, а также целый набор разрешительных документов. Применение тепловых насосов избавит вас от этих проблем и существенно сэкономит ваши средства. Чтобы провести газ в Подмосковье, потребуется около $20 000, и это в том случае, если ваш дом удален от газопровода менее, чем на 1 км, – иначе затраты вырастут в несколько раз! Помимо этого, придется учесть скорость работы отечественных газовщиков. Установка теплового насоса «под ключ» стоит от $15 000, а работы занимают всего 2-3 недели.

Из всего вышесказанного можно сделать однозначный вывод: использование тепловых насосов – это эффективное, простое в монтаже, экологичное и экономичное решение для организации отопления и горячего водоснабжения в частном доме.

Принцип работы теплового насоса. Как работает тепловой насос?

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

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

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

Что такое Тепловой Насос?

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

Тепловой насос Грунт-Вода

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

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

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

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

ВИДЕО: Как работает тепловой насос Грунт-Вода?

Что делает Тепловой Насос?

Тепловые насосы — тепловые машины, которые предназначены для производства тепла с использованием обратного термодинамического цикла. Тепловые насосы переносят тепловую энергию от источника с низкой температурой в систему отопления с более высокой температурой. В процессе работы теплового насоса происходят затраты энергии, не превышающие объем произведенной энергии.

Прямой цикл Карно

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

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

Передать тепло от холодного тела (грунт, вода, воздух) возможно только при затрате работы (в случае с тепловым насосом — затраты электрической энергии на работу компрессора, циркуляционных насосов и пр.) или другого компенсационного процесса.

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

Как работает Тепловой Насос?

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

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

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

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

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

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

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

Хладагент R-410А, используемый в тепловых насосах

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

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

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

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

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

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

ВИДЕО: Принцип работы теплового насоса Грунт-Вода

Принцип работы теплового насоса

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

Рабочий цикл теплового насоса можно разделить на четыре следующие этапы:

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

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

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

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

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

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

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

2. Сжатие хладагента компрессором.

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

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

ВИДЕО: Как работает холодильник с компрессором

3. Передача тепла в систему отопления (конденсация).

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

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

4. Понижение давления хладагента (расширение).

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

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

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

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

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

Принцип работы теплового насоса, что такое тепловой насос, оборудование для отопления

Тепловий насос Нitachi купити стало не лише престижно, а й економічно вигідно за всіма параметрами.

• Основними перевагами обладнання є його універсальність: працює на опалення, кондиціювання та гаряче водопостачання будь-якого будинку і квартири за низьких експлуатаційних витрат.
• У новій лінійці теплових насосів Yutaki від Hitachi представлено 70 моделей продуктивністю від 7 до 32 кВт.
• Тепловий насос для опалення будинку за ціною впевнено конкурує з іншим опалювальними агрегатами.
• Устаткування повністю вдосконалили, щоб вигідно виокремлюватися серед конкурентів.
• Насос для системи опалення з лінійки Yutaki Hitachi відрізняється від попередніх моделей потужністю установок, збільшенням коефіцієнта ефективності СОР, а також наявністю спеціального комплекту для кондиціювання.
• Новий білий дизайн установок робить їх максимально підходящими навіть для найвишуканішого інтер’єру.
• Купити тепловий насос цього бренду – економія коштів на опаленні, охолодженні і ГВП житла, очевидна вигода у зв’язку з постійним підвищенням всіх тарифів на опалення.

Де замовити теплові насоси в Києві?

Щоб обладнання радувало вас тривалим терміном служби й ефективною безперебійною роботою, замовте теплові насоси в Україні від перевіреного бренду. Компанія Hitachi на українському ринку представляє свою продукцію вже більше 20 років. Наш тепловий насос за ціною в Києві впевнено конкурує з іншими провідними виробниками і дозволяє стати володарем функціонального агрегату без зайвих фінансових витрат.

Ми пропонуємо теплові насоси Нitachi в Києві за цінами виробника

У нас представлена офіційна продукція бренду, що дозволяє пропонувати клієнтам теплові насоси за ціною без накруток. Пряма співпраця з японською корпорацією гарантує доступну вартість теплового насосу всіх моделей, своєчасні постачання та регулярне оновлення асортименту.
У нас також можна замовити тепловий насос під ключ — ми візьмемо на себе всі турботи про доставку, встановлення та запуск обладнання.

Встроенный тепловой насос, использующий углекислый газ — DENSO

Один из примеров современных энергосберегающих технологий — восстанавливаемый встроенный тепловой насос на углекислом газе.

О технологии
Тепловой насос воздух-вода — очень эффективное устройство для обогрева помещений и нагрева воды. Его производительность на 60 процентов выше, чем у электрического нагревателя. Технология похожа на ту, что используется в системах кондиционирования: она состоит из компрессора и теплообменников и выделяет тепло из окружающего воздуха и нагревает воду.

Тепловой насос на углекислом газе воздух-вода отлично подходит для:

• Нагрева воды до высокой температуры для домашнего применения
• Нагрева жилых помещений с хорошей теплоизоляцией (дома с близким к нулю энергопотреблением и здания с пассивным нагревом)

О продукте
В Японии в 2001 году DENSO впервые выпустили хладагент на углекислом газе для своих тепловых насосов воздух-вода. Известный как ‘Eco-Cute’, этот продукт имел улучшенные характеристики энергосбережения и электропотребления. Изобретение получило шесть всемирно признанных наград в области энергетики и сохранения окружающей среды, включая награду американского агентства по охране окружающей среды в 2002 году.

Тепловой насос на углекислом газе воздух-вода от DENSO был впервые представлен в Европе в 2009 году и установил новые стандарты легкости, компактности и бесшумности. Он поставляется как оригинальный многими производителями тепловых насосов. В настоящее время тепловые насосы DENSO, использующие углекислый газ, начинают использоваться по всей Европе, снабжая дома теплом и горячей водой.

Уникальность DENSO
Когда инженеры DENSO разрабатывали тепловой насос, они хотели достигнуть теплового комфорта и эффективности способом, максимально сохраняющим окружающую среду, т.е. в соответствии с основными представлениями DENSO о будущем безопасном и экологичном мире.

Первым прорывом было решение о смене хладагента. Обычно тепловые насосы используют синтетический хладагент, такой как R410A, которому присвоен рейтинг 1725 в списке угроз глобального потепления. Чтобы избежать этого, тепловой насос DENSO впервые в мире использует хладагент натурального происхождения — углекислый газ, который имеет рейтинг, равный всего лишь 1.

* Данный продукт не доступен для Российской Федерации, Казахстана и Белaруси. За подробной информацией и по вопросам поставок, пожалуйста, обращайтесь напрямую в DENSO Europe B.V.

Тепловой насос «Горячая Консоль»

TCL представила новый кондиционер (тепловой насос) способный работать на обогрев до -30°С

Hot Air Console «Консоль Горячего Воздуха» новейший инновационный продукт TCL наиболее подходящий для регионов как с умеренным, так и с холодным климатом! В первую очередь это высокомощный тепловой насос для обогрева воздуха в помещении, а также эффективный инверторный кондиционер для летнего времени года. Отличительной особенностью теплового насоса TCL в сравнении с обычным кондиционером является сохранение эффективности обогрева по мере снижения температуры уличного воздуха вплоть до -30ºС, при этом воздушный обогрев с помощью теплового насоса TCL в зимнее время будет происходит существенно быстрее в сравнении с электрическими конвекторами и масляными обогревателями, работающими на принципах естественной конвекции, а также будет в 2,5-3 раза дешевле за счет снижения затрат на электроэнергию.

Вы спросите:

— что такое тепловой насос?

— для чего он нужен?

— чем тепловой насос (горячая консоль) TCL отличается от обычного кондиционера «тепло/холод»?

— где его применять?

