Тепловой насос это: Что такое тепловой насос. Принцип работы и стоимость теплового насоса

Про тепловой насос вспоминают довольно редко. Многим почему-то кажется, что это оборудование чересчур мудреное или слишком дорогое. Но это чистой воды заблуждение. И бытует оно из-за непривычности данных систем.

Что вы узнаете

Однако тепловой насос не так уж и сложен. И, пожалуй, для многих семей он вполне доступен. Более того, со временем он может превратиться даже в определенное средство экономии. Надеемся, что вы и сами придете к этим выводам, прочитав нашу статью.

Тепловой насос: принцип действия при отоплении дома

В основе работы тепловых насосов лежит принцип Карно. Этот же принцип используется холодильниками и кондиционерами.

Тепловой насос, применяемый для отопления, обеспечивает перенос тепла. Причем потребитель получает это тепло извне. Где температура бывает более низкой. То есть потребляется тепло природное. А не то, которое мы привыкли получать путем сжигания топлива.

Как работает тепловой насос

Из-за своих специфических свойств хладагент закипает, постепенно переходя в газообразное состояние. Кипение начинается, когда температура достигает -5°С. То есть жидкость трансформируется в газ.

Затем в работу вступает компрессор. Его, по сути, можно назвать вторым теплообменником. Потому что этот агрегат обеспечивает передачу тепловой энергии в рабочую жидкость системы отопления.

Читайте также Какую систему отопления выбрать

Вполне понятно, что в составе агрегата имеются и другие устройства. Но их мы не упоминаем, чтобы не усложнять понимание процесса.

В чем состоит основное достоинство теплового насоса

Конечно, тепловой насос для своей работы нуждается в электричестве. Однако объем потребленной электроэнергии существенно меньше количества произведенной им энергии тепловой. Например, компрессор и насос могут потреблять 5,5 кВт/час, производя тепла 17 кВт/час. Пожалуй, столь высокий КПД и представляет собой основное достоинство теплового насоса.

Какие источники тепла может использовать тепловой насос

Тепловые насосы извлекают тепло практически из любых природных источников, способных накапливать солнечную радиацию. В результате и сами агрегаты различают, исходя из типа используемого ими источника.

Грунт

В принципе, грунт является наиболее стабильным накопителем тепла. Пожалуй, многим из вас известно, что на некоторой глубине температура всегда положительная. Но для большей ясности уточним, например, что:

• на глубине около 6 м температура практически постоянно держится на уровне +5°С…+8°С;
• с достижением глубины 10 м температура остается постоянной. И равняется +10°С.

Отбор тепла из грунта можно производить двумя способами:

С помощью горизонтального грунтового коллектора

Как правило, коллектор – это обычная горизонтальная труба. В ее полости циркулирует теплоноситель. Эту коллекторную трубу можно укладывать на разных глубинах. Причем руководствоваться следует конкретными соображениями:

• хотите, чтобы коллектор не оказался в промерзающей толще – 1,5÷1,7 м;
• делаете ставку на стабильность температуры – 2÷3 м;
• есть желание быстрее воспользоваться весенним прогревом – 1÷1,2 м.

Однако эти соображения должны, конечно, основываться на местных реалиях.

Порой для большей эффективности тепловой насос снабжается двухслойным горизонтальным коллектором.

Величина удельного теплосъема во многом определяется структурой грунта. Если эта цифра вас интересует, ее всегда можно найти в справочниках или в интернете. Однако чтобы сориентировать вас, можем уточнить следующее. Чтобы отопить дом в 100 м², потребуется отвести под коллектор участок площадью в 400 м². И это если участок влажно-глинистый. То есть обеспечивающий максимальный теплосъем.

Что же касается участка, где находится коллектор, то эксплуатировать его нельзя. На нем допускается только разбивка клумб и разведение цветов.

Таким образом, понятно, что позволить себе подобную эксплуатацию участка могут немногие.

С помощью вертикального грунтового зонда

Грунтовый зонд представляет собой систему труб, заглубляемую метров на 50-150. В принципе, площадь при этом занимается небольшая. Но обустройство зонда обходится очень дорого.

Однако стоит отметить и достоинство подобной системы. Это большая величина теплосъема и более высокая стабильность температуры.

Вода

Вода как источник тепла в тепловом насосе может использоваться разными способами.

Коллектор в незамерзающем водоеме

Для установки коллектора можно использовать реку, море или озеро. Тепловая энергия этих водоемов очень велика. Поэтому и способ этот считается более экономичным и выгодным.

Однако подобной установкой коллектора могут воспользоваться только те, кто проживает поблизости от подходящего водоема. На расстоянии, не превышающем 50 м. В противном случае эффективность установки утрачивается.

Установка коллектора в канализационные стоки или в сбросовую воду

Стоки можно успешно использовать для обогрева не только частных домов, но и многоэтажек. Даже предприятий. И этот способ уже успешно используется в некоторых городах.

Воздух

Воздушный тепловой насос отличается, пожалуй, самой простой конструкцией. Он не нуждается в коллекторе. Окружающий воздух поступает непосредственно к испарителю. Там он отдает содержащееся тепло хладагенту. От которого тепловая энергия передается теплоносителю, циркулирующему внутри дома. Как правило, таким теплоносителем является воздух, подаваемый в  фанкойлы. Или вода, подогревающая теплый пол или радиаторы.

Читайте также: Как производится установка водяного теплого пола

Где можно использовать воздушный тепловой насос

Такой тепловой насос можно установить с минимальными затратами. Однако здесь имеется одно существенное «НО». Производительность агрегата во многом определяется температурой внешнего воздуха:

• если зимы в регионе теплые (+5°С…0°С), тепловой насос является очень экономичным источником тепла;
• если зимняя температура достигает -15 °С и даже опускается ниже, то тепловой насос оказывается бессмысленным. Выгоднее пользоваться обычными электрообогревателями или котлом.

Читайте также: Как выбрать котел отопления для частного дома

Тепловой насос и его характерные особенности

Высокий уровень эффективности

В тепловом насосе в электричестве нуждается только компрессор. Для других элементов оно не нужно. При проведении даже приблизительных расчетов можно убедиться в том, что при получении 1 кВт тепла потребуется только 250 Вт электроэнергии. В результате можно заключить, что КПД теплового насоса составляет 400%!

Если это соотнести с суммарной сезонной стоимостью обогрева дома, то цифра кажется фантастической. Однако при более близком рассмотрении особенностей работы насоса можно поверить в ее реальность.

Что дает полная независимость от топливных ресурсов

• Во-первых, организовать отопление можно практически повсюду.
• Во-вторых, потребитель освобождается от затрат на топливо. Поскольку тепловой насос берет энергию из окружающей среды.
• В-третьих, исчезает необходимость создания запасов топлива и его складирования.

• В-четвертых, агрегаты данной группы не относятся к объектам повышенной опасности. В принципе, установку насоса можно произвести своими руками.

Универсальность использования

Тепловой насос способен играть роль кондиционера. Чего не скажешь, конечно, о котле отопления. То есть какое-то дополнительное климатическое оборудование оказывается попросту ненужным. И данный свойство следует рассматривать как дополнительный момент экономии.

Свободный выбор схемы и способа установки

Если монтировать отопление в жилом доме на основе теплового насоса, то согласований не требуется. И это является существенным плюсом. Поскольку связываться с бюрократической машиной не придется.

Тепловой насос как средство отопления: достоинства системы и ее недостатки

Тепловой насос совсем не является чем-то новаторским и высокотехнологичным. Эти системы широко используются в Европе, Японии и США. Даже во времена Советского Союза некоторые экспериментальные объекты отапливались тепловыми насосами.

В качестве примера можно привести ялтинский санаторий «Дружба». Где теплонасосные системы начали работать еще в 80-е годы прошлого века. И успешно работают до сих пор. Причем с их помощью выполняется:

• обогрев всех помещений;
• обеспечение горячей водой;
• подогрев воды в бассейне;
• охлаждение в летнее время.

