Тепловой насос википедия: Тепловой насос — это… Что такое Тепловой насос?

Тепловой насос — это… Что такое Тепловой насос?

Воздушный тепловой насос

Тепловой насос — устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой^[1]. Термодинамически тепловой насос аналогичен холодильной машине. Однако если в холодильной машине основной целью является производство холода путём отбора теплоты из какого-либо объёма испарителем, а конденсатор осуществляет сброс теплоты в окружающую среду, то в тепловом насосе картина обратная. Конденсатор является теплообменным аппаратом, выделяющим теплоту для потребителя, а испаритель — теплообменным аппаратом, утилизирующим низкопотенциальную теплоту: вторичные энергетические ресурсы и (или) нетрадиционные возобновляемые источники энергии.

Общие сведения

Основу эксплуатируемого сегодня в мире парка теплонасосного оборудования составляют парокомпрессионные тепловые насосы, но применяются также и абсорбционные, электрохимические и термоэлектрические.

Эффективность тепловых насосов принято характеризовать величиной безразмерного коэффициента трансформации энергии К тр, определяемого для идеального цикла Карно по следующей формуле:

где  — температуры соответственно на выходе и на входе насоса.

где: Тоut-температурный потенциал тепла, отводимого в систему отопления или теплоснабжения, К; Тіn -температурный потенциал источника тепла , К. Коэффициент трансформации теплового насоса, или теплонасосной системы теплоснабжения (ТСТ) Ктр представляет собой отношение полезного тепла, отводимого в систему теплоснабжения потребителю, к энергии, затрачиваемой на работу теплонасосной системы теплоснабжения, и численно равен количеству полезного тепла, получаемого при температурах Тоut и Тin, на единицу энергии, затраченной на привод ТН или ТСТ. Реальный коэффициент трансформации отличается от идеального, описанного формулой (1 1), на величину коэффициента h, учитывающего степень термодинамического совершенства ГТСТ и необратимые потери энергии при реализации цикла.

В^[2] приведены зависимости реального и идеального коэффициентов трансформации (К тр) теплонасосной системы теплоснабжения от температуры источника тепла низкого потенциала Тin и температурного потенциала тепла, отводимого в систему отопления Тоut. При построении зависимостей, степень термодинамического совершенства ТСТ h была принята равной 0,55, а температурный напор (разница температур хладона и теплоносителя) в конденсаторе и в испарителе тепловых насосов был равен 7 °C. Эти значения степени термодинамического совершенства h и температурного напора между хладоном и теплоносителями системы отопления и теплосбора представляются близкими к действительности с точки зрения учета реальных параметров теплообменной аппаратуры (конденсатор и испаритель) тепловых насосов, а также сопутствующих затрат электрической энергии на привод циркуляционных насосов, систем автоматизации, запорной и управляющей арматуры. В общем случае степень термодинамического совершенства теплонасосных систем теплоснабжения h зависит от многих параметров, таких, как: мощность компрессора, качество производства комплектующих теплового насоса и необратимых энергетических потерь, которые, в свою очередь, включают: — потери тепловой энергии в соединительных трубопроводах; — потери на преодоление трения в компрессоре; — потери, связанные с неидеальностью тепловых процессов, протекающих в испарителе и конденсаторе, а также с неидеальностью теплофизических характеристик хладонов; — механические и электрические потери в двигателях и прочее.

В табл.1-1 представлены «средние» значения степени термодинамического совершенства h для некоторых типов компрессоров, используемых в современных теплонасосных системах теплоснабжения.

Таблица 1-1. Эффективность некоторых типов компрессоров, используемых в современных теплонасосных системах теплоснабжения ^{[источник не указан 367 дней]}

Мощность, кВт	Тип компрессора	Эффективность (степень термодинамического совершенства) h, доли ед.
300−3000	Открытый центробежный	0,55-0,75
50-500	Открытый поршневой	0,5-0,65
20-50	Полугерметичный	0,45-0,55
2-25	Герметичный, с R-22	0,35-0,5
0,5-3,0	Герметичный, с R-12	0,2-0,35
<0,5	Герметичный	<0,25

Как и холодильная машина, тепловой насос потребляет энергию на реализацию термодинамического цикла (привод компрессора).

Коэффициент преобразования теплового насоса — отношение теплопроизводительности к электропотреблению — зависит от уровня температур в испарителе и конденсаторе. Температурный уровень теплоснабжения от тепловых насосов в настоящее время может варьироваться от 35 °C до 62 °C . Что позволяет использовать практически любую систему отопления. Экономия энергетических ресурсов достигает 70 %^[3]. Промышленность технически развитых стран выпускает широкий ассортимент парокомпрессионных тепловых насосов тепловой мощностью от 5 до 1000 кВт.

История

Концепция тепловых насосов была разработана ещё в 1852 году выдающимся британским физиком и инженером Уильямом Томсоном (Лордом Кельвином) и в дальнейшем усовершенствована и детализирована австрийским инженером Петером Риттер фон Риттингером (Peter Ritter von Rittinger). Петера Риттера фон Риттингера считают изобретателем теплового насоса, ведь именно он спроектировал и установил первый известный тепловой насос в 1855 году

[4] . Но практическое применение тепловой насос приобрел значительно позже, а точнее в 40-х годах ХХ столетия, когда изобретатель-энтузиаст Роберт Вебер (Robert C. Webber) экспериментировал с морозильной камерой^[5] . Однажды Вебер случайно прикоснулся к горячей трубе на выходе камеры и понял, что тепло просто выбрасывается наружу. Изобретатель задумался над тем, как использовать это тепло, и решил поместить трубу в бойлер для нагрева воды. В результате Вебер обеспечил свою семью таким количеством горячей воды, которое они физически не могли использовать, при этом часть тепла от нагретой воды попадала в воздух. Это подтолкнуло его к мысли, что от одного источника тепла можно нагревать и воду, и воздух одновременно, поэтому Вебер усовершенствовал своё изобретение и начал прогонять горячую воду по спирали (через змеевик) и с помощью небольшого вентилятора распространять тепло по дому с целью его отопления. Со временем именно у Вебера появилась идея «выкачивать» тепло из земли, где температура не слишком изменялась в течение года.