С удовольствием отвечаем на ваши вопросы по порядку

Что такое тепловой насос:

— Любой кондиционер (сплит-система) по своей сути является тепловым насосом, так как он не превращает в тепло электроэнергию, потребляемую из сети, как это делают обычные конвекторы и электрообогреватели, а лишь расходует ее на перенос тепла из помещения на улицу и наоборот.

Как правило, среди обывателей, тепловыми насосами принято называть кондиционеры, которые могут работать не только в режиме охлаждения, но и в режиме обогрева, но еще раз подметим что даже те кондиционеры, которые работают только на «холод» тоже являются тепловыми насосами!

Для чего он нужен:

— В первую очередь он нужен для обогрева помещений, а не для их охлаждения. Но при этом данные тепловые насосы прекрасно справляются и с задачей по охлаждению помещений!

Чем тепловой насос (горячая консоль) TCL отличается от обычного кондиционера «тепло/холод»:

— Отличается предназначением! Классические кондиционеры разрабатывались для охлаждения помещений, и далее год от года улучшали свои мощностные характеристики, показатели энергоэффективности, допустимый температурный диапазон работы (особенно в сторону плюсовых температур), но при этом нижней границей температуры наружного воздуха для работы в режиме обогрева является значение -15°С и еще реже -20°С.

У тепловых насосов TCL данной серии нижний порог рабочей температуры в режиме обогрева -30°С. При этом, даже при температуре -30°С на улице тепловые насосы TCL продолжают стабильно работать без риска повреждения и выхода из строя.

Так как тепловые насосы сделаны специально для работы на обогрев при отрицательных температурах в них применен ряд инженерных решений, благодаря чему не происходит потеря мощности охлаждения (относительно номинальной) даже при температуре -20°С на улице.

Где его применять:

— Основное место применения тепловых насосов — это загородные строения, не подключенные к линии центрального газоснабжения или теплоснабжения. А также регионы где температура зимой крайне редко опускается ниже -30°С. К данным регионам можно смело отнести всю среднею полосу и юг России. Везде где речь идет об отоплении помещения за счет использования электричества, установка теплового насоса позволит, в среднем, в три раза сэкономить на затратах на электроэнергию.

Установка теплового насоса, в среднем, окупается уже через три года его использования. А если брать в расчет что летом в данных регионах предполагается использование кондиционеров, то установка теплового насоса становится вдвойне выгодной так как сочетает в себе эффективное устройство как для обогрева помещений, так и для его охлаждения летом.

Вместо установки электрического котла и отдельно кондиционера вы можете использовать всего одно устройство для данных целей, тем самым существенно сократить начальные затраты.

Принцип работы тепловых насосов: стоит ли их устанавливать дома

Содержание:
Принцип работы тепловых насосов: альтернатива газовому отоплению
Тепловые насосы для отопления дома: устройство системы отопления
Несколько слов об экономичности тепловых насосов

Ни для кого не секрет, что дороговизна и катастрофическая нехватка природных энергетических ресурсов дала толчок развитию так называемой альтернативной энергетики. Сегодня человечество стремится достать энергию отовсюду, откуда только возможно. Как говорится, для достижения цели все средства хороши. Одним из таких альтернативных способов добычи тепловой энергии и является тепловой насос. В этой статье вместе с сайтом stroisovety.org мы узнаем принцип работы тепловых насосов, ознакомимся с устройством отопительной системы и разновидностями этих агрегатов.

Отопление дома тепловым насосом фото

Принцип работы тепловых насосов: альтернатива газовому отоплению

Можно смело утверждать, что с тепловым насосом знакомы все, причем с самого детства. Другое дело, что большинство людей этого даже не подозревает. Речь идет об обыкновенном холодильнике – именно в нем наглядно представлена работа такого устройства, только назначение у него немного иное. Если вы обращали внимание, то кроме холода, сохраняемого в холодильнике, его оборудование также вырабатывает и тепло (кстати, оно отбирается у продуктов, находящихся в холодильнике). Это видно по задней панели, которая, как правило, все время горячая. Именно это тепло направляют тепловые насосы на обогрев дома.

Точно по такому же принципу современные тепловые насосы могут отбирать тепло из почвы, воды и даже воздуха. Наибольшую эффективность в работе показали тепловые насосы, берущие энергию почвы или воды. С воздухом дела обстоят немного хуже, так как его температура в зимний период низкая, и тепла из него можно извлечь не так уж много.

Как работают тепловые насосы для дома

Если разбираться более подробно с принципом работы теплового насоса, то он выглядит следующим образом. Жидкость, имеющая хотя бы небольшую плюсовую температуру, прогоняется через испаритель, в котором она охлаждается примерно на 5˚С. Эти пять градусов попадают в компрессор, который сжимает жидкость, увеличивая тем самым его температуру. После компрессора нагретая жидкость поступает в теплообменник, где она остывает, отдавая тепло контуру отопления или горячего водоснабжения. Остывшая в теплообменнике вода вновь поступает в испаритель, где заново начинается цикл ее нагрева.

Тепловые насосы для отопления дома фото

Тепловые насосы для отопления дома: устройство системы отопления

Все системы отопления, основанные на принципе работы теплового насоса, состоят их трех основных частей – это зонд, посредством которого осуществляется отбор тепла, непосредственно сам тепловой насос и привычная всем жидкостная система отопления. Начнем по порядку.

1. Зонд. По сути это обширная система трубопроводов, представляющая собой огромный змеевик, помещенный в грунт или в воду, или же если речь идет про тепловой насос воздух-воздух, размещенный на продуваемом всеми ветрами придомовом участке. В задачи зонда входит сбор тепловой энергии из определенной среды и ее передача тепловому насосу.
2. Тепловой насос. С принципом его работы мы уже ознакомились. Единственное, о чем здесь можно еще рассказать, так это о его видах. А их несколько.

   Тепловой насос для дома фото

   • Грунт-вода. Призван извлекать тепло из почвы и передавать его посредством жидкости к отопительным приборам.
   • Тепловой насос вода-вода. Извлекает тепло из жидкости и с его же помощью передает отопительным приборам дома.
   • Вода-воздух. Тепло, выделенное из воды, передается в дом посредством системы воздушного отопления.
   • Тепловой насос воздух-воздух. Работает в паре с системой воздушного отопления и извлекает тепло из воздуха.
3. Система отопления. Важным ее элементом является теплообменник – именно от его способности передавать тепло из одной среды в другую во многом зависит эффективность использования ресурсов теплового насоса.

Принцип работы тепловых насосов

Несколько слов об экономичности тепловых насосов

Не нужно считать, что отопление дома тепловым насосом оправдано на все 100%. Это не панацея и уж тем более не нескончаемый бесплатный источник энергии. Для работы теплового насоса требуется электрическая энергия, которой понадобится не так уж и мало. Чтобы добыть 10кВт тепла, тепловому насосу понадобится израсходовать порядка 2,5–3кВт электрической энергии.

Сравнивать киловатты тепла и киловатты электричества, как это делает большинство реализаторов этой продукции, не совсем правильно. Здесь нужно исходить из экономической составляющей. Сколько понадобится денег, чтобы обогреть дом, например, в течение суток – не намного меньше, чем на эту работу затратит обыкновенный электрический котел. Кроме того, всю мнимую экономию энергоресурсов сводит на нет высокая стоимость установки подобной системы отопления – срок ее окупаемости исчисляется несколькими десятками лет, особенно если учесть все нюансы ее работы.

Преимущества и недостатки тепловых насосов

Дело в том, что с понижением температуры окружающей среды эффективность установки резко падает, и уже при температуре воздуха в -5˚С агрегаты начинают потреблять чуть ли не вдвое больше электрической энергии от заявленного производителем. А что будет в условиях наших суровых зим? Для эффективной работы такой системы необходим источник тепла изолированный от внешних факторов – прав тот, кто использует в качестве источника энергии подземные водоемы, чья температура намного выше, чем у почвы или воды подо льдом. Вспомните, насколько промерзает почва в ваших широтах? На метр или больше? Для эффективной работы зонд придется закопать в три, а то и четыре раза глубже. Такой подход к делу повлечет за собой увеличение стоимости установки отопления тепловым насосом.