Отопительные системы с тепловым насосом и их достоинства

1. Экономное потребление энергии. Тепловой насос не нуждается ни в газе, ни в дизтопливе. А электроэнергии потребляется меньше, чем производится тепла.
2. Отсутствие существенных затрат на техобслуживание. В принципе, агрегат практически в нем не нуждается.
3. Возможность установки в любом регионе. При условии правильного выбора источника низкотемпературного тепла (воздух, вода или грунт).
4. Тепловой насос позволяет полностью автоматизировать систему. В отличие твердотопливных и дизельных котлов, за его работой можно не следить.
5. Можно уехать, оставив систему в рабочем состоянии. Она точно не замерзнет. Более того, ее можно перевести в экономичный режим, поставив на минимальный подогрев.
6. Полная экологическая безопасность. Какие бы то ни было выбросы отсутствуют. А используемые хладагенты совершенно безопасны.
7. Полная пожаро- и взрывобезопасность. Чего не скажешь о котлах отопления.
8. Тепловой насос способен работать и при температуре -15°С. Поэтому мнение о том, что он может функционировать только там, где зимы теплые, ошибочно.
9. Универсальность агрегата. Его можно использовать как для отопления, так и для охлаждения.
10. Долговечность. Если тепловой насос получает должный уход, то его капитального ремонта не потребуется почти полвека. Правда каждые лет 20 придется менять компрессор.

Недостатки отопительных систем с отопительным насосом

• Большой объем первоначальных капиталовложений. Как правило, стоимость самого насоса составляет от 200 до 700 тысяч ₽. Кроме того, значительны затраты и по обустройству геотермальной системы. Зачастую они равняются стоимости агрегата. Исключением является тепловой насос воздушного типа. Проведения дополнительных работ он практически не требует. Таким образом, если появилась мысль по установке теплового насоса, следует реально оценить обстановку. Если, например, подведение газа обойдется столько же, сколько и теплонасосная система, то предпочтение лучше отдать именно ей.
• В очень холодных регионах требуется установка бивалентной системы отопления. То есть тепловой насос следует продублировать другим способом отопления. Который будет использоваться при температуре ниже -20°С.
• Наибольшую эффективность тепловой насос демонстрирует, если в системе используется низкотемпературный теплоноситель. Это может быть теплый пол или фанкойлы.
• Грунтовые и водяные коллекторы тепловых насосов понижают температуру соответствующей среды. А это сказывается на ее температурном балансе и населяющих организмах. Но необходимо подчеркнуть, что наносимый ущерб минимален.

Итак, принимая решение, следует взвесить все аргументы за тепловой насос и против него. В принятии решения вам наверняка поможет и вот это видео

Окупаемость систем отопления с тепловым насосом

Пожалуй, самым доступным по стоимости и расходам на установку можно считать тепловой насос воздушного типа. При написании статьи мы старались найти отзывы пользователей по этим системам. И вот что оказалось.

В условиях, характерных для Московской области, пользование воздушным тепловым насосом является полностью оправданным. Причем окупаемость инвестиций, по словам реальных людей, составляет 2-3 года.

Принцип работы теплового насоса | SolarSoul.net ☀️

Очень часто принцип работы теплового насоса сравнивают с работой обычного бытового холодильника. Холодильник отбирает тепло у продуктов (охлаждая их), и затем выбрасывает полученную энергию в помещение через радиаторную решетку.

Тепловой насос, например шведского бренда Thermia, так же «вытягивает» тепло из внешней среды (воздух, вода, земля) передавая его в систему отопления. При этом получается, что тепло от более холодного источника переносится к более нагретому, что не встречается в естественной среде и противоречит второму закону термодинамики.

За счет чего тепловой насос способен «развернуть» естественное направление теплового потока?

Принцип работы теплового насоса

В основе работы теплового насоса лежит обратный термодинамический цикл Карно. Ключевой компонент цикла  — рабочая жидкость (хладагент) имеющая особые термодинамические свойства. Наиболее важным свойством этой жидкости является способность закипать при отрицательных температурах. Что бы заставить хладагент переносить тепло, тепловой насос оснащают четырьмя ключевыми элементами: компрессор, расширительный клапан (ТРВ), испаритель и конденсатор.

Для удобства описания принципа работы теплового насоса, разделим цикл на 4 основные фазы:

I Расширение

Хладагент, находящийся в жидкой фазе продавливается через расширительное устройство ТРВ. Задача ТРВ резко понизить давление рабочей жидкости. При относительно низком давлении (около 7 бар) рабочая жидкость способна закипеть даже при т-ре -25 ˚С. Это важно, поскольку кипение и испарение и есть процесс поглощения и выделения энергии, а это необходимое условие для второй фазы.

II Кипение

После ТРВ жидкость поступает в испаритель, который представляет собой теплообменник. При помощи этого компонента, тепловой насос отбирает тепло от окружающей среды. Хладагент закипает и начинает испарятся поглощая теплоту. В итоге на выходе из испарителя хладагент находиться полностью в парообразном состоянии и всего на несколько градусов теплее своего первоначального состояния. Однако благодаря переходу в пар, рабочая жидкость смогла получить достаточное количество энергии и готова к следующему этапу.

III Сжатие

Дальше хладагент поступает в компрессор, при помощи которого тепловой насос сжимает рабочую жидкость. В процессе сжатия, давление хладагента повышается, это сопровождается одновременным нагревом.

IV Сжижение

После компрессора, горячий хладагент поступает в конденсатор, который так же является теплообменником. В конденсаторе рабочая жидкость конденсируется отдавая тепло и превращаясь снова в жидкость. Это тепло передается системе отопления и ГВС. На выходе из конденсатора хладагент находится в жидкой фазе и снова поступает на ТРВ. Процесс происходит циклично.

Не смотря на кажущуюся сложность цикла, ничего удивительного в нем нет. И принцип работы теплового насоса, довольно легко объясняются законами физики и схожими природными явлениями. В этой статье мы разберем пять основных физических явлений позволяющих понять принцип работы теплового насоса.

1. Тепло содержится в воздухе и земле даже при отрицательных температурах

Одним из препятствий на пути к пониманию принципов работы теплового насоса является заблуждение, что нельзя извлекать теплоту при отрицательных температурах воздуха или грунта. Тепло – это форма энергии связанная с движением (вибрацией) малейших частиц: молекул, атомов, ионов. В общепринятой и привычной нам шкале Целься О˚ это отметка замерзания воды. При этом  в воздухе содержится значительно меньше тепла чем при 40˚С жары, но всё же оно есть и его можно использовать. Движение частиц полностью останавливается при т-ре  – 273˚С, что соответствует 0 ˚ по шкале Кельвина.

2.

Согласно второму закону термодинамики, тепло поступает от тела с высокой температурой к телу с низкой температурой. Что бы «развернуть» этот поток при работе теплового насоса используются те самые два теплообменника. В первом теплообменнике (испарителе) хладагент с низкой температурой поглощает тепло от окружающей среды (воздух, грунт или вода). Во втором теплообменнике (конденсаторе) уже горячий хладагент, после сжатия в компрессоре теплового насоса, передает тепло в контуре отопления.  В обоих случаях выполняется закон передачи энергии от высокотемпературного источника энергии к низкотемпературному.

3. Сжатие газа повышает температуру, расширение её снижает

Тепловой насос нагревает рабочую жидкость после испарителя за счёт сжатия. Когда газ сжимается, температура, а значит и количество тепла, содержащееся в газе, увеличивается. Это происходит вследствие значительного увеличения вибрации частиц, которым становится «тесно». За этот процесс в работе теплового насоса отвечает компрессор.

С другой стороны, расширение газа или жидкости приводит к снижению давления и температуры. Тепловой насос обеспечивает это при помощи расширительного клапана — ТРВ (терморегулирующий вентиль).