Он поместил в грунт медные трубы, по которым циркулировал фреон, который «собирал» тепло земли. Газ конденсировался, отдавал своё тепло в доме, и снова проходил через змеевик, чтобы подобрать следующую порцию тепла. Воздух приводился в движение с помощью вентилятора и распространялся по дому. В следующем году Вебер продал свою старую угольную печь.
В 40-х годах тепловой насос был известен благодаря своей чрезвычайной эффективности, но реальная потребность в нём возникла в период Арабского нефтяного эмбарго в 70-х годах, когда, несмотря на низкие цены на энергоносители, появился интерес к энергосбережению.

Эффективность

В процессе работы компрессор потребляет электроэнергию. Соотношение вырабатываемой тепловой энергии и потребляемой электрической называется коэффициентом трансформации (или коэффициентом преобразования теплоты) и служит показателем эффективности теплового насоса. Эта величина зависит от разности уровня температур в испарителе и конденсаторе: чем больше разность, тем меньше эта величина.

По этой причине тепловой насос должен использовать по возможности большее количество источника низкопотенциального тепла, не стремясь добиться его сильного охлаждения. В самом деле, при этом растёт эффективность теплового насоса, поскольку при слабом охлаждении источника тепла не происходит значительного роста разницы температур. По этой причине тепловые насосы делают так, чтобы масса низкотемпературного источника тепла была значительно большей, чем нагреваемая масса. Для этого, также, необходимо увеличивать площади теплообмена, чтобы перепад температур между источником тепла и холодным рабочим телом, а также между горячим рабочим телом и отапливаемой средой был поменьше. Это снижает затраты энергии на отопление, но приводит к росту габаритов и стоимости оборудования.

Проблема привязки теплового насоса к источнику низкопотенциального тепла, имеющего большую массу может быть решена^{[источник не указан 1318 дней]} введением в тепловой насос системы массопереноса, например, системы прокачки воды. Так устроена система центрального отопления Стокгольма.

Условный КПД тепловых насосов

Даже современные парогазотурбинные установки на электростанциях выделяют большое количество тепла, что и используется в когенерации. Тем не менее, при использовании электростанций, которые не генерируют попутное тепло (солнечные батареи, ветряные электростанции, топливные элементы) применение тепловых насосов имеет смысл, так как такое преобразование электрической энергии в тепловую более эффективно, чем использование обычных электронагревательных приборов.

В действительности приходится учитывать накладные расходы по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии (то есть услуги электрических сетей). В результате^{[источник не указан 600 дней]} отпускная цена электричества в 3-5 раз превышает его себестоимость, что приводит к финансовой неэффективности использования тепловых насосов по сравнению с газовыми котлами при доступном природном газе. Однако, недоступность углеводородных ресурсов во многих районах приводит к необходимости выбора между обычным преобразованием электрической энергии в тепловую и с помощью теплового насоса, который в данной ситуации имеет свои преимущества.

Типы тепловых насосов

Схема компрессионного теплового насоса.
1) конденсатор, 2) дроссель, 3) испаритель, 4) компрессор.

В зависимости от принципа работы тепловые насосы подразделяются на компрессионные и абсорбционные. Компрессионные тепловые насосы всегда приводятся в действие с помощью механической энергии (электроэнергии), в то время как абсорбционные тепловые насосы могут также использовать тепло в качестве источника энергии (с помощью электроэнергии или топлива).
В зависимости от источника отбора тепла тепловые насосы подразделяются на^[6] :

1) Геотермальные (используют тепло земли, наземных либо подземных грунтовых вод
а) замкнутого типа

• горизонтальные Горизонтальный геотермальный тепловой насос

Коллектор размещается кольцами или извилисто в горизонтальных траншеях ниже глубины промерзания грунта (обычно от 1,20 м и более)^[7]. Такой способ является наиболее экономически эффективным для жилых объектов при условии отсутствия дефицита земельной площади под контур.

Коллектор размещается вертикально в скважины глубиной до 200 м^[8]. Этот способ применятся в случаях, когда площадь земельного участка не позволяет разместить контур горизонтально или существует угроза повреждения ландшафта.

Коллектор размещается извилисто либо кольцами в водоеме (озере, пруду, реке) ниже глубины промерзания. Это наиболее дешевый вариант, но есть требования по минимальной глубине и объёму воды в водоеме для конкретного региона.
б) открытого типа
Подобная система использует в качестве теплообменной жидкости воду, циркулирующую непосредственно через систему геотермального теплового насоса в рамках открытого цикла, то есть вода после прохождения по системе возвращается в землю. Этот вариант возможно реализовать на практике лишь при наличии достаточного количества относительно чистой воды и при условии, что такой способ использования грунтовых вод не запрещён законодательством.

2) Воздушные (источником отбора тепла является воздух)

3) Использующие производное (вторичное) тепло (например, тепло трубопровода центрального отопления). Подобный вариант является наиболее целесообразным для промышленных объектов, где есть источники паразитного тепла, которое требует утилизации.

По виду теплоносителя во входном и выходном контурах насосы делят на шесть типов: «грунт—вода», «вода—вода», «воздух—вода», «грунт—воздух», «вода—воздух», «воздух—воздух».

Типы промышленных моделей

Тепловой насос «солевой раствор — вода»^[9]

По виду теплоносителя во входном и выходном контурах насосы делят на восемь типов: «грунт—вода», «вода—вода», «воздух—вода», «грунт—воздух», «вода—воздух», «воздух—воздух» «фреон—вода», «фреон—воздух» . Почти все вновь выходящие на рынок устройства используют тепло выпускаемого из помещения воздуха. Также фильтруют и увлажняют при необходимости всасываемый извне воздух.

Отбор тепла от воздуха

Эффективность и выбор определённого источника тепловой энергии сильно зависит от климатических условий, особенно, если источником отбора тепла является атмосферный воздух. По сути этот тип более известен в виде кондиционера. В жарких странах таких устройств десятки миллионов. Для северных стран наиболее актуален именно обогрев зимой. Системы «воздух-воздух» используются и зимой при температурах до минус 25 градусов, некоторые модели продолжают работать до −40 градусов. Но их эффективность резко падает. При более сильных морозах нужно дополнительное отопление.