Вот и получается, что тепловой насос – это очередное нововведение технически развитых стран с целью наживы. Нужно понимать, что пока есть газ, нефть и уголь, позволяющие набивать карманы капиталистам, все серьезные альтернативные разработки в области энергетики будут искусственно затормаживаться. Кому нужно то, что нельзя продать и извлечь из этого выгоду? Тепловой насос для дома к этой категории не относится – сам он стоит недешево, и расходы электричества у него немалые.

Отопление частного дома тепловым насосом

Ну и в заключение хотелось бы уделить немного внимания преимуществам, которыми предлагают нам воспользоваться продавцы, приобретя и установив систему отопления тепловым насосом.

1. Экономичность. С ней мы уже разобрались и пришли к обратному результату.
2. Повсеместность использования (в том смысле, что установить такую систему отопления можно в любом уголке земного шара). Можно, но, опять же, это связано с дополнительными затратами на установку и эксплуатацию оборудования, что делает его использование неэффективным с экономической точки зрения.
3. Экологичность. С этим не поспоришь.
4. Универсальность. В летний период предлагается использовать тепловой насос для охлаждения помещений. Вам не кажется, что дороговатый получается кондиционер?
5. Эффективность обогрева. Стоит только обратить внимание на небольшие уточнения, что тепловой насос отлично справляется со своей работой только в хорошо утепленных и изолированных от внешних факторов помещениях, как сразу все становится ясно с его несостоятельностью полноценно обогревать дом в лютые морозы.
6. Безопасность эксплуатации. Возможно это и так, только, на мой взгляд, все, что связано с техникой, не может быть безопасным на сто процентов.

Вот так обстоят дела с альтернативным отоплением – несмотря на уникальный принцип работы тепловых насосов, такое отопление является лишь жалкой попыткой продать человечеству еще одну несостоятельную технологию. На мой взгляд, вокруг этого устройства слишком много излишнего шума – скорее всего это очередная грамотно спланированная рекламная кампания.

Автор Александр Куликов

Тепловые насосы: вопросы и ответы — Энергетика и промышленность России — № 15-16 (107-108) август 2008 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 15-16 (107-108) август 2008 года

– Тепловые насосы совершенно не влияют на геологию земли и для грунта они не вредны. К нам часто обращаются по другим проблемам, связанным с применением тепловых насосов, в том числе и экологическим. Это понятно – продукция сравнительно недавно появилась на рынке и, разумеется, вызывает интерес. На сайтах некоторых компаний, работающих в нашей области, есть перечень наиболее часто задаваемых посетителями вопросов, там же опубликованы ответы на них. Есть такой список и у нас. Я думаю, читателям газеты будет интересно с ним ознакомиться.

– Каков принцип действия теплового насоса?

– Тепловой насос – это устройство, которое температуру окружающей среды (земли, воды, воздуха) преобразует в высокую температуру, используемую для отопления и производства горячей воды. Тепло забирается из земли через пластиковый трубопровод. В трубах циркулирует незамерзающая жидкость, которая передает собранное тепло в испаритель теплового насоса. В испарителе незамерзающая жидкость отдает свою энергию фреону, который преобразуется в пар и сжимается в компрессоре. Из‑за резкого увеличения давления температура паров фреона резко поднимется. Далее горячие пары попадают в конденсатор, где передают тепло в тепловую систему. Остывшая незамерзающая жидкость по трубам возвращается в грунт, где снова собирает тепло. Энергия используется только для переноса тепла, поэтому этот способ обогрева является одним из самых дешевых. По такому же принципу работает холодильник, только здесь тепло забирается изнутри и передается в окружающую среду через решетки, находящиеся на задней стенке холодильника.

– Какая жидкость циркулирует в коллекторе?

– В коллекторе циркулирует незамерзающая жидкость. Основой жидкости может быть этанол или гликоль. Основное требование к жидкости: температура замерзания должна быть не выше –16° C.

– Какая труба используется для коллектора?

– Для коллектора используется полиэтиленовая труба, которая не ржавеет, не гниет – и поэтому долговечна. Диаметр трубы – 40 миллиметров.

– На какую глубину закапывается коллектор?

– Производители рекомендуют закапывать коллектор на один метр. На такой глубине тепла достаточно в течение всего года, и тепловой насос работает эффективно. Таким образом обеспечивается нормальная температура работы коллектора, необходимая для работы теплового насоса (от –5° C до +20° C).

– Что лучше – скважина или горизонтальный коллектор?

– Большинство тепловых насосов монтируются с горизонтальным коллектором. Из‑за высокой цены скважина как источник тепла используется лишь там, где недостаточно места для установки горизонтального коллектора, а также если участок у дома уже приведен в порядок.

– От чего зависит длина коллектора или глубина скважины?

– Длина коллектора или глубина скважины зависит от тепловых особенностей дома – теплопотерь, внутренней системы отопления, мощности выбранного теплонасоса и особенностей грунта.

– Какая площадь участка требуется для укладки коллектора?

– Обычный горизонтальный коллектор занимает площадь в 2‑3 раза больше отапливаемой площади дома.

– Растет ли трава на том месте, где закопан коллектор?

– Коллектор не влияет на произрастающую над ним растительность. В местах, где планируется посадка деревьев, коллектор рекомендуется закопать поглубже. При этом на месте, где закопан коллектор, нельзя ничего строить.

– Можно ли использовать одну и ту же скважину и для теплового насоса, и для питьевой воды?

– Для теплового насоса и для питьевой воды необходимы разные скважины, так как их оборудуют по разным принципам. Тепловой насос охлаждает скважину, и нерационально ту же самую воду нагревать дома.

– Сколько места занимает котельная с тепловым насосом?

– Для установки теплового насоса достаточно небольшого помещения, например, для наиболее популярного Fighter 1220 с трубами достаточно нескольких квадратных метров. Если выбран тепловой насос с отдельным бойлером, необходима несколько большая квадратура (примерно 4‑6 м2, в зависимости от конфигурации котельной).

– Какие требования предъявляются к котельной?

– Никаких специальных требований нет. Нет необходимости в наличии окон, дымохода. Поэтому, уже проектируя дом, не обязательно предусматривать котельную у наружной стены. Однако не рекомендуется устанавливать тепловой насос у стены, за которой находится спальня.

– Громко ли работает тепловой насос?

– Конструкция тепловых насосов Nibe Fighter такова, что компрессор и холодильная часть находятся в отдельном корпусе. Это означает, что компрессор теплового насоса помещен в двойном корпусе, что обеспечивает низкий уровень шума.

– Какое напряжение необходимо для теплового насоса?

– Тепловому насосу требуется трехфазный электрический привод, однако некоторые модели могут использовать напряжение в 220 В.

– Что происходит с тепловым насосом при перепаде напряжения?

– При исчезновении, а затем при появлении напряжения тепловые насосы Nibe включатся и далее будут работать в том же режиме, как и ранее. Все ранее заданные параметры сохраняются.

– Какую площадь можно отапливать при помощи тепловых насосов?

– Тепловые насосы выпускают различной мощности, поэтому ими можно отапливать помещения различных размеров – от маленьких частных домов до промышленных зданий. Соединив, например, Fighter 1320 в цепь до 9 штук, можно отапливать огромную площадь.

– Можно ли отапливать одним тепловым насосом несколько отдельных домов?

– Технически это возможно, но нельзя будет обсчитать использованное отдельными домами тепло, так как затраты на тепло зависят не только от площади отапливаемого помещения, но и от термических характеристик дома – отопительной системы, поддерживаемой в комнатах температуры, использования горячей воды.