Работа компрессора напоминает процесс накачки воздухом надувного матраса. Однако из-за того, что мы не в силах увеличить давление воздуха в матрасе в несколько раз, прогрев сжатого воздуха в только что надутом матрасе, совсем минимальный и почти не заметный. В свою очередь, процесс расширения похож на распыление из аэрозольного баллончика. Распыляя аэрозоль несколько секунд можно ощутить как баллончик становится холоднее в руке.

4. Фазовый переход рабочей среды

Если жидкость нагрелась до точки кипения, то наступает переходная фаза. Во время этой «паузы» жидкая и газообразная (пар) фаза хладагента в контуре теплового насоса существуют одновременно. Этот процесс продолжается, пока вся жидкость не превратится в пар. Основной фокус в том, что всё поглощённая энергия уходит на испарение и не вызывает рост температуры. Это тепло называют скрытой теплотой, и его количество у различных веществ различно. Хоть это тепло и называют скрытым, согласно закону сохранения энергии оно никуда не девается а лишь накапливается и затем передается. Вся поглощенное во время испарения (кипения) энергия, затем выделяется при конденсации, т.е. обратном фазовом переходе из пара в жидкость.

Использования фазового перехода, дает возможность значительно увеличить эффективность теплового насоса. Рабочая среда контура теплового насоса во время изменения фазы поглощает/выделяет значительно больше тепла, чем при изменении только температуры.

К примеру, для выпаривания чайника с водой, необходимо подать в пять с половиной раз больше тепла чем для того чтобы только вскипятить его. При этом т-ра во время испарения будет постоянной и равной 100˚С.

Так же, примером может быть ощущение прохлады на коже после опрыскивания духами. Во время испарения  духи поглощают тепло от кожи и отводят его с парами спирта.

5. Роль избыточного давления

Температура, при которой рабочая жидкость конденсируется или испаряется, зависит от давления. Сжимая газообразный хладагент, компрессор так же значительно повышает давление. При большом давлении процесс конденсации происходит при относительно высоких температурах, позволяя отдавать тепловую энергию в конденсаторе теплового насоса в систему отопления.

В свою очередь, низкое давление рабочей среды приводит к тому, что хладагент может закипать при довольно низкой температуре. Этому способствует так же основное свойство рабочей жидкости.  Хладагент испаряется, а значит и поглощает тепло, при  -50˚С в условиях атмосферного давления. Благодаря этому свойству хладагента тепловой насос может отбирать тепло из окружающей среды даже при температуре -20˚С и отдавать тепло при  +60˚С.

В природе это явление можно сравнить с кипением воды в горах при разряженном воздухе. На высоте 3 000 м давление составляет 0,7 бар. В таких условиях вода кипит уже при 90˚С. На уровне моря, при атмосферном давлении равном 1 бар, вода кипит при 100˚С. С увеличением давления, увеличивается и температура кипения воды.

Как и многие другие приборы, тепловой насос работает согласно законам физики. Многие из них легко объяснить благодаря явлениям природы которые окружают нас в повседневной жизни.

Принцип действия теплового насоса. Описание принципа работы кондиционера

Тепловой насос — по словам понятно, что это насос, который перекачивает тепло.
Мы знаем, что любой (тепловой) насос перемещает (теплоту) из низкого (температурного) уровня на высокий (температурный) уровень.
Иными словами, тепловой насос забирает тепло у холодного тела и передаёт это тепло горячему телу.
Как это возможно ?
Горячий, или холодный — это мы сравниваем с температурой нашего тела, которая постоянна около 36,6 ⁰С .

Вспомните, как у вас зимой замёрзли пальцы и холодная вода из-под крана казалась ТЁПЛОЙ водой.

Это правда, вода была теплее ваших пальцев.

Вывод: тепло есть и в холодном теле и в горячем, разница лишь в количестве этого тепла, количество тепла мы привыкли обозначать температурой.

В природе, тепло само переходит от тёплых предметов к холодным.

Но если искусственно опустить уровень температуры на входе в насос, и на столько же поднять уровень температуры на выходе из насоса, тепло всё также последует от тёплого воздуха при -15 ⁰С к тепловому насосу с температурой на входе в такой насос порядка -25⁰С, что на 10 ⁰С ниже температуры воздуха на улице зимой.

Тот же эффект используется и на выходе из теплового насоса: температура на выходе повышается на тот же уровень, включая потреблённую энергию самим насосом, которая требуется для его запуска и работы по перекачиванию тепла.

Как компрессор получает понижение температуры на входе.

В медных трубках теплового насоса находятся молекулы теплоносителя.

Теплота — движение молекул. Нет молекул — нет тепла. Компрессор создаёт вакуум — концентрация молекул становится меньше в том же объёме.

Повышение температуры происходит аналогично — компрессор сжимает газ, уменьшая объём, количество молекул осталось прежним, а концентрация молекул увеличилась.

На практике, всё ещё глубже, так как чтобы повысить эффективность теплового насоса, пришлось использовать способность газа отдавать много тепла, если газ стал жидкостью и обратную способность — хорошо забирать тепло для превращения жидкости в газ.

Вспомните, как вам стало прохладнее, стоило немного вспотеть. Многие знают, как легко заболеть от переохлаждения в 30-ти градусную жару. На мокрой коже испаряется вода и так охлаждает тело.

Поэтому на входе в тепловой насос жидкость становится газом, на выходе — газ превращается в жидкость.

Что даёт нам тепловой насос ?

Совершенные тепловые насосы могут перекачать от 3 до 7 единиц тепла, если на перекачку ушла 1 единица тепла, это зависит от погоды.

Чем ниже нижняя температура и выше верхняя, тем тяжелее работать тепловому насосу, но, впрочем, как и любому другому насосу.

Схема работы теплового насоса ничем не отличается от принципа работы кондиционера.

Разница лишь в направлении действия кондиционера, который перекачивает тепло из дома на улицу.

Почему тепло само не возвращается обратно, если в доме стало теплее, а на улице холоднее ?

Возвращается, но очень медленно, благодаря теплоизоляции дома.

Дом маленький, по сравнению со средой вне этого дома, поэтому тепловому насосу легче нагреть дом, чем охладить всю эту среду.

Тепловой насос тоже не способен повлиять на погоду вне дома, поэтому температура воздуха на улице заметно не понижается и насос продолжает качать тепло в дом с той же эффективностью.

Однако погодные колебания влияют на любой процесс отопления значительнее.

Тепловые насосы без бурения берут тепло из воздуха вне дома, но передают это тепло воздуху дома, или воде системы отопления.

Горячая вода может греть водяной тёплый пол и обеспечить горячее водоснабжение.

Удивительно, но в каждом доме есть маленький тепловой насос — это ваш холодильник. Холодильник способен обеспечить климат контроль для ваших продуктов и слегка нагреть вашу кухню. Принцип действия холодильника также не отличается от теплового насоса.

Тепловые насосы воздух/вода

Тепловой насос и возобновляемые источники энергии

Воздух, вода и земля являются источниками  большого количества возобновляемой энергии, благодаря солнечному свету и дождю. Тепловой насос извлекает тепло из окружающей среды (воздух, вода, земля) и передает его вам с целью обогрева или охлаждения с небольшими энергетическими затратами.

Преимущества тепловых насосов

Экономия энергии до 70 %

На 1 кВт потребляемой энергии тепловой насос производит в среднем до 4 кВт тепла, таким образом 3 кВт вы получаете бесплатно (коэффициент преобразования КОП — в среднем равен 4 ).

Отопление и охлаждение: две функции в одном устройстве

Такой тепловой насос называется реверсивным. Зимой тепловой насос вас согревает, а летом приносит приятную прохладу, а система регулирования гарантирует оптимальный комфорт, отвечающий вашим потребностям.

Защита окружающей среды

Использование энергии наружного воздуха для отопления – это выбор в пользу защиты окружающей среды. Отказ от использования ископаемых видов топлива помогает избежать парникового эффекта и сохранить природные ресурсы.

Как это работает?

Тепловой насос извлекает тепло, присутствующее в воздухе, земле или подземных водах для отопления или охлаждения вашего дома. Он производит в 4 раза больше энергии, чем потребляет для своей работы.