Отбор тепла от горной породы

Скальная порода требует бурения скважины на достаточную глубину (100 −200 метров) или нескольких таких скважин. В скважину опускается U-образный груз с двумя пластиковыми трубками, составляющими контур. Трубки заполняются антифризом. По экологическим соображениям это 30 % раствор этилового спирта. Скважина заполняется грунтовыми водами естественным путём, и вода проводит тепло от камня к теплоносителю. При недостаточной длине скважины или попытке получить от грунта сверхрасчётную мощность, эта вода и даже антифриз могут замёрзнуть что и ограничивает максимальную тепловую мощность таких систем. Именно температура возвращаемого антифриза и служит одним из показателей для схемы автоматики. Ориентировочно на 1 погонный метр скважины приходится 50-60 Вт тепловой мощности. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходима скважина глубиной около 170 м. Нецелесообразно бурить глубже 200 метров, дешевле сделать несколько скважин меньшей глубины через 10 — 20 метров друг от друга. Даже для маленького дома в 110—120 кв.м. при небольшом энергопотреблении срок окупаемости 10 — 15 лет.^[10] Почти все имеющиеся на рынке установки работают и летом, при этом тепло (по сути солнечная энергия) отбирается из помещения и рассеивается в породе или грунтовых водах. В скандинавских странах со скальным грунтом гранит выполняет роль массивного радиатора, получающего тепло летом/днём и рассеивающего его обратно зимой/ночью. Также тепло постоянно приходит из недр Земли и от грунтовых вод.

Отбор тепла от грунта

Самые эффективные но и самые дорогие схемы предусматривают отбор тепла от грунта, чья температура не меняется в течение года уже на глубине нескольких метров, что делает установку практически независимой от погоды. По данным ^{[источник не указан 659 дней]} 2006 года в Швеции полмиллиона установок, в Финляндии 50 000, в Норвегии устанавливалось в год 70 000. При использовании в качестве источника тепла энергии грунта трубопровод, в котором циркулирует антифриз, зарывают в землю на 30-50 см ниже уровня промерзания грунта в данном регионе. На практике 0,7 — 1,2 метра^{[источник не указан 659 дней]}. Минимальное рекомендуемое производителями расстояние между трубами коллектора — 1,5 метра, минимум — 1,2. Здесь не требуется бурение, но требуются более обширные земельные работы на большой площади, и трубопровод более подвержен риску повреждения. Эффективность такая же, как при отборе тепла из скважины. Специальной подготовки почвы не требуется. Но желательно использовать участок с влажным грунтом, если же он сухой, контур надо сделать длиннее. Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 м трубопровода: в глине — 50-60 Вт, в песке — 30-40 Вт для умеренных широт, на севере значения меньше. ^[11] Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходим земляной контур длиной 350—450 м, для укладки которого потребуется участок земли площадью около 400 м² (20х20 м). При правильном расчёте контур мало влияет на зелёные насаждения^{[источник не указан 659 дней]}.

Непосредственный теплообмен DX

Хладагент подаётся непосредственно к источнику земного тепла по медным трубкам — это обеспечивает высокую эффективность геотермальной отопительной системы.

Файл:DariaWPBody.png Тепловой насос Daria WP использующий технологию DX непосредственного теплообмена^[12]

Испаритель устанавливают в грунт горизонтально ниже глубины промерзания или в скважины диаметром 40-60 мм пробуренные вертикально либо под уклоном (к примеру 45 град) до глубины 15-30 м. Благодаря такому инженерному решению устройство теплообменного контура производится на площади всего несколько квадратных метров, не требует установки промежуточного теплообменника и дополнительных затрат на работу циркуляционного насоса.

Примерная стоимость отопления современного утеплённого дома площадью 120м2 Калининградская область 2012 год. (Годовое энергопотребление 20 000 кВт*ч)

Тип системы отопления	Цена (Руб/кВт*ч)	Эффективность	Годовые затраты
Электрические	3.8 Руб	100 %	76 000 Руб
Природный газ	1,2	80 %	21 000 Руб
Диз. топливо	35 Руб\литр	80 %	72 000 Руб
Пропан	35 Руб\кг	80 %	75 000 Руб
Воздушный тепловой насос	3.8 Руб	260 %	28 000 Руб
Класические геотермальные насосы	3.8 Руб	350 %	21 700 Руб
Геотермальные DX	3.8 Руб	400 %	19 450 Руб
Геотермальные DX с воздушной системой отопления	3.8 Руб	440 %	17 200 Руб

Разное

устройство беструбного водоподъёма соединённое с погружным скважинным электронасосом ЭЦВ10-63-110

В скважинах диаметром 218—324 мм можно существенно снизить необходимую глубину скважины до 50-70 м, увеличить отбор тепловой энергии минимум до 700 Вт на на 1 пог. м. скважины и обеспечить стабильность круглогодичной эксплуатации(в отличие от схемы Васильева)^[13] позволяет применение активного контура первичного преобразователя теплового насоса, размещённого в стволе водозаборной скважины (применяется в скважинах имеющих погружной насос, с устройством беструбного водоподъёма, который создаёт проточность жидкости в стволе скважины, продувая током перекачиваемой жидкости теплообменный контур с хладагентом первичного преобразователя теплового насоса, увеличивая отбор тепла не только от прилегающего массива грунта, но и от перекачиваемой жидкости).

Отбор тепла от водоёма

При использовании в качестве источника тепла близлежащего водоёма контур укладывается на дно. Глубина не менее 2 метров. Коэффициент преобразования энергии тепловым насосом такой же как при отборе тепла от грунта. Ориентировочное значение тепловой мощности на 1 м трубопровода — 30 Вт. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходимо уложить в озеро контур длиной 300 м. Чтобы трубопровод не всплывал, на 1 пог. м устанавливается около 5 кг груза. Промышленные образцы: 70 — 80 кВт*ч/м в год.^[14]

Если тепла из внешнего контура всё же недостаточно для отопления в сильные морозы, практикуется эксплуатация насоса в паре с дополнительным генератором тепла (в таких случаях говорят об использовании бивалентной схемы отопления). Когда уличная температура опускается ниже расчётного уровня (температуры бивалентности), в работу включается второй генератор тепла — чаще всего небольшой электронагреватель.

Преимущества и недостатки

К преимуществам тепловых насосов в первую очередь следует отнести экономичность: для передачи в систему отопления 1 кВт·ч тепловой энергии установке необходимо затратить всего 0,2-0,35 кВт·ч электроэнергии. Так как преобразование тепловой энергии в электрическую на крупных электростанциях происходит с кпд до 50 %, эффективность использования топлива при применении тепловых насосов повышается. Упрощаются требования к системам вентиляции помещений и повышается уровень пожарной безопасности. Все системы функционируют с использованием замкнутых контуров и практически не требуют эксплуатационных затрат, кроме стоимости электроэнергии, необходимой для работы оборудования.

Ещё одним преимуществом тепловых насосов является возможность переключения с режима отопления зимой на режим кондиционирования летом: просто вместо радиаторов к внешнему коллектору подключаются фэн-койлы или системы «холодный потолок».