– Какой максимальной температуры в отопительной системе может достигнуть тепловой насос?

– Максимальная температура, достигаемая с помощью компрессора в отопительной системе – 55‑70° C, в зависимости от модели теплового насоса.

– Какую отопительную систему лучше выбрать для дома, используя тепловой насос?

– Так как эффективность теплового насоса зависит от температуры, подаваемой в отопительную систему, и от температуры, получаемой из грунта, лучше выбирать низкотемпературную отопительную систему. Наиболее эффективно тепловой насос работает, если в доме установлена напольная система отопления.

– Что такое коэффициент полезного действия теплового насоса COP?

– Коэффициент полезного действия COP (Coefficient of Performance) определяет эффективность теплового насоса. Он показывает, сколько тепла kWh при установленных условиях произведено на затрату 1 kWh электроэнергии. Чем больше коэффициент, тем эффективнее тепловой насос и тем дешевле производимое тепло. По стандартам EN 255 эффективность всех тепловых насосов указывается при 0 / 35° C и 0 / 50° C. Первое число показывает температуру жидкости, входящую из земли, второе число показывает температуру жидкости, подаваемую в систему отопления.

– Готовят ли тепловые насосы горячую воду?

– Тепловые насосы отапливают помещения и готовят горячую воду. Например, тепловой насос Fighter 1220 имеет встроенный бойлер на 160 литров, с оболочкой на 45 литров.

– Какова максимальная температура горячей воды?

– Максимальная температура горячей воды, производимой тепловым насосом, составляет 65° C,
при помощи вмонтированного электрического тэна ее можно повысить до 80° C.

– Требуется ли техническое обслуживание и сколько оно стоит?

– Никакого специального обслуживания тепловой насос не требует, поэтому никаких дополнительных расходов с этим не связано.

– Сколько времени будет служить тепловой насос?

– Срок службы теплового насоса рассчитан на продолжительную работу – без проблем он должен прослужить не менее 20 лет.

– Возможно ли с тепловыми насосами использование более дешевого ночного тарифа электроэнергии?

– Параметры установок теплового насоса можно изменять в течение суток, недели, обеспечивая таким образом максимальный комфорт и использование более дешевого ночного тарифа электроэнергии.

– Можно ли тепловыми насосами комбинировать вентиляционную систему?

– С тепловыми насосами Nibe (которые реализует наша компания) можно использовать вентиляционный модуль Nibe FLM 30 или FLM 40. Такой модуль выполняет не только функцию проветривания помещения, но и возвращает часть тепла, выходящего с воздухом на улицу.

– Можно ли тепловыми насосами подогревать воду в бассейне?

– Да, все тепловые насосы содержат такую функцию, а также функцию контроля процесса обогрева.

– Можно ли управлять тепловыми насосами на расстоянии?

– Смонтировав дополнительное устройство, тепловыми насосами можно управлять через Интернет и GSM. Это особенно актуально, если тепловой насос смонтирован в усадьбе и высокая температура нужна редко.

– Может быть, лучше выбрать более мощный тепловой насос?

– Тепловой насос нужно подбирать в зависимости от отапливаемой площади помещения. Более мощный насос будет работать неэффективно, кроме того, установка более мощного насоса повлечет дополнительные финансовые затраты.

– Можно ли самому смонтировать тепловой насос?

– Да. Специалисты бесплатно предоставят все необходимые схемы, проконсультируют, помогут запустить тепловой насос, а также предоставят гарантию.

Не менее любопытную информацию автор обнаружил на сайте ООО «Терминал столица». Вот некоторые из вопросов, на которые отвечали сотрудники этой компании.

– Эффективно ли использовать тепловой насос в промышленности?

– Промышленное теплоснабжение с тепловыми насосами может осуществляться за счет собственного тепла предприятия, выделяющегося от технологических процессов, которое в отсутствии условий регенерации тепла тратится попросту. Тепловой насос дает реальную возможность регенерации этого тепла в тепловые сети данного предприятия, а также в сети горячего водоснабжения, что помогает решить проблему промышленного теплоснабжения. Он наряду с промышленным теплоснабжением может выполнять функцию охлаждения технологического оборудования, а также поддержания требуемых режимов охлаждения. Выработанное при этом тепло может передаваться в сеть промышленного теплоснабжения предприятия. Тепловой насос, работающий на сточных водах предприятия, может решить все проблемы отопления и горячего водоснабжения.

– Какова область применения тепловых насосов?

– По данным Министерства энергетики РФ, применение теплового насоса в 1,2‑2,5 раза выгоднее самой эффективной (газовой) котельной. Применение теплового насоса целесообразно в качестве системы автономного обогрева и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений, для теплоснабжения и горячего водоснабжения индивидуального жилья. Применение теплового насоса целесообразно для охлаждения помещений любого рода: для охлаждения и кондиционирования загородных домов, для охлаждения кладовок, хранилищ, погребов, охлаждения производственных помещений и технологического оборудования.

Что такое тепловой насос и как он работает?

Если вы подумываете о различных источниках отопления и охлаждения вашего дома, тепловой насос обязательно должен быть в вашем списке. Хотя их покупать дороже, они обычно потребляют меньше энергии, что означает более низкие счета за коммунальные услуги.

Тепловые насосы — это экономичный способ обогрева и охлаждения вашего дома. Если вы используете масляную или электрическую систему отопления, вы можете значительно сэкономить.

Что такое тепловой насос и как он работает?

Тепловые насосы названы правильно. Они перемещают — или перекачивают — тепло из одного места в другое, используя компрессор и жидкий или газовый хладагент. Тепло извлекается из внешних источников, а затем перекачивается в помещения. Компрессор перекачивает хладагент между двумя змеевиками теплообменника. В одном змеевике хладагент испаряется при низком давлении, что позволяет ему поглощать тепло.

Затем хладагент сжимается и направляется во второй змеевик, в результате чего он конденсируется под высоким давлением. Затем тепло выпускается и отправляется в дом.

Системы с тепловым насосом реверсивные. Это позволяет отводить тепло в дом зимой и отводить тепло летом.

Можно
думайте о своем холодильнике как о форме
тепловой насос, работающий в режиме охлаждения. Ваш холодильник — это изолированный прибор с подключенным тепловым насосом. Змеевик испарителя поглощает тепло и передает его за пределы агрегата. Конденсатор отводит тепло и конденсирует газ в жидкость для его охлаждения.

Плюсы и минусы тепловых насосов

Если вам интересно, каковы плюсы и минусы теплового насоса, вот основные из них.

Плюсов:

• Тепловые насосы обычно имеют более низкие эксплуатационные расходы
• Как правило, требуют меньшего обслуживания, чем системы сжигания
• Более безопасны (без выхода газа или оксида углерода)
• Более низкие выбросы углерода
• Не осушает воздух при нагревании
• Тихая работа
• Одна система может обеспечить обогрев и охлаждение
• Еще одним преимуществом тепловых насосов является способность контролировать влажность, а это важный фактор!

Тепловые насосы также могут иметь значительно более длительный срок службы, чем другие типы отопления.Срок службы типичной системы теплового насоса составляет от 10 до 15 лет. Некоторые служат значительно дольше. Как долго ваша система прослужит, зависит от уровней использования и от того, проводите ли вы регулярное обслуживание.

Минусы:

Тепловые насосы используют тепло воздуха и земли для обеспечения тепла. Когда на улице очень холодно, тепловому насосу сложно найти источник тепла, необходимый для отопления вашего дома. Это не проблема для умеренного климата, но в экстремальных условиях может потребоваться резервная система отопления.Это может увеличить ваши счета за коммунальные услуги.

• Стоимость установки теплового насоса может быть высокой
• Может потребоваться внутренний и внешний компоненты
• Может выдерживать экстремально низкие температуры

Общие вопросы о тепловых насосах

Вот некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов о тепловых насосах.