Aэротермальный тепловой насос (воздух-вода)

Используя принцип аэротермии, тепловой насос извлекает природное тепло воздуха (даже зимой).

• Работа в режимах отопления и охлаждения
• Идеальное использование для небольших помещений
• Простая установка не требующая дополнительной площади или скважин
• Высокая производительность (КОП от 3,5 до 4,2)

Геотермальный тепловой насос (земля-вода, вода-вода)

Геотермальные тепловые насосы используют энергию, присутствующую в недрах земли, для отопления, горячего водоснабжения и охлаждения летом.

• Работа в режимах отопления и охлаждения
• Принцип геотермии  не требует обязательно большой площади поверхности земли, если выбор
  сделан в пользу бурения или использования тепла грунтовых вод.
• Установка незаметная визуально, а также акустически
• Высокая производительность (КОП до 5,6 при 10°C.)

Термодинамический водонагреватель

В предложении De Dietrich на Российском рынке 2 тепловых насоса для ГВС — Kaliko и Kaliko ESSENTIEL
Термодинамический водонагреватель работает по принципу аэротермического теплового насоса и получает энергию из воздуха.
Установленный, в идеале, в подвальном помещении, он с максимальной эффективностью в течение всего года использует тепло комнатного или наружного воздуха

Что такое тепловой насос и как он работает?

Тепловой насос является частью системы отопления и охлаждения и устанавливается вне дома. Как и кондиционер, он может охлаждать ваш дом, но также способен обеспечивать тепло. В более прохладные месяцы тепловой насос извлекает тепло из холодного наружного воздуха и переносит его в помещение, а в более теплые месяцы он извлекает тепло из воздуха в помещении для охлаждения вашего дома. Они питаются от электричества и передают тепло с помощью хладагента, обеспечивая комфорт круглый год.Поскольку они обеспечивают как охлаждение, так и обогрев, домовладельцам может не потребоваться установка отдельных систем для обогрева своих домов. В более холодном климате к внутреннему фанкойлу можно добавить электрическую нагревательную полосу для дополнительных возможностей. Тепловые насосы не сжигают ископаемое топливо, как печи, что делает их более экологичными.

Как тепловой насос охлаждает и нагревает?

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

В режиме охлаждения тепловой насос поглощает тепло внутри дома и отдает его наружу. В режиме обогрева тепловой насос поглощает тепло из земли или наружного воздуха (даже холодного воздуха) и отдает его в помещение.

Какие существуют типы тепловых насосов?

Двумя наиболее распространенными типами тепловых насосов являются воздушные и грунтовые. Воздушные тепловые насосы передают тепло между воздухом в помещении и наружным воздухом и более популярны для отопления и охлаждения жилых помещений.

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

Где лучше всего работают тепловые насосы?

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

Какие компоненты системы теплового насоса?

Основные компоненты системы теплового насоса:

• Наружный блок со змеевиком, который действует как конденсатор в режиме охлаждения и испаритель в режиме обогрева
• Внутренний блок, содержащий змеевик (как и наружный блок) и вентилятор для перемещения воздуха по дому
• Хладагент, поглощающий и выделяющий тепло при циркуляции по системе
• Компрессор, нагнетающий хладагент
• Реверсивный клапан, изменяющий направление движения хладагента в системе для обеспечения переключения между обогревом и охлаждением
• Расширительный клапан, регулирующий поток хладагента через систему

Основы тепловых насосов: как работают тепловые насосы и распространенные типы

Тепловые насосы — это тип систем отопления и охлаждения, которые популярны благодаря своей универсальности и эффективности. Они отличаются от стандартных блоков кондиционирования воздуха, и термин «тепловой насос» иногда используется для обозначения нескольких типов систем ОВКВ. Итак, в этом посте мы постараемся ответить на такие вопросы, как:

Что такое тепловой насос?

Короче говоря, тепловой насос представляет собой систему HVAC, которая использует цикл хладагента для обеспечения функций обогрева и охлаждения . Эти системы работают, чтобы перекачивать   тепла либо в пространство, либо из него, в зависимости от режима.

Ознакомьтесь с нашим блогом о компонентах стандартного холодильного цикла, чтобы узнать больше контекста/предыстории.

Но независимо от того, используется ли тепловой насос в жилом, коммерческом или крупномасштабном промышленном объекте, его функция одна и та же — «перекачивать» тепло в помещение или из него. Более того, тепловые насосы популярны отчасти потому, что после того, как это тепло выводится из помещения, его можно использовать для таких функций, как нагрев горячей воды для бытовых нужд (ГВС) или встроенные в пол водяные системы. Тепловые насосы также используются в промышленности для сокращения потерь тепловой энергии и повышения общей эффективности.

Чем отличаются системы тепловых насосов от стандартных кондиционеров?

Хотя эти два понятия иногда используются взаимозаменяемо, тепловой насос и кондиционер не обязательно являются одним и тем же. Оба используют цикл охлаждения, но в одномодовом кондиционере хладагент движется только в одном направлении. В системах с тепловым насосом этот поток является обратимым, что позволяет системе переключаться между функциями нагрева и охлаждения по мере необходимости. Но для этого тепловому насосу необходимы специальные компоненты, два примера из которых:

• Клапан реверсивный
• Обратные клапаны

Реверсивный клапан

Чтобы тепловой насос мог переключаться между режимами нагрева и охлаждения, поток хладагента в системе должен быть реверсивным.Вот тут-то и появляется реверсивный клапан. Также называемый четырехходовым клапаном, реверсивный клапан отводит хладагент к следующему компоненту цикла в соответствии с его настройкой.

В режиме обогрева вентиляторы продувают наружный воздух через внешний змеевик, и тепловая энергия воздуха поглощается хладагентом в трубках змеевика. Затем хладагент направляется через реверсивный клапан, который, поскольку он находится в режиме обогрева, направляет газообразный хладагент низкого давления в компрессор.

Хладагент выходит из компрессора в виде высокотемпературного пара под высоким давлением. Затем он поступает во внутренний змеевик, где через него проходит более холодный воздух в помещении, который нагревает помещение и при этом конденсирует хладагент в жидкость. Затем жидкий хладагент поступает к терморасширительному клапану системы (ТРВ), где он расширяется до газа, после чего направляется через наружный змеевик и перезапускает цикл.

В режиме охлаждения газообразный хладагент под высоким давлением выходит из компрессора и поступает в реверсивный клапан, который предназначен для направления потока хладагента на наружный змеевик. Там тепло от хладагента отводится в окружающую среду, при этом хладагент конденсируется в низкотемпературную жидкость под высоким давлением.

Затем хладагент направляется в ТРВ, где его давление и температура снижаются перед поступлением во внутренний змеевик в виде двухфазной смеси. Прохождение хладагента через внутренний змеевик завершает фазовый переход от жидкости к газу, поскольку энергия более теплого внутреннего пространства поглощается хладагентом, и помещение охлаждается.

Затем хладагент направляется обратно через реверсивный клапан в компрессор, где процесс повторяется. В цикле нагрева теплового насоса внутренний змеевик по существу служит конденсатором системы, а наружный змеевик играет роль испарителя.

Реверсивные клапаны могут различаться по сложности, но главное, что нужно знать о них, это «реверсивная» функция. Пример 4-ходового реверсивного клапана показан выше. Соленоид с цифровым управлением облегчает его открытие и закрытие.На канале YouTube «The Engineering Mindset» есть отличное видео, в котором более подробно рассказывается о реверсивных клапанах.

Нравится то, что вы читаете? Подпишитесь на наш блог и никогда не пропустите ни одной публикации!

Обратные клапаны

Иногда системы тепловых насосов имеют два ТРВ; один используется в режиме обогрева, а другой для охлаждения. Чтобы хладагент проходил только через один из них, обратный клапан работает как железнодорожный переключатель, направляя хладагент либо через ТРВ, либо в обход, в зависимости от режима.Два примера обратных клапанов изображены ниже: поворотный обратный клапан (вверху) и подпружиненный вариант.