Тепловой насос надежен, его работой управляет автоматика. В процессе эксплуатации система не нуждается в специальном обслуживании, возможные манипуляции не требуют особых навыков и описаны в инструкции.

Важной особенностью системы является её сугубо индивидуальный характер для каждого потребителя, который заключается в оптимальном выборе стабильного источника низкопотенциальной энергии, расчете коэффициента преобразования, окупаемости и прочего.

Теплонасос компактен (его модуль по размерам не превышает обычный холодильник) и практически бесшумен.

Хотя идея, высказанная лордом Кельвином в 1852 году, была реализована уже спустя четыре года, практическое применение теплонасосы получили только в 30-х годах прошлого века. В западных странах тепловые насосы применяются давно — и в быту, и в промышленности. Сегодня в Японии, например^{[источник не указан 444 дня]}, эксплуатируется около 3 миллионов установок, в Швеции около 500 000 домов обогревается тепловыми насосами различных типов.

К недостаткам тепловых насосов, используемых для отопления, следует отнести большую стоимость установленного оборудования.

Перспективы

Для установки теплового насоса необходимы высокие первоначальные затраты: стоимость насоса и монтажа системы составляет $300-1200 на 1 кВт необходимой мощности отопления. Время окупаемости теплонасосов составляет 4-9 лет, при сроке службы по 15-20 лет до капитального ремонта^{[источник не указан 862 дня]}.

Существует и альтернативный взгляд на экономическую целесообразность установки теплонасосов. Так, если установка теплонасоса производится на средства, взятые в кредит, экономия от использования теплонасоса может быть меньше, чем стоимость использования кредита. Поэтому массовое использования теплонасосов в частном секторе можно ожидать, если стоимость теплонасосного оборудования будет сопоставима с затратами на установку газового отопления и подключения к газовой сети.

Ещё более многообещающей является система, комбинирующая в единую систему теплоснабжения геотермальный источник и тепловой насос. При этом геотермальный источник может быть как естественного (выход геотермальных вод), так и искусственного происхождения (скважина с закачкой холодной воды в глубокий слой и выходом на поверхность нагретой воды).

Другим возможным применением теплового насоса может стать его комбинирование с существующими системами централизованного теплоснабжения. К потребителю в этом случае может подаваться относительно холодная вода, тепло которой преобразуется тепловым насосом в тепло с потенциалом, достаточным для отопления. Но при этом вследствие меньшей температуры теплоносителя потери на пути к потребителю (пропорциональные разности температуры теплоносителя и окружающей среды) могут быть значительно уменьшены. Также будет уменьшен износ труб центрального отопления, поскольку холодная вода обладает меньшей коррозионной активностью, чем горячая.

Ограничения применимости тепловых насосов

Основным недостатком теплового насоса является обратная зависимость его эффективности от разницы температур между источником теплоты и потребителем. Это накладывает определённые ограничения на использование систем типа «воздух — вода». Реальные значения эффективности современных тепловых насосов составляют порядка СОР=2.0 при температуре источника −20 °C, и порядка СОР=4.0 при температуре источника +7 °C. Это приводит к тому, что для обеспечения заданного температурного режима потребителя при низких температурах воздуха необходимо использовать оборудование со значительной избыточной мощностью, что сопряжено с нерациональным использованием капиталовложений (впрочем, это касается и любых других источников тепловой энергии). Решением этой проблемы является применение так называемой бивалентной схемы отопления, при которой основную (базовую) нагрузку несет тепловой насос, а пиковые нагрузки покрываются вспомогательным источником (газовый или электрокотел). Оптимальная мощность теплонасосной установки составляет 60…70 % от необходимой установленной мощности, что также влияет на закупочную стоимость установки отопления тепловым насосом. В этом случае тепловой насос обеспечивает не менее 95 % потребности потребителя в тепловой энергии за весь отопительный сезон. При такой схеме среднесезонный коэффициент преобразования энергии для климатических условий Центральной Европы равен порядка СОР=3. Коэффициент использования первичного топлива для такой системы легко определить, исходя из того, что КПД тепловых электростанций составляет от 40 % (тепловые электростанции конденсационного типа) до 55 % (парогазовые электростанции). Соответственно, для рассматриваемой теплонасосной установки коэффициент использования первичного топлива лежит в пределах 120 %…165 %, что в 2…3 раза выше, чем соответствующие эксплуатационные характеристики газовых котлов (65 %) или систем центрального отопления (50…60 %). Понятно, что системы, использующие геотермальный источник теплоты или теплоту грунтовых вод, свободны от этого недостатка. Следствием этого же недостатка является необходимость использования низкотемпературных систем отопления (системы поверхностного нагрева типа «теплый пол», воздушные системы отопления с применением фен-койлов и т. п.). Однако это ограничение касается только устаревших радиаторных систем отопления, практически не находящих применения в современных технологиях строительства.

COP

COP — от английского (Coefficient of performance) Коэффициент полезного действия теплового насоса. Представляет собой отношение тепла на выходе «теплового резервуара» к потребляемой мощности. COP был создан для сравнения тепловых насосов по энергоэффективности. Для вычисления COP используется следующая формула:
где

 — тепловая энергия резервуара

— потребляемая мощность в Ваттах.

Основные схемы отопления с применением тепловых насосов

Стандартные объекты обогрева

• Бассейны
• Дачи, коттеджи
• Квартиры
• Гостиницы, рестораны
• Коттеджные городки
• Офисно-торговые центры
• Производственные помещения
• Аквапарки
• Школы

Примечания

См.