В чем разница между тепловым насосом и системой центрального кондиционирования?

Вот что вам нужно знать, сравнивая центральное кондиционирование воздуха и тепловой насос.Обе системы будут забирать тепло внутри вашего дома и передавать или перекачивать его наружу. Это помогает охладить ваш дом, поскольку в него закачивается прохладный воздух. Центральная система кондиционирования воздуха не меняет направление и не передает тепло извне. Вместо этого они полагаются на
печь для производства тепла.

Система теплового насоса может работать как с обогревом, так и с охлаждением.

Насколько прохладным может сделать ваш дом тепловой насос?

То, что он называется тепловым насосом, не означает, что он не охладит ваш дом.Он будет выполнять ту же работу, что и стандартный кондиционер, и охлаждать большинство домов даже в самом жарком климате.

Шумны ли тепловые насосы?

Тепловые насосы действительно шумят. И компрессор, и вентилятор производят наибольший шум. Большинство тепловых насосов производят звук в диапазоне 40–50 децибел, что означает, что они громче, чем шепот в библиотеке, но менее шумны, чем работающая посудомоечная машина.

Потребляют ли тепловые насосы много электроэнергии?

Сэкономят ли тепловые насосы на расходах на охлаждение?

Хотя тепловые насосы позволяют сэкономить на отоплении, не будет заметной разницы в потреблении энергии при охлаждении.Тепловые насосы работают так же, как и кондиционеры для всего дома.

Почему мой счет за тепловой насос такой высокий?

Система теплового насоса увеличит ваши счета за электроэнергию, но также снизит затраты на топливо для других видов топлива для отопления.

Тепловой насос в 2-4 раза эффективнее вашего резервного электрического тепла. Если ваш компрессор теплового насоса выходит из строя и вы используете резервное тепло, приготовьтесь к большему счету. Вентилятор теплового насоса будет работать непрерывно, потребляя гораздо больше энергии.Также могут быть проблемы с настройками термостата, утечки хладагента, поврежденная нагревательная пластина или другие проблемы.

В самые холодные месяцы может показаться, что ваш тепловой насос работает без остановок. Убедитесь, что не установлен аварийный нагрев. Это приведет к резкому увеличению счета за коммунальные услуги.

Может ли тепловой насос обогреть весь дом?

Тепловые насосы могут полностью обогреть весь дом. Также можно установить мини-перегородки для эффективного обогрева отдельных зон или комнат.Мини-секции без воздуховодов также можно использовать, если в доме еще не установлены воздуховоды.

Самое энергоэффективное решение для отопления и охлаждения

Итак, тепловой насос — хорошая идея? Первоначальные затраты на установку теплового насоса будут значительно выше, чем у других источников тепла, но при этом он будет значительно более энергоэффективным. Тепловой насос обычно считается наиболее эффективным отопительным решением на рынке. Если вы переходите с электрического
печи, тепловой насос может снизить ваши счета за коммунальные услуги на треть или более.

Его также можно использовать в качестве кондиционера, что означает, что вы получаете обогрев и охлаждение в одном устройстве.

Узнайте о тепловом насосе | Trane

Тепловой насос, как часть системы центрального отопления и охлаждения, использует наружный воздух как для обогрева дома зимой, так и для его охлаждения летом.

Технически тепловой насос — это холодильная система с механическим компрессионным циклом, которая может быть обращена либо для нагрева, либо для охлаждения контролируемого помещения.Подумайте о тепловом насосе как о теплоносителе, постоянно перемещающем теплый воздух из одного места в другое, туда, где он нужен или не нужен, в зависимости от сезона. Даже в слишком холодном воздухе присутствует тепловая энергия. Когда на улице холодно, тепловой насос отбирает имеющееся снаружи тепло и передает его внутрь. Когда на улице тепло, он меняет направление и действует как кондиционер, отводя тепло из вашего дома.

Обратите внимание, что тепловые насосы лучше всего подходят для умеренного климата, а для более низких температур может потребоваться дополнительный источник тепла.В качестве круглогодичного решения для домашнего комфорта тепловые насосы Trane могут стать ключевой частью вашей согласованной системы. Независимый дилер Trane может помочь вам решить, подходит ли вам система с тепловым насосом.

Тепловой насос состоит из двух основных компонентов: внутреннего блока обработки воздуха и наружного блока, аналогичного центральному кондиционеру, но называемого тепловым насосом. Наружный блок содержит компрессор, который циркулирует хладагент, который поглощает и отдает тепло при перемещении между внутренним и наружным блоками.

Тепловые насосы и кондиционеры используют ту же технологию для охлаждения вашего дома. Они обладают одинаковыми энергосберегающими характеристиками. За исключением нескольких небольших технических отличий, тепловые насосы и кондиционеры охлаждают ваш дом одинаково, без реальной разницы в качестве комфорта, энергоэффективности или затратах на электроэнергию.

Основное различие между тепловыми насосами и кондиционерами заключается в том, что тепловой насос также может обогревать ваш дом, а кондиционер — нет.Кондиционер должен быть соединен с печью, чтобы в доме было полноценное центральное отопление и охлаждение.

Основное различие между ними заключается в том, как они создают тепло. Тепловой насос использует электричество для перемещения тепла из одного места в другое. Печь сжигает топливо, чтобы создать тепло. Благодаря этому тепловой насос будет более энергоэффективным. Например, тепловой насос Trane XV20i является одним из самых эффективных в отрасли HVAC с рейтингом до 20,00 SEER и 10,00 HSPF

.

Еще одно различие между тепловыми насосами и печами — это энергоэффективность и воздействие на окружающую среду.Поскольку тепловые насосы работают на электричестве, они не выделяют никаких вредных выбросов, которые, как было доказано, способствуют изменению климата.

Plus, тепловой насос также охладит ваш дом летом, избавляя от необходимости покупать отдельный кондиционер.

Узнайте, подходит ли тепловой насос для вашего дома. (Где вы живете, имеет значение).

Что подходит именно вам?

Когда вы ищете сладкого облегчения от летней жары, для вас, вероятно, не имеет значения, есть ли у вас тепловой насос или кондиционер — вы просто хотите, чтобы он работал.Но когда вы хотите установить или заменить систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, которая эффективно обогревает и охлаждает ваш дом и обеспечивает комфорт вашей семье, полезно знать, что у вас есть.

Это может сбить с толку, когда дело доходит до выяснения различий между тепловым насосом и кондиционером. Мы здесь с ускоренным курсом знаний о тепловых насосах и кондиционировании воздуха.

Основы кондиционирования воздуха и тепловых насосов

В режиме охлаждения тепловые насосы и кондиционеры выполняют одну и ту же основную работу — переносят горячий воздух из дома на улицу.Выражаясь терминологией HVAC, тепловые насосы и системы кондиционирования воздуха — это особые типы устройств, которые обеспечивают охлаждение. Но у теплового насоса есть и вторая задача. Давайте заглянем под капот обоих и посмотрим, как они работают.

Скопируйте код, чтобы опубликовать это изображение на своем сайте .

Что такое тепловой насос?

Тепловые насосы работают по принципу: как правило, легче что-то переместить, чем что-то сделать. Согласно этой концепции, они использовались в течение многих лет для охлаждения домов, просто отводя тепло изнутри дома наружу и обращая этот процесс в обратном направлении для обогрева домов.

Компоненты теплового насоса

Типичный тепловой насос с воздушным источником воздуха состоит из двух частей, которые также называются сплит-системой, которые имеют внутренний кондиционер и наружный блок.Система теплового насоса включает в себя ряд компонентов:

• Компрессор, который перемещает хладагент через систему
• Змеевики, как конденсатор, так и змеевик испарителя, который нагревает или охлаждает воздух
• Реверсивный клапан, который изменяет поток хладагента
• Термостатическое расширение клапаны, регулирующие поток хладагента
• Аккумулятор, который регулируется в зависимости от сезона
• Линии хладагента, соединяющие внутренние и внешние компоненты
• Нагревательные полоски, используемые для дополнительного тепла в холодные дни
• Воздуховоды, которые позволяют горячему или холодному воздуху поступать поток по дому

Хладагент — это соединение, которое легко переходит из жидкости в газ, поглощает тепло из окружающей среды и передает его в другое место — процесс, известный как теплообмен.