Какие существуют типы тепловых насосов?

Теперь, когда мы рассмотрели, что такое тепловые насосы и некоторые их уникальные компоненты, давайте поговорим о некоторых распространенных разновидностях. Существует несколько видов систем тепловых насосов, все они выполняют одни и те же функции, но по-разному. Некоторые из наиболее распространенных конфигураций:

• Тепловые насосы воздух-воздух
• Тепловые насосы воздух-вода
• Геотермальные тепловые насосы 

Тепловые насосы воздух-воздух

Также называемые тепловыми насосами воздух-воздух, системы тепловых насосов воздух-воздух имеют очень простую конструкцию. Они поглощают наружный воздух и, используя стандартный цикл охлаждения, кондиционируют этот воздух либо для охлаждения, либо для обогрева помещения.

воздух-воздух очень популярны для жилых и небольших коммерческих помещений в умеренном климате благодаря своей эффективности и универсальности. Вероятно, именно такие системы приходят на ум, когда вы слышите «тепловой насос», и вполне возможно, что в вашем доме есть что-то подобное. На приведенной выше диаграмме показана типичная система теплового насоса в жилом доме, а на приведенном ниже рисунке показан коммерческий тепловой насос в многоквартирном доме.

Тепловые насосы воздух-вода

Системы тепловых насосов воздух-вода работают так же, как их аналоги воздух-воздух. Но вместо того, чтобы отбирать тепло из наружного воздуха для нагрева воздушного потока, тепловые насосы воздух-вода используют цикл охлаждения для управления температурой потока жидкости.

В режиме обогрева тепловая энергия извлекается из холодного наружного воздуха посредством стандартного сжатия/расширения хладагента и передается потоку жидкости – обычно воде или смеси гликоль/вода. Затем эта горячая вода направляется по всему зданию, где она используется для отопления помещений, горячего водоснабжения или для какой-либо другой полезной функции. Этот процесс инвертируется в режиме охлаждения, когда тепловая энергия передается от наружного воздуха потоку жидкости, который охлаждается в цикле охлаждения, а поглощенное тепло выбрасывается наружу.

Геотермальные тепловые насосы 

На глубинах более 15-20 футов земная кора поддерживает довольно постоянную температуру круглый год.Геотермальные тепловые насосы (GSHP), также известные как геотермальные тепловые насосы или геотермальные тепловые насосы , представляют собой замкнутые системы, использующие эту тепловую энергию.

имеют теплообменник (или геоконтур), закопанный в землю, как показано на схеме ниже, и соединенный с остальными компонентами теплового насоса, расположенными внутри конструкции. Раствор пропиленгликоля часто используется в качестве рабочей жидкости из-за его меньшего воздействия на окружающую среду по сравнению с этиленгликолем.

В режиме обогрева тепловая энергия земли поглощается жидкостью внутри геоконтура. Это увеличивает температуру рабочей жидкости, но не настолько, чтобы удовлетворить требованиям нагрузки. Затем полунагретая смесь жидкости направляется внутрь к испарителю системы, запуская цикл сжатия/расширения пара, который нагревает жидкость до такой степени, что ее можно использовать для обогрева помещения или воды.

В режиме охлаждения теплый воздух из конструкции направляется через геоконтур, где более низкие температуры земли кондиционируют жидкость, прежде чем возвращать ее в тепловой насос внутреннего блока.Там цикл охлаждения используется для извлечения оставшейся энергии, необходимой для удовлетворения требований системы. Геопетля может быть закопана в землю, погружена в грунтовые воды или подключена к колодцу или другому источнику воды. Геотермальные тепловые насосы, в которых используется вода, часто называют тепловыми насосами с источником воды, но функция и компоненты системы одинаковы.

Несмотря на то, что геотермальные тепловые насосы требуют значительных первоначальных затрат, после установки они становятся чрезвычайно эффективными.Нередко такие системы выдают значительно больше энергии, чем в них вкладывается, причем коэффициенты полезного действия (КПД) достигают 4:1, что является довольно типичным.

Как могут помочь катушки суперрадиатора

В тепловых насосах за последние несколько десятилетий произошли потрясающие инновации. И преимущества этих высокоэффективных систем являются одними из самых разнообразных, способных эффективно обслуживать широкий спектр приложений от легких коммерческих до промышленных.И если вы являетесь производителем тепловых насосов и ищете опытного партнера по теплообменникам, который поможет вам расширить границы эффективности, не стесняйтесь обращаться к нам.

Наш опыт работы с тепловыми насосами очень широк, и наша база данных с информацией о характеристиках хладагентов настолько обширна, насколько это возможно. От стандартных хладагентов для тепловых насосов, таких как R-410, до более необычных, таких как CO2, давайте работать вместе, чтобы максимально повысить эффективность ваших установок.

Не оставайтесь в стороне, когда речь заходит об информации о теплопередаче.Чтобы быть в курсе различных тем по этому вопросу, подпишитесь на Суперблог, наш технический блог, Приказы врача и следите за нами в LinkedIn, Twitter и YouTube.

Как работают водяные тепловые насосы

Мэтью А. Крамп PE

Большинство людей знакомы со стандартной бытовой сплит-системой кондиционирования воздуха. Он разделен, потому что внутренняя система подает охлажденный или нагретый воздух, а наружный блок издает много шума при работе.Эти две части оборудования соединены трубопроводом, по которому между ними проходит хладагент. Наружный блок состоит из компрессора, наружного змеевика и вентилятора. Во время охлаждения компрессор будет сжимать хладагент в перегретый газ, а затем нагнетать его через наружный змеевик. Вентилятор втягивает наружный воздух через змеевик, так что перегретый газ охлаждается. Хладагент поступает во внутренний блок, который быстро расширяет охлажденную жидкость под высоким давлением, создавая низкотемпературный газ низкого давления, который поступает во внутренний змеевик, а внутренний вентилятор прогоняет через него воздух для охлаждения помещения.После охлаждения воздуха подогретый газообразный хладагент низкого давления возвращается в компрессор, чтобы начать процесс заново.

Бытовой тепловой насос может переключать поток хладагента таким образом, чтобы перегретый сжатый газ поступал во внутренний блок для обогрева помещения. Водяной тепловой насос (WSHP) выполняет ту же операцию, он просто перемещает компрессор во внутренний блок и заменяет наружный змеевик теплообменником, который использует водяной контур здания вместо наружного воздуха.

В моей предыдущей статье, расположенной здесь, обсуждается цикл хладагента, используемый для обогрева или охлаждения помещения с помощью теплового насоса. В этой статье будут описаны компоненты теплового насоса и показано, как они выполняют цикл охлаждения.

Водяной тепловой насос состоит из следующих компонентов:

• Компрессор
• 4-ходовой реверсивный клапан
• Теплообменник хладагент-вода
• Устройство теплового расширения
• Катушка
• Вентилятор

Каждый из этих компонентов работает вместе, чтобы эффективно выполнять холодильный цикл и кондиционировать пространство.

Компрессор является сердцем WSHP. Он приводит в действие цикл охлаждения, нагнетая хладагент через тепловой насос, охлаждая или нагревая помещение в зависимости от сигнала от термостата. Для целей данной статьи это первая стадия холодильного цикла. Компрессор нагнетает газообразный хладагент средней температуры в перегретый газ высокого давления и высокой температуры. Это представлено на диаграмме энтальпии давления (PE), показанной ниже.

В большинстве используемых сегодня водяных тепловых насосов компрессоры имеют роторную или спиральную конструкцию. Для этого они просто используют две разные геометрии.