также

Тепловой насос recycke и стоимость

Тепловой насос цена стоимость установки Компания Тепло

Тепловой насос, установка, Наиболее популярные типы отопительного оборудования и стоимость произведенного ими 1кВт тепловой энергии, с учетом действующих тарифов и цен наNov 29, 2017· Если подбирать тепловой насос не на экономию, а на максимальное покрытие отопительной нагрузки, то его стоимость возрастет вдвое: к примеру, не 6 тыс евро, а все 12Цена теплового насоса под ключ всё, что нужно знать |Цена на тепловой насос воздух воздух в Киеве ниже, чем на другие виды установок Такая стоимость связана с отсутствием скважин и земляных работСтоимость теплового насоса под ключОставьте заявку И мы рассчитаем стоимость решения, подходящего именно Вам: Пожалуйста, введите Ваше имя Пожалуйста, введите Ваш телефон Пожалуйста, введите корректный email Мне нужен насос для: Дом Офис ПроизводствоТепловой насосMar 09, 2007· Тепловой насос — устройство для переноса тепловой стоимость насоса и монтажа системы составляет 300—1200 долларов на 1 кВт необходимой мощности отопления Время окупаемости теплонасосовТепловой насос — Википедия

Что такое тепловой насос Принцип работы и стоимость

Сколько стоит тепловой насос, и какие производители существуют Стоимость оборудования для коммерческих и частных помещений: Для помещений площадью 100150 м 2 составляет от 2700 до 4500 eurЦена на тепловой насос в Украине, доставка, стоимость монтажа теплового насоса Калькулятор стоимости теплового насоса, в котором учитываются все факторыТепловой насос цена с установкой | Тепловой насос ценыВыбирая тепловой насос Воздух Вода, важно знать его достоинства и недостатки, для того, чтоб максимально эффективно, экономно решить поставленные перед вами задачиТепловой насос недорого купить в Киеве, цены наDec 28, 2017· Здесь о моих условиях и расчетах по поводу выбора и установки теплового насоса для отопления моего домаТепловой насос для отопления Цена и возможностиТепловой насос для отопления, стоимость и расходы на эксплуатацию Мощность теплового насоса подбирается в зависимости от тех функций, которые на него будут возложеныТепловой насос для отопления Принцип работы и стоимость

Тепловой насос цена стоимость установки Компания Тепло

Тепловой насос, установка, Наиболее популярные типы отопительного оборудования и стоимость произведенного ими 1кВт тепловой энергии, с учетом действующих тарифов и цен наЦена на тепловой насос воздух воздух в Киеве ниже, чем на другие виды установок Такая стоимость связана с отсутствием скважин и земляных работСтоимость теплового насоса под ключЦена на тепловой насос в Украине, доставка, стоимость монтажа теплового насоса Калькулятор стоимости теплового насоса, в котором учитываются все факторыТепловой насос цена с установкой | Тепловой насос ценыВыбирая тепловой насос Воздух Вода, важно знать его достоинства и недостатки, для того, чтоб максимально эффективно, экономно решить поставленные перед вами задачиТепловой насос недорого купить в Киеве, цены наГеотермальный тепловой насос Отопительная мощность 19,43 кВт Питание 220 В/380 В; потребление компрессора 4,16 кВт при этом выходная тепловая мощность 19,43 кВт, коэффициент полезного действия КoП = 4,67Стоимость тепловых насосов Цена на тепловые насосы

Купить тепловой насос для отопления Цена на тепловой насос

Тепловой насос для систем отопления по низкой стоимости, недорого в Киеве! Доступная цена на тепловые насосы 2018 с возможностью доставки по Украине Звоните!Но прошло уже 10 лет с того момента, и наши клиенты отчетливо понимают, как работает тепловой насос, на что он способен и зачем это вообще нужноТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ Киев, Одесса под ключ | ОфициальныйСтоимость тепловых насосов достаточно высокая, но их качество и срок службы это вполне оправдывает Выбирая тепловой насос для отопленияТепловой насос Купить тепловой насос для отопления домаУстановили тепловой насос Electric тепловой (при минус 25 С) мощностью 23 кВт/ч, холодильной (при + 35 С) мощностью 30 кВт/ч, система подобрана таким образом, что отпала необходимость вТепловые насосы ElectricПоставил тепловой насос «воздухвода» со счетчиком тепловой энергии Привожу свои наблюдения На момент запуска ТН, на 17102017, показания теплосчетчика составили 80,546 ГДж (22374 кВт*ч)Опыт эксплуатации теплового насоса «воздухвода» Статья

Тепловой насос для отопления дома Воздух Воздух

Тепловой насос для отопления помещений и работы в режиме кондиционера Сплитсистема адаптирован работать как холодной зимой, так и жарким летом создавая комфортный климатТепловой насос для отопления частного дома Калькулятор расчета мощности и цены отопления +7 913 916 3212 гТепловой насос для отопления в Geotermal54Тепловые насосы активно используются в быту и промышленности в Европе, США и Японии уже более 25 лет В нашейТепловые насосы: принцип работы, типы, применение иКупить тепловой насос для отопления дома Виды тепловых насосов Стоимость Получить бесплатную консультацию по подбору оборудования для отопления домаКупить тепловой насос для отопления дома EcoLogicaЦена на тепловой насос в Украине, доставка, стоимость монтажа теплового насоса Калькулятор стоимости теплового насоса, в котором учитываются все факторыТепловой насос цена с установкой | Тепловой насос цены

Купить тепловой насос для отопления Цена на тепловой насос

Тепловой насос для систем отопления по низкой стоимости, недорого в Киеве! Доступная цена на тепловые насосы 2018 с возможностью доставки по Украине Звоните!Но прошло уже 10 лет с того момента, и наши клиенты отчетливо понимают, как работает тепловой насос, на что он способен и зачем это вообще нужноТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ Киев, Одесса под ключ | ОфициальныйСтоимость тепловых насосов достаточно высокая, но их качество и срок службы это вполне оправдывает Выбирая тепловой насос для отопленияТепловой насос Купить тепловой насос для отопления домаПокупать Китайский тепловой насос можно в том случае, если поставщик (дистрибьютор) содержит свой действующий сервисный центр, полный комплект комплектующих и способен реально, а не наТепловой насос цена в Беларуси, стоимость установкиТепловой насос для отопления частного дома Калькулятор расчета мощности и цены отопления +7 913 916 3212 гТепловой насос для отопления в Geotermal54

Тепловой насос для отопления дома Воздух Воздух

Тепловой насос для отопления помещений и работы в режиме кондиционера Сплитсистема адаптирован работать как холодной зимой, так и жарким летом создавая комфортный климатУстановили тепловой насос Electric тепловой (при минус 25 С) мощностью 23 кВт/ч, холодильной (при + 35 С) мощностью 30 кВт/ч, система подобрана таким образом, что отпала необходимость вТепловые насосы ElectricТепловые насосы Thermia Первый теплонасос со встроенным баком появился на свет в Швеции в 1973 году Это был тепловой насос Thermia С тех пор, тысячи тепловых насосов Thermia были установлены по всей ЕвропеТепловой насос в Одессе под ключ: стоимость, продажа иПоставил тепловой насос «воздухвода» со счетчиком тепловой энергии Привожу свои наблюдения На момент запуска ТН, на 17102017, показания теплосчетчика составили 80,546 ГДж (22374 кВт*ч)Опыт эксплуатации теплового насоса «воздухвода» СтатьяСредняя стоимость геотермального теплового насоса с установкой составляет примерно от 8000 до 9000 евро, включая монтаж, материалы и геотермальный тепловой насосСтоимость геотермального теплового насоса с установкой