Как нагревается тепловой насос?

Когда осенью и зимой наступают более низкие температуры, тепловой насос оснащен волшебным реверсивным клапаном, который переключает систему с охлаждения на обогрев, забирая тепло из наружного воздуха в дом. Тепловой насос обычно может отбирать достаточно тепла из наружного воздуха для обогрева дома до 70 градусов, пока температура наружного воздуха выше 30.

Но когда температура опускается ниже 30 градусов, тепловой насос включается во вспомогательный или режим дополнительного обогрева, потому что в наружном воздухе недостаточно тепла для втягивания.Когда термостат требует значительного повышения температуры, система переключается на дополнительный источник тепла, чтобы обогревать дом быстрее и экономить энергию / деньги.

Плюсы и минусы тепловых насосов

Теперь, когда мы рассмотрели, как работает тепловой насос, давайте рассмотрим плюсы и минусы его наличия.

Плюсы теплового насоса

Одним из преимуществ теплового насоса является то, что он использует электричество, что снижает потребность в доступе к природному газу или хранении баллона с пропаном.Поскольку в тепловых насосах используется вся домашняя система воздуховодов, производимое тепло равномерно распределяется по всему дому, уменьшая количество холодных точек и обеспечивая всем комфорт.

Эффективность также является большим преимуществом для теплового насоса, особенно для геотермальных тепловых насосов. Обычно тепловые насосы производят больше холодного и теплого воздуха по объему, чем количество энергии, необходимое для их работы. Тепловые насосы также более выгодно обслуживать, потому что во время техобслуживания два раза в год технический специалист проверяет обе части системы, чтобы все работало бесперебойно.

Минусы теплового насоса

Для людей, живущих в умеренном климате, тепловые насосы — отличный вариант. Но если зимой в вашем районе часто бывает ниже нуля, тепловой насос не будет эффективным или удобным выбором. И преимущество использования электричества также становится недостатком, если электричество отключается, и вы остаетесь без переменного тока или тепла. Это также проблема, если блок сломается — вы потеряете и тепло, и охлаждение.

Тепловые насосы также стоят дороже, чем печи, на покупку и установку.Долговечность — еще один недостаток теплового насоса. Есть много переменных, которые влияют на продолжительность жизни системы HVAC, и самая большая из них — это частота ее использования. Поскольку тепловые насосы используются круглый год, а не сезонно, они, как правило, изнашиваются быстрее, как правило, около 15 лет.

Какой размер теплового насоса вам нужен?

Выбор теплового насоса подходящего размера для вашего дома имеет решающее значение для хорошо функционирующей и эффективной системы отопления и охлаждения. Если ваш тепловой насос слишком мал, ему будет сложно поддерживать в доме прохладу и тепло.С другой стороны, если он слишком большой, он будет тратить энергию на производство слишком большого количества горячего или холодного воздуха, постоянное включение и выключение и перегрузку двигателя. Существует ряд факторов, влияющих на правильный выбор размера вашего устройства.

• Местный климат
• Площадь дома
• Окна и двери
• Изоляция в доме
• Сколько человек в доме
• Температурные предпочтения жителей дома
• Прочие приборы, которые могут генерировать тепло

Наличие Экспертная оценка вашего дома и потребностей — лучший способ узнать, подходит ли вам тепловой насос.

Что такое центральное кондиционирование?

Кондиционер работает как тепловой насос, отбирая тепло изнутри и перемещая его на улицу. Основное отличие состоит в том, что центральный кондиционер хорошо справляется с одной задачей — он охлаждает ваш дом. Центральное кондиционирование воздуха отличается от других типов кондиционеров, таких как бесканальные кондиционеры, с использованием невидимых воздуховодов по всему дому для распределения прохладного воздуха по комнатам.

Как кондиционер охлаждает

Мы создали подробное руководство по кондиционированию воздуха, в котором подробно рассказывается о том, как работает система кондиционирования воздуха, но вот основы.Подобно тепловому насосу, центральный кондиционер представляет собой сплит-блок, содержащий:

• Блок компрессора и конденсатора снаружи дома
• Змеевик испарителя внутри дома
• Серия холодильных линий, соединяющих внутреннюю часть и наружные блоки
• Хладагент, циркулирующий во внутреннем и внешнем блоках
• Воздухозаборник и вентилятор, распределяющий воздух через воздуховоды в комнаты дома
• Термостат, контролирующий температуру в вашем доме

Также, как и тепловой насос, кондиционер переменного тока Агрегаты полагаются на хладагенты, которые делают тяжелую работу по забиранию тепла из вашего дома и выпуску его наружу.Технически кондиционеры делают именно то, что предполагает их название — кондиционируют или осушают воздух. Влажность — или водяной пар — в воздухе мешает нашему телу регулировать температуру, заставляя нас чувствовать себя перегретыми, когда ртуть поднимается. Кондиционер убирает влажность из воздуха и заставляет нашу кожу чувствовать себя прохладнее.

Плюсы и минусы центрального кондиционирования воздуха

Центральное кондиционирование воздуха хорошо для больших домов или домов, в которых уже есть воздуховоды. Как следует из названия — центральный кондиционер все централизует — вентиляторы и системы охлаждения циркулируют воздух через ваш дом с помощью воздуховодов, которые поддерживают прохладу и комфорт в комнатах в вашем доме.

Плюсы кондиционирования воздуха

Преимущество центрального кондиционирования воздуха заключается в его специализации. Кондиционеры — лучший способ поддерживать в доме постоянную прохладу. Они производят много холодного воздуха, который распределяется по помещениям через воздуховоды. Для тех, у кого дома большие, кондиционер — это тихий и эффективный способ охладить весь дом. Центральные системы кондиционирования также фильтруют воздух, улучшая качество воздуха в помещении и уменьшая количество аллергенов.

Минусы кондиционирования воздуха

Самым большим недостатком кондиционеров является то, что они не выделяют тепло.Тем, у кого площадь зимой опускается ниже 60 градусов, жара не подлежит обсуждению. Кондиционеры необходимо работать в паре с топкой для полноценной системы отопления и охлаждения. Поскольку вам нужны и печь, и кондиционер, вам понадобится место для обоих элементов оборудования. Это также означает, что система кондиционирования воздуха может быть дорогой.

Связанные : Бесконтактный мини-сплит и система центрального кондиционирования: быстрое сравнение

Выбор между двумя

Тепловые насосы и системы кондиционирования во многом похожи.И тепловые насосы, и центральное кондиционирование воздуха используют существующие в доме воздуховоды и используют электричество. В режиме охлаждения и тепловые насосы, и кондиционеры охлаждаются, перемещая тепло и влажность из дома и отводя их снаружи. Итак, как вы можете решить, что подходит именно вам?

Стоимость

Ситуация у всех будет разной, но для многих основным фактором является стоимость покупки и установки системы. Стоимость установки системы кондиционирования или теплового насоса зависит от ряда факторов, которые варьируются в зависимости от региона. Системы кондиционирования воздуха могут стоить от 4500 до 8500 долларов на Северо-Западе, а тепловой насос может стоить от 5000 до 9000 долларов.

Если у вас есть существующая система воздуховодов, то стоимость тщательного осмотра может оказаться всем, что вам нужно. Если ваш воздуховод поврежден, дополнительные расходы на ремонт могут составить от 1000 до 3000 долларов.

Связанные : Сколько стоит установка кондиционера в моем доме?