В большинстве представленных на рынке тепловых насосов с водяным охлаждением с холодопроизводительностью менее 2 тонн используется роторный компрессор. Роторный компрессор характеризуется электродвигателем, который вращает смещенное кольцо внутри цилиндра, который непрерывно всасывает хладагент, а затем сжимает его.Стадии сжатия показаны на графике ниже:

Частями ротационного компрессора являются цилиндр (статор), кольцо (ротор), скользящая перегородка, всасывающий патрубок (вход) и патрубок горячего газа (выход). На этапе 1 объем между цилиндром и кольцом полностью заполнен теплым хладагентом низкого давления. Когда кольцо начнет вращаться в направлении второй ступени, хладагент начнет сжиматься. В выпуске горячего газа есть клапан, который удерживает хладагент в компрессоре до тех пор, пока не будет достигнуто определенное давление. Газ низкого давления из линии всасывания начнет поступать в компрессор по мере вращения кольца. Скользящий барьер будет двигаться, сохраняя контакт с кольцом и разделяя газы высокого и низкого давления. При переходе от ступени 2 к ступени 3 хладагент продолжает сжиматься, в то время как в компрессор всасывается больше газа низкого давления. На этапе 4 газ достигает полного сжатия, и выпускной клапан открывается, позволяя ему двигаться в линию горячего газа цикла хладагента. Сразу после выпуска полностью сжатого газа компрессор возвращается в положение 1-й ступени, и процесс начинается заново.

Спиральный компрессор работает так же, как и роторный, и его иногда называют ротационным спиральным. Разница заключается в форме ротора и статора. Кольцо и цилиндр заменены двумя спиральными узорами. И ротор, и статор представляют собой спиральные конструкции, в которых хладагент попадает в ловушку между двумя спиральными конструкциями и постепенно сжимается по мере перемещения спирали ротора.

Для спирального компрессора первая ступень сжатия также является последней ступенью предыдущего цикла.Шнек предназначен для одновременного всасывания и сжатия двух разных объемов хладагента. В течение следующих трех стадий спираль ротора вращается, направляя хладагент во все меньшие пространства, пока объемы не сойдутся в центре спирали, полностью сжатые. Достигнув центра, хладагент полностью сжимается и выпускается в линию горячего газа цикла хладагента, поэтому нет необходимости в клапане для поддержания давления перед сжатием.

4-ходовой реверсивный клапан — это часть системы, которая делает тепловой насос тепловым насосом, компонент, который отделяет тепловые насосы от кондиционеров.Клапан направляет поток горячего газа, выходящего из компрессора, в зависимости от того, требуется ли помещение для охлаждения или обогрева. Когда горячий газ выходит из компрессора, клапан направляет поток либо к теплообменнику для режима охлаждения, либо к змеевику для режима нагрева.

Внутри корпуса клапана находится ползунок, который перемещается вперед и назад в зависимости от потребности в охлаждении/нагреве. Как показано на графике выше, когда система требует охлаждения, ползунок перемещается влево, так что нагнетание компрессора поступает в теплообменник.Когда есть запрос на нагрев, ползунок перемещается вправо и направляет поток змеевика. Движение ползунка меняет направление потока хладагента в обратном направлении либо для отвода тепла из помещения, либо для добавления тепла в зависимости от потребности.

Хотя 4-ходовой реверсивный клапан оказывает огромное влияние на работу теплового насоса, он не влияет на цикл охлаждения, и его работа не будет отражаться на графике цикла охлаждения.

В цикле охлаждения хладагент выходит из 4-ходового смесительного клапана и поступает в теплообменник хладагент-вода.В рассмотренном выше жилом блоке вентилятор и змеевик на внешнем блоке предназначены для отвода тепла в наружный воздух. Водяной тепловой насос заменяет наружный вентилятор и змеевик теплообменником. Для работы этой системы в здании предусмотрена петля воды. Этот водяной контур включает в себя градирню и бойлер для поддержания подачи воды в блок и выхода из него для достижения оптимальной производительности.

Теплообменник представляет собой коаксиальную конструкцию, в которой хладагент проходит по трубке на внутреннем диаметре теплообменника, а вода контура здания проходит между трубкой хладагента и внешней трубой.Во время охлаждения вода с более низкой температурой отводит тепло от сжатого горячего газа хладагента. Вода выходит из теплообменника с более высокой температурой, а хладагент выходит в виде низкотемпературной жидкости под высоким давлением. Это показано второй строкой на графике PE ниже:

При нагреве хладагент поступает в теплообменник после выхода из дозирующего устройства в виде низкотемпературной смеси газа и жидкости низкого давления. Он забирает тепло из водяного контура здания и выходит в виде теплого газа низкого давления.

Чтобы разместить теплообменник на минимальном пространстве, они были свернуты, как показано выше. Цель этой системы состоит в том, чтобы отводить/вытягивать наибольшее количество тепла при наименьшей длине теплообменника.

Когда поступает запрос на охлаждение/обогрев, автоматический водяной клапан, расположенный на выходе теплообменника, открывается, позволяя воде здания проходить через теплообменник.

Опять же, в цикле охлаждения жидкий хладагент под высоким давлением и низкой температурой покидает теплообменник и движется к устройству теплового расширения.Это регулирует поток хладагента в змеевик. Тепловое дозирующее устройство отделяет часть цикла низкого давления от части высокого давления, поступающей от компрессора. Когда хладагент перемещается в область низкого давления, он «испаряется» и очень быстро охлаждается. Это представлено в виде третьей строки на диаграмме PE для R410a, показанной ниже, хладагент переходит из жидкости средней температуры высокого давления в низкотемпературную смесь жидкости и газа низкого давления.

Простое разделение областей высокого и низкого давления может быть легко выполнено с помощью отверстия определенного размера, но устройство теплового расширения активно контролирует температуру хладагента, выходящего из змеевика, и регулирует его, чтобы обеспечить необходимое количество охлаждения через змеевик.

Датчик давления в баллоне силового элемента устанавливается напротив трубы хладагента, выходящей из змеевика, чтобы он мог измерять температуру. Затем трубка от колбы направляется к верхней части дозирующего устройства. Внутри колбы и трубки находится жидкость, которая либо расширяется, либо сжимается в зависимости от температуры хладагента, выходящего из змеевика. Когда температура хладагента, выходящего из змеевика, слишком высока, жидкость расширяется и воздействует на диафрагму, которая затем толкает клапан в устройстве еще больше, позволяя большему количеству хладагента попасть в змеевик.Если змеевик слишком холодный, жидкость будет сжиматься, закрывая клапан и выпуская меньше хладагента. В мире умных домов и подключенных устройств это отличная технология, которая полагается на материалы для управления, а не на электронный датчик и привод.

Когда цикл реверсируется для нагрева, устройство теплового измерения имеет встроенный обратный клапан, который позволяет низкотемпературному хладагенту под высоким давлением проходить в теплообменник в противоположном направлении. В старых версиях обратный клапан располагался на отдельном контуре, который шунтировал прибор учета тепла.

Змеевик предназначен для облегчения передачи тепла от воздуха к хладагенту. Целью конструкции катушки является увеличение площади контакта между катушкой и воздухом. Катушка представляет собой ряд трубок, которые «скручены» вперед и назад. Между трубками есть ребра, в основном 14-15 ребер на дюйм, которые обеспечивают большую площадь поверхности для теплопередачи. Размер змеевика и количество контуров хладагента, проходящих через змеевик, рассчитаны на обеспечение надлежащего охлаждения/обогрева помещения. Во время охлаждения, когда воздух проходит через змеевик, он передает тепло от воздуха хладагенту. На графике PE это завершает цикл превращения низкотемпературной смеси газа и жидкости в газ средней температуры низкого давления, готовый к сжатию и повторному запуску цикла.

Вторым по величине потребителем электроэнергии на БТЭ является вентилятор. Вентилятор разработан в сочетании со змеевиком для обеспечения необходимого объема кондиционирования помещения в зависимости от размера устройства.Сегодня в большинстве устройств используется вентилятор с электрокоммутируемым двигателем (ECM) для обеспечения максимальной эффективности. Линейка Engineered Comfort Serenity WSHP имеет охлаждение и обогрев CFM, а вентилятор настраивается в зависимости от потребности в кондиционировании.