Монтаж, установка теплового насоса в Киеве и Киевской

Монтаж, установка теплового насоса в Киеве и Киевской области заказать, купить с установкой безнал и наличный расчет, безналичный расчет, дешево, где купить, срочноКупить тепловой насос для отопления дома Виды тепловых насосов Стоимость Получить бесплатную консультацию по подбору оборудования для отопления домаКупить тепловой насос для отопления дома EcoLogicaПри этом, если в течение дня вся нагретая ночью вода будет израсходована, тепловой насос автоматически включится и нагреет воду днем (для этого в бакеводонагревателе устанавливаетсяТепловые насосы Thermex Energy официальный сайт

Тепловой насос Френетта — Стройка дома от и до

С развитием энергосберегающих технологий в отрасли тепло обеспечения популярным направлением стало использование альтернативных источников энергии. Несомненно, электроэнергия является на данный момент максимально эффективным и популярным энергоносителем для всевозможных нагревателей, но не всегда это дешево и экономично.

Использование тепловых насосов как альтернатива

Альтернативным вариантом решения проблемы экономичности стали тепловые насосы, КПД которых в большинстве превышает 100%. Одной из таких разработок является тепловой насос Френетта, разработанный в 70х годах прошлого века изобретатель из Америки, Евгений Френетт, предложил на обозрение патент с изобретением несложной установки с прогнозируемой мощностью КПД от 700 процентов. Простейшее устройство способно было выработать почти в 10 раз больше тепла от количества потребляемой электроэнергии. Конструкция насоса в протяжении работы изобретателя меняла конструктивные особенности и сам Френетт запатентовал несколько разновидностей данного устройства. В наше время в сфере инновационных технологий существует более 10 моделей конструкции данного теплового агрегата.

Конструктивная модель

Насколько сложно представить, что устройство с почти 1000% КПД, может быть изготовлено простейшим образом. Агрегат теплового насоса состоит из двух цилиндров, один из которых помещен в полость другого заполненного маслом. Нагрев масла в полости цилиндра большего диаметра происходит за счет трения масла о поверхность малого цилиндра при вращении его электрическим двигателем внутри полости. С помощью внешнего вентилятора тепло, полученное от нагрева масла внутри устройства, снимается с поверхности цилиндра конвективным методом и идет на обогрев окружающего воздуха. Самой эффективной модификацией данного теплового насоса считается конструкция, в которой внутренний цилиндр, который является своего рода ротором в данном агрегате, изменили на вращающие тонкие стальные пластинки. Изменения этой конструктивной особенности привело к увеличению площади трения и соответственно повысило эффективность системы нагрева.

Область применения

Тепловой насос Френетта можно достаточно эффективно применять как для обогрева домашней территории, так и в промышленных масштабах. Так как большим преимуществом теплового агрегата данной разновидности является конструктивная простота и большой КПД.

Тепловой насос своими руками: особенности сборки системы, окупаемость

В системы отопления с принудительной или естественной циркуляцией ставят циркуляционные насосы. Он нужны для повышения теплоотдачи и для возможности регулировки температуры в помещении. Установка циркуляционного насоса — задача не самая сложная, при наличии минимума навыков справиться можно самостоятельно, своими руками. 

Виды тепловых насосов

Существует 3 вида альтернативных устройств, используемых при планировании отопления частных домов. Классифицируются они по типу источников тепла. Устройство типа «земля-вода» извлекает тепловую энергию из почвы с помощью зонда и коллектора. Теплоноситель переносит ее к насосу, откуда она отправляется в отопительную систему. Если ваш участок имеет большую площадь, целесообразно строить коллекторы ниже уровня промерзания. Зонды идеально подходят для маленьких участков. Устройство плана «воздух-вода» позволяет добывать тепло из воздуха при помощи конденсаторов и вентиляторов.

Тепловой насос «вода-вода» принимает тепло из подземных вод. При наличии пруда на участке тепло можно получать из него. Устройство перерабатывает энергию, холодная жидкость отправляется обратно. Тепловой насос «воздух-воздух» содержит хладагент, вещество, имеющее отрицательную температуру кипения. Чаще всего используют фреон из старого холодильника либо сплит-системы. Если в кондиционерах это вещество забирает тепло и отдает его окружающей среде, то в насосе оно извлекает тепло из воздуха снаружи, нагревая воздух в доме.

Этапы сборки теплового насоса

Для удобства разобьем процесс изготовления теплового насоса на отдельные этапы:

Из вышесказанного следует, что тепловой насос вполне реально собрать самостоятельно, затратив в 7-10 раз меньше средств, чем при покупке готового агрегата. Стоимость земляных и пусковых работ в обоих случаях будет приблизительно одинакова.

Единственной сложностью при самостоятельном изготовлении теплового насоса является произведение правильного расчета мощности системы. Если не учесть теплопотери дома и другие важные характеристики, можно получить недостаточно мощную систему, которая не справится с обогревом дома, или, напротив, сделать ее избыточно мощной и затратной. При возможности такие расчеты лучше поручить квалифицированному инженеру-проектировщику.

Принцип действия устройства

Он основан на сборе тепла из окружающего пространства и использовании его для системы отопления дома с целью уменьшения затрат на эту функцию. Аппараты такого типа имеются во многих домах, это холодильники, сплит – системы и кондиционеры. Некоторые из них имеют двойное назначение, выполняя по выбору пользователя либо отопление, либо охлаждение помещений в зависимости от потребности.

Теоретической основой таких машин является обратный цикл Карно. Но, не вникая в подробности, просто опишем процесс работы такого устройства.

Рис.1. Принципиальная схема работы теплового насоса в сети отопления

Рабочим телом в таких устройствах, как и в холодильниках, является фреон или аммиак, который компрессором нагнетается в нагревательный контур. При этом давление внутри системы резко повышается, поскольку выход теплоносителя перекрыт дросселем. Полученным теплом согревается теплоноситель в системе отопления дома, как правило, температура достигает уровня 64оС. Горячий поток дополняет циркулирующий в основной отопительной сети, снижая потребление топлива. При определенном давлении дроссель открывается, и рабочее тело поступает в камеру испарителя. При этом его температура снижается. Дополнительное тепло получается из регистра сбора тепла. Далее цикл повторяется, как и в устройстве холодильника.