Энергоэффективность и стоимость эксплуатации

Энергоэффективность тепловых насосов с воздушным источником и систем кондиционирования воздуха оценивается по их сезонному коэффициенту энергоэффективности (SEER) или сезонному коэффициенту производительности отопления (HSPF).SEER измеряет холодопроизводительность системы в течение типичного лета, тогда как HSPF измеряет эффективность режима обогрева теплового насоса. Думайте об этом как о рейтинге миль на галлон (MPG) для вашего автомобиля. Вы потенциально можете получить высокое MPG, но если вы собираетесь ездить, как на Indy 500, MPG будет значительно ниже.

SEER рейтинги — это максимальный рейтинг эффективности охлаждения для вашей системы, и если вы постоянно меняете температуру или ваш дом находится на южной стороне тропического острова, эффективность любой системы снизится.Летом тепловой насос и кондиционер могут стоить примерно столько же, но в мягкие зимы затраты на обогрев теплового насоса могут быть ниже, чем на отопление с помощью печи. Но эта экономия энергии уменьшится, если температура наружного воздуха упадет, поскольку дополнительная система отопления теплового насоса потребует больше энергии для поддержания тепла в вашем доме.

Ожидаемый срок службы

Как уже упоминалось, тепловые насосы работают круглый год, потенциально сокращая их ожидаемый срок службы. Система кондиционирования воздуха работает только сезонно и отключается зимой, когда срабатывает печь или другая система отопления, что продлевает срок службы кондиционера.Однако более короткий срок службы теплового насоса может быть компенсирован более низкой стоимостью эксплуатации отопления в мягкие зимы.

Поскольку тепло в воздухе является свободным, тепловые насосы действительно хорошо работают при температурах выше точки замерзания, нуждаясь только в энергии, достаточной для поддержания комфортной температуры в доме. Срок службы обоих значительно увеличится за счет регулярных ежегодных настроек, которые позволят вашей системе работать с максимальной эффективностью.

Чем может помочь Джейкобс

Выбор подходящей системы HVAC для вашего дома имеет решающее значение для вашего комфорта — и для вашего кошелька.Эксперты Jacobs по отоплению и кондиционированию воздуха готовы убедиться, что у вас есть лучшая система для вашего дома и образа жизни. Мы поможем вам принять решение, чтобы вы смогли избежать дополнительных затрат, сократить количество ремонтов и получить долговечную систему. Независимо от того, что вам нужно, мы всегда на расстоянии одного телефонного звонка. Приглашаем вас ознакомиться с нашим заявлением о COVID-19 и о том, как мы принимаем меры предосторожности для защиты вас, нашей команды и наших сообществ.

Мы отвечаем на 8 самых распространенных вопросов о тепловых насосах

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

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

Что такое тепловой насос?

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

Вот пример обычного типа теплового насоса:

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

Как работает тепловой насос?

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

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

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

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

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

В чем преимущество теплового насоса?

Тепловые насосы действительно экономят ваши деньги на расходах на электроэнергию.

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

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

.

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

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

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

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

Каковы преимущества теплового насоса при использовании солнечной энергии?

Дом с солнечной батареей на крыше

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

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

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

Сервисный техник True North с конденсаторным агрегатом теплового насоса

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

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

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

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

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

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

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

Что такое водонагреватель с тепловым насосом?

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

Водонагреватель с тепловым насосом использует ту же технологию теплового насоса, которая описана выше, для нагрева горячей воды в доме.Водонагреватели с тепловым насосом очень хорошо изолированы, и вода может очень хорошо удерживать тепло — 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]!

Страница 1 из 11

Что такое тепловой насос? | Митсубиси ОВК

ЧТО ТАКОЕ ТЕПЛОВОЙ НАСОС И КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

Тепловые насосы

могут стать отличным вариантом для удовлетворения потребностей вашего дома в круглогодичном комфорте и энергоэффективности.Получив раннюю популярность в 1970-х годах, предыдущие поколения этих систем в основном рассматривались для более мягкого климата. Современные тепловые насосы, особенно тепловые насосы мини-сплит с регулируемой скоростью, надежны и экологичны, обеспечивая высокоэффективное отопление и кондиционирование воздуха в домах в любом месте, даже в очень холодном климате. Система состоит из внутреннего воздухообрабатывающего агрегата, который может быть канальным или бесканальным, и наружного конденсатора.

Для обеспечения тепла наружный тепловой насос поглощает тепловую энергию из наружного воздуха и передает ее внутреннему блоку через хладагент.Хладагент сжимается, и его температура значительно повышается, когда он достигает внутреннего змеевика. Вентилятор обдувает нагретый змеевик воздухом, доставляя теплый воздух в комнату. Этот процесс нагрева намного чище и лучше для планеты, чем сжигание ископаемого топлива, обеспечивая нулевые выбросы. При кондиционировании происходит обратный процесс; внутренний испарительный блок поглощает и передает тепловую энергию в компрессор наружного блока. Пар конденсируется обратно в холодную жидкость, которая охлаждается и возвращается в змеевик внутреннего блока.Вентилятор обдувает холодный змеевик, обеспечивая прохладный воздух.

Благодаря эффективной работе и индивидуальному комфорту, мини-сплит-тепловые насосы Zoned Comfort Solutions® от Mitsubishi Electric стали предпочтительной системой отопления и кондиционирования воздуха для многих домовладельцев. Что отличает Mitsubishi Electric от других?

ИНВЕРТОРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МАКСИМАЛЬНО КОМФОРТ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ

В мини-сплит-системах с тепловым насосом Mitsubishi Electric используется компрессор с инверторным приводом, чтобы обеспечить точный подход к отоплению и кондиционированию воздуха по требованию.Компрессор с инверторным приводом играет роль сердца системы теплового насоса. Так же, как ваше сердце всегда бьется, но автоматически бьется быстрее при выполнении упражнений, компрессор ИНВЕРТОРА постоянно работает в фоновом режиме, регулируя скорость и мощность по мере необходимости, чтобы соответствовать заданной температуре зоны (или указанной области). Этот метод работы снижает потребление энергии за счет использования только точного количества энергии, необходимого для максимального комфорта.

Для сравнения, во многих традиционных центральных системах используется компрессор с фиксированной скоростью, который либо полностью отключен, либо полностью включен на полную мощность.Это может привести к резким перепадам температуры и потере энергии, что в конечном итоге повлияет на общий комфорт вашего дома и затраты на коммунальные услуги.

НАДЕЖНОЕ ОТОПЛЕНИЕ В ЛЮБОМ КЛИМАТЕ

Даже в холодном климате современные тепловые насосы могут обеспечить комфорт вашей семье и помочь сохранить ценность вашего дома. Если вы живете в районе с экстремально холодными погодными условиями — не волнуйтесь! Mitsubishi Electric предлагает системы тепловых насосов с технологией Hyper-Heating INVERTER® (h3i®), которые могут обеспечивать до 100 процентов тепловой мощности при 5 ° F и продолжать работу при температуре до -13 ° F даже без дополнительного нагрева.Некоторые агрегаты, оснащенные технологией h3i plus ™ от Mitsubishi Electric, могут обеспечивать до 100% теплопроизводительности при температуре до -5 ° F. В то время как обычные системы отопления полагаются на печи и котлы, работающие на ископаемом топливе, для обеспечения обогрева используются высокопроизводительные тепловые насосы Mitsubishi Electric. эффективный и экологически чистый способ сохранить уют в семье круглый год.

КОММУНАЛЬНЫЕ ПОСОБИЯ

Одно из основных преимуществ тепловых насосов — экономия на коммунальных услугах.Благодаря энергоэффективной работе компрессора с инверторным приводом тепловые насосы могут снизить общую стоимость владения и ежемесячные коммунальные расходы в вашем доме. Наши решения для зонального комфорта также обеспечивают индивидуальное управление, так что вы можете отключать неиспользуемые зоны, в отличие от обычных центральных систем, которые обеспечивают полное кондиционирование всего дома. Зонирование позволяет работать с учетом потребностей в помещении и температуре, что позволяет сэкономить ценные затраты на электроэнергию.