Хладагент перемещается по указанным ниже путям в зависимости от охлаждения или обогрева:

• Охлаждение
  • Горячий газ высокого давления выходит из компрессора и поступает в 4-ходовой реверсивный клапан
  .
  • 4-ходовой смесительный клапан направляет поток к теплообменнику
  .
  • Теперь жидкость с более низкой температурой под высоким давлением выходит из теплообменника и поступает в устройство теплового расширения
  .
  • После прохождения расширительного устройства и входа в змеевик испарителя хладагент становится газожидкостной смесью низкого давления и очень низкой температуры
  .
  • Змеевик охлаждает воздух, проходящий через него, и хладагент становится газом средней температуры низкого давления и возвращается к компрессору
  .

• Обогрев
  • Горячий газ высокого давления выходит из компрессора и поступает в 4-ходовой реверсивный клапан
  .
  • 4-ходовой реверсивный клапан направляет поток на змеевик
  • Горячий газ высокого давления нагревает воздух, проходящий над змеевиком, и становится жидкостью высокого давления с более низкой температурой, которая направляется к устройству теплового расширения
  .
  • Через расширительное устройство хладагент превращается в низкотемпературную газожидкостную смесь низкого давления и циклически направляется к теплообменнику
  .
  • В теплообменнике низкотемпературная жидкость под низким давлением превращается в газ под низким давлением и средней температурой и движется обратно к компрессору
  .

По многим причинам, включая низкие инвестиционные затраты, эффективность, простоту обслуживания, эстетику здания и комфорт, система водяного теплового насоса является отличным выбором для высотного жилого комплекса.Это одна статья из серии статей, посвященных системам водяного теплового насоса. Если мы можем чем-то помочь вам в проектировании вашей системы, свяжитесь с Мэтью Крампом по адресу [email protected].

Что может произойти, если ваш тепловой насос потерял хладагент

Тепловой насос является одним из наиболее эффективных типов систем домашнего комфорта, доступных как для обогрева, так и для охлаждения. Все больше и больше людей переходят на тепловые насосы, поскольку они требуют мало энергии для работы и могут работать дольше, чем многие другие типы систем переменного тока.Однако, как и любой тип электромеханического устройства, тепловой насос требует технического обслуживания для правильной работы и обеспечения наилучшей производительности. И одним из ключевых этапов технического обслуживания теплового насоса является проверка уровня хладагента.

Термин «тепловой насос» немного сбивает с толку, поскольку многие люди думают, что они в основном используются для обогрева. Однако конструкция теплового насоса намного ближе к конструкции стандартного домашнего кондиционера. Тепловые насосы используют хладагент для циркуляции основных компонентов системы для осуществления теплообмена.Летом тепловой насос использует хладагент для поглощения тепла из воздуха в вашем доме и перемещения его на улицу. Зимой он использует хладагент для поглощения тепла снаружи, даже в очень прохладную погоду, чтобы передать его в дом.

Как видите, хладагент, представляющий собой химическую смесь, способную легко переходить из газообразного состояния в жидкое и наоборот, жизненно важен для работы теплового насоса. При утечке хладагента вы просто не можете получить необходимую мощность нагрева и охлаждения, так как процесс теплообмена подвергается опасности.Но иногда снижение мощности нагрева или охлаждения все еще допустимо, что заставляет многих полагать, что они могут продолжать использовать свою систему с низким содержанием хладагента.

Однако следует помнить, что это просто не вариант. Если вы продолжите эксплуатировать свой тепловой насос с утечкой хладагента, вы можете повредить пару ключевых компонентов. Во-первых, вы можете заставить внутренний змеевик замерзнуть во время процесса испарения. Но что еще более важно, вы можете повредить компрессор, одну из самых важных (и дорогостоящих) частей всего вашего устройства.

Безопасно работать с хладагентом может только обученный и сертифицированный специалист. Если у вас возникнут проблемы с тепловым насосом в Брентвуде, звоните в Boehmer Heating & Cooling. Мы знаем, как рискованно ждать ремонта, поэтому выполним работу быстро и профессионально.

Теги: Brentwood, Тепловой насос
Среда, 3 декабря 2014 г., 10:35 | Категории: Отопление |

Почему мой тепловой насос дует холодным воздухом зимой?

Тепловой насос, обеспечивающий циркуляцию холодного воздуха в вашем доме, — последнее, что вам нужно пронизывающим до костей утром.Хотя иногда виноваты неисправные детали, не каждый ремонт требует замены критически важных компонентов. Вот пять наиболее распространенных причин, по которым тепловые насосы могут дуть холодным воздухом зимой.

Тепловой насос находится в режиме разморозки

Тепловой насос улавливает тепло из воздуха и перемещает его в другое место. Зимой он конденсирует наружный воздух, пока он не станет достаточно теплым, чтобы всем было комфортно в помещении. Если на наружном блоке образуется лед, тепловой насос переключается в режим разморозки. По сути, это означает запуск системы в режиме охлаждения в течение короткого периода времени. Тепло, захваченное из воздуха в вашем доме, направляется на наружный блок, чтобы растопить лед.

Ледяные образования редкость в нашем регионе Флориды, но они могут возникать, если наружный блок забивается мокрыми листьями или мокрым мусором. Поддержание свободного пространства вокруг системы не менее двух-трех футов может помочь предотвратить эту проблему.

Грязный или забитый фильтр

Забитый фильтр HVAC направляет нефильтрованный поступающий воздух в систему теплового насоса.Пыль, грязь и другие загрязнения могут оседать на деталях, нарушая работу системы. Как компоненты, выделяющие или поглощающие тепло, змеевики испарителя и конденсатора особенно уязвимы к повреждениям. Замена фильтра всякий раз, когда он выглядит грязным, поможет вашему тепловому насосу работать должным образом. В компании Del-Air по отоплению, кондиционированию воздуха и сантехнике наша служба доставки фильтров упрощает эту задачу. Закажите сегодня, чтобы получить 10-процентную скидку и бесплатную доставку воздушных фильтров на дом.

Настройки термостата

Когда из ваших регистров дует холодный воздух, вашим первым побуждением может быть отрегулировать настройки температуры на вашем термостате.Важно также убедиться, что система все еще работает в режиме обогрева. Легче, чем вы думаете, случайно нажать кнопку охлаждения во время протирки или уборки. Также проверьте настройку вентилятора. Установите его на «авто», а не на «вкл». Воздух будет дуть постоянно при включенной настройке, независимо от того, нагрет он или нет.

Утечки хладагента

Тепловые насосы полагаются на цикл охлаждения для обогрева и охлаждения вашего дома. Когда жидкий хладагент испаряется, превращаясь в газ, он забирает тепло из воздуха.Подогретый воздух летом направляется на улицу, а зимой в помещение. Тепловой насос не будет работать должным образом, если где-то в системе возникнет утечка. Уровень хладагента упадет слишком низко, чтобы извлечь достаточно тепла из воздуха. Это не ремонт своими руками. Утечки хладагента выделяют вредные вещества в атмосферу. Только лицензированные специалисты HVAC имеют право устранять утечки и заправлять систему.

Система нуждается в обслуживании

Если тепловой насос периодически подает холодный воздух или если воздух нагревается после холодного пуска, необходима настройка системы.Регулярное техническое обслуживание помогает поддерживать безопасную и надежную работу систем вентиляции и кондиционирования. Вы тоже сэкономите деньги. Хорошо обслуживаемый тепловой насос работает на 25% эффективнее, чем запущенная система. Ваша система также прослужит дольше и будет работать лучше при регулярном обслуживании профессиональным техническим специалистом.

Компания Del-Air по отоплению, кондиционированию воздуха и сантехнике предлагает услуги по ремонту тепловых насосов, необходимые для комфортного проживания зимой, от быстрого ремонта до капитального ремонта. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашим разделом услуг тепловых насосов или свяжитесь с нами сегодня. С 1983 года мы являемся местными специалистами по ОВКВ, которым вы можете доверять в достижении качественных результатов.