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос — прибор, поглощающий из окружающей среды (вода, земля, воздух) низко потенциальную тепловую энергию и передающий ее в системы теплоснабжения с более высокой температурой.

Природа вокруг нас пропитана энергией. Даже мороз обладает теплом. Энергию невозможно извлечь из окружающей среды только при температуре -273 °С. Поэтому даже в самую лютую зиму загородный дом может отапливаться за счет энергии, полученной от природы.

В зависимости от источника энергии (вода, земля, воздух), происходит модификация тепловых насосов. Однако наиболее практичным и испытанным является геотермальный тепловой насос, применяющий энергию грунта. Он идеально подходит для российских условий.

Геотермальное отопление работает по одному из трех направлений:

1. Сквозь специальную трубу, установленную в скважине, грунтовые воды извлекаются на поверхность земли. Они имеют определенную температуру. Проходя через теплообменник, вода передает свое тепло, за счет которого совершается прогрев дома. Затем вода возвращается в грунт, ниже по течению.
2. В скважину глубиной примерно 75 — 100 метров опускается резервуар с антифризом, температура которого может повышаться от окружающего грунта. Тепловой насос разгоняет антифриз и пропускает его через теплообменник. За счет этого совершается отдача тепла.
3. В данном случае бурение скважины не предусматривается, однако дом должен находиться рядом с крупным водоемом. Специальная магистраль в виде зондов прокладывается по дну водоема. Таким образом происходит перекачивание воды и извлечение из нее тепла. Важный нюанс — достаточная глубина водоема, которая даже зимой под толщей льда позволит сохранять до 150 сантиметров свободной воды.

Использование геотермального отопления, как и любой системы теплоснабжения, позволит не только обогреть дом, но и обеспечить горячей водой, обогреть автостоянку или теплицу, нагреть воду в бассейне

Расчет отопления дома с тепловым насосом

Для нормальной работы теплоперекачивающей установки необходима качественная теплоизоляция здания. Поэтому перед покупкой теплового насоса необходимо утеплить стены, пол и потолки, после чего выполнить расчет тепловых потерь (Q).

Упрощенная формула подсчета количества тепла (Вт), уходящего из дома через ограждающие конструкции (стены, окна, пол, потолок) выглядит так:

Q = S х (разница температур воздуха в помещении и на улице)/ Rт.

S –площадь ограждающей конструкции в м2;

Rт – тепловое сопротивление материала ограждающей конструкции (берут из таблиц СНиП по строительной теплотехнике).

Поочередно подсчитав теплопотери стен, окон, пола и потолка их суммируют и получают количество киловатт, теряемых домом за 1 час в самый холодный период года. Мощность теплонасоса должна быть не меньше суммарной величины теплопотерь. Если кроме отопления установка будет греть воду для бытовых нужд, то ее мощность увеличивают на 20%.

Выбирая теплонасос «воздух-воздух» или «воздух-вода» следует ориентироваться на тепловую мощность, которую он развивает в области низких температур, поскольку она значительно ниже мощности при работе в теплый период года.

В качестве примера приведем параметры воздушно-водяной установки NIBE FIGHER F2300-14. Работая в температурном диапазоне от +7 до + 45С, она выдает около 18 кВт, а при температуре воздуха -15С всего 10,7 кВт.

Варианты отопления загородного дома с газом

Для реализации процесса зачастую используется специальное оборудование, котел может быть с открытой камерой, в этом случае, для сгорания природного топлива в него затягивается воздух из помещения.

Продукты сгорания выходят через дымоходы, но некоторые их остатки будут находиться в бытовом помещении, которое я бы советовал оборудовать принудительной вентиляцией. Положительной стороной этого оборудования и теплоносителя для системы отопления загородного дома можно смело считать естественную тягу, для хорошего функционирования электричество не потребуется.

Не менее эффективным считается котел с закрытой камерой, рабочий резервуар не сообщается с воздухом в помещении. Но из-за отсутствия тяги необходим специальный привод, которые будет нагнетать поток для вывода продуктов сгорания в дымоход, такое оборудование зачастую зависит от электроснабжения.

Варианты газового отопления

Газ может подаваться потребителю в двух типах:

1. С использованием централизованной магистрали.
2. Посредством дозаправки емкостей для хранения, расположенных в помещении либо на территории постройки (баллоны или газгольдеры).

В первом варианте за давлением в системе следит распределительное устройство, работающее с магистралью и трубопроводом потребителя. После чего топливо поступает к теплогенератору, что обеспечивает автономное газовое отопление загородного дома. Во втором типе снабжения природным ресурсом устанавливается специальный редуктор, который отвечает за выравнивание подачи газа между емкостью и точкой сгорания.

Отопление газгольдером

Установка такого массивного оборудования потребует достаточно затрат на первых этапах монтажа отопления в загородном доме, со временем приспособление начнет окупаться, ведь газ считается самым экономичным.

Газгольдеры отлично подходят для тех районов, где линия трубопровода подачи природного топлива не проведена или находится далеко, я достаточно часто встречал это в пригороде. Не стоит забывать об обязательном оснащении такого оборудования, сюда входит:

1. Клапан аварийного сброса давления.
2. Редуктор.
3. Клапан для заправки.
4. Кран для удаления конденсата из емкости.
5. Манометр и датчик уровня топлива.

Достаточно распространены продажи б/у газгольдеров, я не советую приобретать такое оборудование, ведь зачастую восстанавливаются исключительно наружные стенки, а внутренние составляющие повреждены на 50% ржавчиной. Не менее важно перед установкой приспособления продумать подъезд специального транспорта для дозаправки емкости, этот нюанс лучше решать на стадии планирования месторасположения приспособления.

Отопление сжиженным газом

Хотелось бы заметить то, что без должного утепления и антифриза для системы отопления загородного дома метод использования баллонов со сжиженным газом будет невыгодным. Применять такой альтернативный тип снабжения оборудования будет накладно, если площадь постройки превышает 200 кв. м.

Небольшие жилые объекты до 70 кв. м. получится достаточно продуктивно обслужить одним баллоном на 50 литров, с учетом погоды за окном его хватит от 2 до 7 суток. Поэтому на замену нужно обязательно иметь несколько емкостей, чтобы не получить впоследствии перебои в обогреве дома.

Виды тепловых насосов

По источнику сбора тепла выделяют следующие виды тепловых насосных агрегатов;

1. Грунт – вода;
2. Вода – вода;
3. Вода – воздух;
4. Воздух – воздух.