Коммунальные предприятия также признают положительное влияние на окружающую среду выбора полностью электрической системы с тепловым насосом.Они готовы вознаградить домовладельцев, решивших отказаться от использования ископаемого топлива. Воспользуйтесь нашей системой поиска скидок, чтобы получить скидки и льготы для вашей системы теплового насоса.

Хотя тепловые насосы существуют уже несколько поколений, современные полностью электрические высокопроизводительные модели обеспечивают превосходный комфорт для вашего дома, исключительную экономию энергии и бережное отношение к окружающей среде.

Тепловой насос — Energy Education

Рис. 1. Наружные компоненты бытового теплового насоса. ^[1]

A Тепловой насос — это устройство, которое забирает энергию из воздуха с целью обогрева или охлаждения помещения.Этот процесс известен как кондиционирование пространства. ^[2] Тепловые насосы работают как тепловая машина в обратном направлении, поскольку они работают от источника электричества, перемещая тепло из холодного места в теплое. Это, казалось бы, нарушило бы Второй закон термодинамики, но основная причина, по которой это не так, состоит в том, что этот теплоперенос не является самопроизвольным ; для этого требуется вложенная энергия. Для отопления дома тепловой насос извлекает тепло из наружного воздуха, еще больше нагревает теплый воздух и передает его в помещение.При домашнем охлаждении тепловой насос меняет этот процесс, и тепло извлекается из воздуха в помещении и выводится наружу, как в холодильнике или кондиционере, тем самым охлаждая внутренний воздух. ^[2]

Операция

Цикл нагрева

Цикл нагрева теплового насоса работает, забирая тепло из воздуха снаружи, нагревая его дальше и используя этот теплый воздух для нагрева воздуха в помещении. Это делается следующим образом: ^[2]

1. Жидкий хладагент поглощает тепло в «испарителе» наружного воздуха, превращаясь в газ.
2. Хладагент пропускается через «компрессор», который повышает давление газа, повышая его температуру.
3. Горячий газ проходит через «змеевики конденсатора» внутри обогреваемого помещения, и, поскольку он имеет более высокую температуру, чем это пространство, он передает тепло в комнату и снова конденсируется в жидкость.
4. Жидкость, наконец, течет обратно через клапан, который снижает ее давление, чтобы охладить ее и повторить цикл.

Это можно увидеть на картинке ниже.

Рисунок 2: Процесс и части, участвующие в цикле нагрева. ^[3]

Цикл охлаждения

Цикл охлаждения теплового насоса используется для охлаждения помещения путем отвода тепла от него и отвода его в другое место, обычно на улицу для кондиционирования воздуха или в комнату для холодильника. Для этого «испаритель» и «змеевики конденсатора» меняются ролями, и поток хладагента меняется на противоположный: ^[2]

1. Холодный хладагент поглощает тепло из более горячего помещения в испарителе, поэтому помещение охлаждается.
2. Затем пропускают через компрессор для повышения его температуры.
3. Он проходит через змеевики конденсатора и передает это тепло наружному воздуху.
4. Затем он расширяется, чтобы снизить давление, и охлаждается до температуры ниже комнатной, чтобы повторить цикл.

Этот процесс можно визуализировать на рисунке 3.

Рисунок 3: Цикл охлаждения теплового насоса. ^[3]

Коэффициент полезного действия

основная статья

Производительность теплового насоса выражается отношением тепловой мощности к работе, которую необходимо вложить.По сути, эта величина показывает, сколько охлаждения или обогрева делается на доллар (электричество в конце концов не бесплатное). Это отношение известно как коэффициент полезного действия (K), представленный уравнением: ^[2]

[math] K = \ frac {heat} {электричество} [/ math]

Итак, для отопления этот коэффициент равен:

[математика] K = \ frac {Q_H} {W_ {in}} [/ математика]

, а для охлаждения это:

[math] K = \ frac {Q_C} {W_ {in}} [/ math]

где:

• [math] Q_H [/ math] — количество тепла, подводимого к комнате для ее обогрева.
• [math] Q_C [/ math] — это тепло, излучаемое из комнаты для охлаждения.
• [math] W_ {in} [/ math] — затраты на работу в виде электричества.

Чем выше значение этого коэффициента, тем лучше тепловой насос передает тепло, поскольку он требует меньше работы для выработки определенного количества тепла. передача.Однако есть предел, установленный законами энтропии и вторым началом термодинамики.

Кондиционер

основная статья

Кондиционирование воздуха (A / C) — это система, которая работает на тех же основных принципах, что и тепловые насосы, хотя для них требуются некоторые другие компоненты. ^[4] Кондиционеры не так универсальны, как тепловые насосы, потому что они выполняют только функцию охлаждения. Однако во многих случаях они имеют более практическое применение, поскольку некоторые места на Земле не требуют обогрева.Они работают, по сути, выполняя тот же цикл охлаждения, что и тепловые насосы.

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Heat_Pump.jpg
2. ↑ ^{2,0 2,1 2,2 2,3 2,4} Р. А. Хинрихс и М. Кляйнбах, «Сохранение энергии в домашних условиях и контроль теплопередачи», в Энергия: ее использование и окружающая среда , 4-е изд. Торонто, Онтарио. Канада: Томсон Брукс / Коул, 2006, гл.5, sec.G, стр.149-153
3. ↑ ^{3,0 3,1} Адаптировано из Энергия: ее использование и окружающая среда Р. Хинрихса и М. Кляйнбаха.
4. ↑ Consumer Energy Center, Системы центрального отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) [Онлайн], Доступно: http://www.consumerenergycenter.org/residential/heating_cooling/heating_cooling.html

ENERGY STAR Задайте вопрос экспертам | Продукция

Как работает тепловой насос?

Если вы хотите заменить систему кондиционирования или отопления в своем доме, вы можете рассмотреть возможность использования теплового насоса с воздушным источником тепла.Эти изделия обеспечивают прохладу летом, как и стандартные кондиционеры, но также обеспечивают тепло зимой. Но как именно они делают и то, и другое?

Как работают тепловые насосы летом

В летние месяцы тепловой насос работает так же, как и обычный кондиционер. Стандартные кондиционеры используют хладагент для поглощения нежелательного тепла в вашем доме и передачи его наружному воздуху. Это происходит за счет изменения давления хладагента.При низком давлении хладагент легко поглощает любое тепло, имеющееся в воздухе, и испаряется из жидкости в газ. При высоких давлениях газовый хладагент имеет более высокую энергию, чем внешний воздух, поэтому он передает тепло окружающему воздуху, и при охлаждении хладагент снова конденсируется в жидкость. Контролируя давление хладагента, кондиционер может отводить тепло из вашего дома даже в очень жаркие дни.

Как работают тепловые насосы зимой

Тепловой насос использует этот же цикл «в обратном направлении» зимой для извлечения тепловой энергии извне и передачи ее в ваш дом.Даже когда на улице очень холодно, в воздухе все равно остается некоторое количество тепловой энергии. Поскольку у наружного воздуха больше энергии, чем у холодного хладагента под низким давлением, хладагент поглощает это тепло и испаряется. Как и в цикле кондиционирования воздуха, газовый хладагент может находиться под давлением, что приводит к повышению температуры. Когда хладагент подается обратно в ваш дом, он используется для нагрева воздуха внутри, пока тепло не будет извлечено, и он снова конденсируется в жидкость, и цикл продолжится.

Как тепловой насос экономит энергию?

Поскольку тепловой насос перемещает тепло из одного места в другое, а не генерирует его, тепловой насос потребляет меньше энергии для обогрева вашего дома, чем обычная электрическая или газовая система.