Советы по эксплуатации теплового насоса — Эффективность Мэн

Компания Mainers установила десятки тысяч тепловых насосов, потому что они являются наиболее эффективным способом обогрева и охлаждения. Если вы сделали инвестиции или рассматриваете их, мы хотели бы поделиться советами о том, как вы можете максимально сэкономить с тепловым насосом. Некоторые из них могут показаться нелогичными, но поверьте нам! Эти советы применимы к наиболее распространенным установкам тепловых насосов в штате Мэн.

Перейдите к нижней части этой страницы, чтобы посмотреть видео с советами или загрузить pdf-копию нашей брошюры с советами для пользователей тепловых насосов.

Используйте свой тепловой насос всю зиму.

Высокопроизводительные тепловые насосы — самая эффективная система отопления даже в самый холодный зимний день. Если у вас есть и тепловой насос, и котел или печь, ваш тепловой насос является более энергоэффективным выбором.

1.

2.

Поставь и забудь зимой.

Тепловые насосы работают наиболее эффективно, когда поддерживают постоянную температуру. Выключение теплового насоса, когда вы отсутствуете или спите, может на самом деле потреблять больше энергии, чем оставлять его включенным. Причина в том, что ему приходится работать больше, чтобы вернуться к желаемой температуре, чем для ее поддержания.Лучше всего установить комфортную температуру и забыть о ней. Регулировка температуры на короткие промежутки времени, например, на ночь, не сэкономит деньги с тепловым насосом.

Комплект для комфорта.

Многие внутренние блоки тепловых насосов монтируются высоко на стене под потолком. Поскольку тепло повышается, а тепловые насосы измеряют температуру во внутренних блоках, вам может понадобиться настроить тепловой насос на более высокую температуру, чем при использовании традиционного настенного термостата. Установите его для комфорта независимо от вашего обычного режима работы котла или печи. Это может отличаться для тепловых насосов с напольными блоками или настенными термостатами.

3.

4.

Используйте тепловой насос перед котлом/печью.

Для домов, отапливаемых как тепловым насосом, так и котлом или печью, использование теплового насоса, когда это возможно, обеспечит максимальную экономию.Это может означать разные вещи в разных домах, например, установка термостата котла или печи на более низкое значение или закрытие радиатора или заслонки в комнатах, обслуживаемых тепловым насосом.

Типовые решения и конфигурации см. здесь.

Избегайте режима «Авто» летом и зимой.

Автоматический режим тепловых насосов позволяет тепловому насосу решать, нагревать или охлаждать помещение, но он не всегда знает лучше.Чтобы избежать случайного включения кондиционера в солнечный день посреди зимы или, возможно, при работающей дровяной печи, используйте режим «Обогрев», а не «Авто». Точно так же, чтобы избежать случайного нагрева прохладной летней ночью, используйте летом «Прохладный», «Сухой» или «Вентилятор», а не «Авто».

5.

6.

Оптимизация скорости вентилятора.

Начните с настройки вентилятора на «Auto Fan». Если при этом нагретый или охлажденный воздух не распределяется достаточно далеко, установите скорость на самый низкий уровень, соответствующий вашим потребностям.

Оптимизация направления воздушного потока.

На тепловом насосе легко перенаправить поток воздуха. Чтобы максимизировать охват, воздух должен быть направлен на открытое пространство, которое находится дальше всего от внутреннего блока и от любых препятствий.Возможно, вам придется поэкспериментировать, чтобы увидеть, что наиболее удобно для вас.

7.

8.

Очистите пылевые фильтры.

Тепловые насосы работают лучше всего, когда пылевые фильтры чистые. Пропылесосьте или промойте пылевые фильтры всякий раз, когда они становятся заметно загрязненными или когда загорается индикатор.Частота очистки может варьироваться от недель до месяцев в зависимости от использования и количества пыли. Для получения подробной информации о том, как извлечь фильтры, обратитесь к руководству пользователя.

Держите наружный блок в чистоте.

Держите кусты подальше от наружных блоков и удаляйте листья, которые могут застрять в них, стараясь не погнуть ребра. Чистый снег сносится от наружных блоков, но не беспокойтесь о том, что на них скапливается снег и лед.Тепловые насосы автоматически размораживаются.

9.

10.

Профессиональное обслуживание теплового насоса.

Для обеспечения максимальной производительности следуйте рекомендациям производителей по профессиональному обслуживанию в дополнение к регулярной очистке фильтра.Летом тепловые насосы собирают больше грязи, поэтому лучше обслуживать их осенью.

Подберите летний режим к погоде и своим потребностям.

Существует три режима теплового насоса для лета. «Вентилятор» потребляет меньше всего энергии, и его может быть достаточно, когда вам нужно небольшое облегчение, но он не будет охлаждать комнату, поэтому обязательно выключайте его, когда уходите. Когда тепло и душно, режим «Сушка» может снизить влажность и сделать комнату более комфортной.Режим «Прохладный» является лучшим выбором для снижения температуры и может подойти для самых жарких дней.

11.

Наслаждайтесь сбережениями.

Как видно из приведенных выше советов, мы рекомендуем использовать тепловые насосы иначе, чем системы отопления, работающие на сжигании топлива. Соблюдение этих советов поможет вам максимально сэкономить и повысить комфорт.

Полезные соединения для бесканальных тепловых насосов

Посмотрите наше видео с советами по эксплуатации теплового насоса

Скачать версию для печати советов

Тепловой насос работает по-разному в двух режимах?

Тепловые насосы являются популярным вариантом для домашнего уюта здесь, в Кэти, потому что они идеально подходят для нашего климата: жаркая погода в течение большей части года с короткой прохладной зимой.Тепловой насос работает и как кондиционер, и как обогреватель, способный переключаться между двумя режимами только с помощью регулировки термостата. В жаркую погоду тепловой насос не уступает по мощности кондиционеру того же холодопроизводительности. В более холодную погоду тепловой насос доставляет тепло с меньшими затратами, чем при использовании электрической печи.

Но как тепловой насос выполняет обе функции? Переключается ли он между различными операциями при переходе из одного режима в другой?

Уловка, которая заставляет работать тепловой насос

Ответ заключается в том, что тепловой насос работает почти одинаково в режимах охлаждения и обогрева. (Мы скоро перейдем к , почти .) Это не две разные системы, кондиционер и нагреватель, объединенные в одном устройстве. Это единая система, в которой используются одни и те же компоненты, независимо от того, призвана ли она обогревать помещение или охлаждать его.

Хитрость, благодаря которой работает тепловой насос, — это реверсивный клапан . Думайте о тепловом насосе как о стандартном кондиционере, потому что во многих отношениях он такой же, как кондиционер. Компрессор подает хладагент под давлением, затем направляет горячий хладагент из змеевиков в наружные змеевики, где он выделяет тепло и охлаждается.Охлажденный хладагент перемещается внутрь помещения, проходя через расширительный клапан, который еще больше снижает его температуру. Затем хладагент проходит через внутренние змеевики и испаряется, поглощая тепло. После этого он возвращается в компрессор.

Реверсивный клапан — это компонент теплового насоса, контролирующий направление движения хладагента после выхода из компрессора. Ему не нужно сначала направляться к наружным катушкам. Если клапан переключается в том направлении, в котором он идет, то есть сначала направляется к внутренним змеевикам, вся работа теплового насоса меняет направление.Сейчас тепло отводится снаружи дома и заводится в него. Два набора катушек поменялись местами. Потребовался только обратный клапан.

Небольшие исключения

Мы могли бы остановить это прямо сейчас, потому что это основы работы теплового насоса: изменить направление движения хладагента, чтобы изменить направление нагрева или охлаждения. Но между режимами есть несколько отличий:

• Тепловой насос использует меньше хладагента в режиме обогрева. Дополнительный хладагент хранится в части, называемой аккумулятором линии всасывания, до тех пор, пока он снова не понадобится для охлаждения.
• Поскольку тепловой насос все еще должен позволять газообразному хладагенту расширяться и снижать температуру, имеется дополнительный расширительный клапан.

  No related posts.