Первый вариант устройства – наиболее распространенный. Это обусловлено отсутствием водоемов, глубоким залеганием грунтовых вод, грунт же присутствует везде. Внешний контур выполняется из полимерных труб, укладывается двумя способами. При горизонтальном размещении сеть трубопроводов укладывают на площади до 50 квадратных метров на глубину, превышающую точку промерзания грунта. При вертикальном расположении труб они монтируются в шурфы до 100 метров глубиной. Собранное тепло передается теплоносителю водяного отопления.

Тепловой насос: альтернативная система для частного дома | FORUMHOUSE | Яндекс Дзен Воздушные тепловые насосы: принцип работы, особенности, расчет затрат Тепловой насос для отопления дома – что такое, принцип работы, виды Тепловые насосы для отопления дома, обогрев загородного коттеджа с помощью насосного оборудования: инструкция, фото и видео-уроки, цена Тепловые насосы для отопления дома, обогрев загородного коттеджа с помощью насосного оборудования: инструкция, фото и видео-уроки, цена Как сделать тепловой насос своими руками из старого холодильника: чертежи, инструкция и советы по сборке – Электромонтаж

Второй вариан т реализуется расположением контура сбора тепла в водоемах или скважинах грунтовых вод. Эффективность его несколько ниже, применение обусловлено наличием водного источника теплоты сниженного потенциала.

Конфигурацией теплового насоса типа «вода источника – вода системы отопления» является модель «вода – воздух». В этом случае тепловой поток передается системе воздушного отопления объекта – воздух нагревается в калорифере приточной установки вентиляции, распределяется по отдельным помещениям через воздуховоды.

Последний вид насоса отопления – система «воздух – воздух». Эта конфигурация встречается реже других. Причиной этого является низкая температура окружающего воздуха, модель может реализовать свой принцип работы в южных регионах в весенний (осенний) период.

Для чего необходимо выполнять расчет

Циркуляционный насос, установленный в системе отопления, должен эффективно решать две основные задачи:

1. создавать в трубопроводе такой напор жидкости, который будет в состоянии преодолеть гидравлическое сопротивление в элементах отопительной системы;
2. обеспечивать постоянное движение требуемого количества теплоносителя через все элементы отопительной системы.

Чтобы циркуляционный насос был в состоянии справляться с решением вышеперечисленных задач, выбирать такое устройство следует только после того, как будет сделан расчет отопления.

При выполнении такого расчета учитывают два основных параметра:

• общую потребность здания в тепловой энергии;
• суммарное гидравлическое сопротивление всех элементов создаваемой отопительной системы.

Таблица 1. Тепловая мощность для различных помещений

После определения данных параметров уже можно выполнить расчет центробежного насоса и, основываясь на полученных значениях, выбрать циркуляционный насос с соответствующими техническими характеристиками. Подобранный таким образом насос будет не только обеспечивать требуемое давление теплоносителя и его постоянную циркуляцию, но и работать без чрезмерных нагрузок, которые могут стать причиной быстрого выхода устройства из строя.

Обвязка

Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.

Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет

Принудительная циркуляция

Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).

Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.

Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией

Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.

Естественная циркуляция

Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.

Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией

Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.

Особенности монтажа

Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».

Тепловые насосы для отопления дома: типовые разновидности

Самый удобный способ классификации тепловых насосов предполагает разделение подобных агрегатов по типу среды, в которой проложен первичный контур, питающий теплом испаритель.

И согласно этому способу классификации тепловые насосы делятся на следующие разновидности:

• Геотермальные агрегаты (земля-вода).
• Гидротермальные насосы (вода-вода).
• Аэротермальные установки (воздух-вода).

Причем все виды тепловых насосов эксплуатируют общий принцип работы, но среда «обитания» первичного контура накладывает свой отпечаток и на функционирование, и на обустройство агрегата. Поэтому далее по тексту мы рассмотрим нюансы обустройства каждой разновидности тепловых насосов.

Установка «земля-вода»

Тепловой насос «земля-вода»

Первичный контур геотермального насоса заглубляют в грунт до отметки 5-6 метров. Причем такой монтаж практикуют при обустройстве систем с горизонтальным теплообменником. А в случае монтажа  вертикального первичного контура практикуется и 150-метровое заглубление, в особую скважину.

При этом минимальный объем работ характерен именно для вертикального размещения первичного контура. Поскольку при горизонтальном размещении необходимо распределить трубы теплообменника  по слишком большой площади (50 квадратный метров на каждую 1000 Ватт энергетической отдачи теплового насоса).

Ну а в качестве теплоносителя геотермальный тепловой насос использует совершенно безвредный соляной раствор, незамерзающий даже при отрицательных температурах.

Насос «вода-вода»

Первичный контур гидротермального насоса можно инсталлировать в естественный или искусственный водоем, обычный или сточный колодец, реку или рукотворный канал.

Тепловой насос «вода-вода»

Причем испаритель и  труба с теплоносителем погружаются в воду, как минимум, на 1,5-2 метра. Ведь поверхностные слои могут замерзнуть, повредив и функциональность, и целостность элементов теплового насоса.

Словом, для геотермального насоса придется подобрать «правильный» водоем. А вот сама инсталляция первичного контура происходит достаточно просто – полимерную трубу с тем же соляным раствором «топят» на нужной глубине, используя особы грузила.

И такой способ размещения первичного контура превращает обустройство насосной станции «вода-вода» в чрезвычайно простую и нетрудоемкую операцию. Поэтому, если поблизости есть подходящий водоем, то лучшим вариантом теплового насоса будет именно гидротермальный агрегат.

Агрегат «воздух вода»

Тепловой насос воздух-вода

По сути, это тот же кондиционер, правда, много больших размеров. Первичный контур с испарителем размещается «на воздухе», за пределами жилища, в специальном корпусе.

Причем для обеспечения работоспособности насоса в зимнее время этот корпус очень часто объединяют с вытяжным каналом вентиляционной системы жилища.

Словом, основное достоинство данной системы – простота монтажа, а вот эффективность работы насосов «воздух-вода» весьма сомнительна. Ну а в наших широтах они попросту не могут конкурировать с геотермальными или гидротермальными установками.

Разновидности жидкостных автономных отопительных систем

Отопительные системы обогрева индивидуального дома с использованием в качестве теплоносителя воды и незамерзающих жидкостей (антифризов) отличаются по ряду признаков, основные различия:

По типу используемого топлива. Самыми популярными видами энергии для нагрева теплоносителей являются электричество, газ, жидкие горючие углеводородные смеси (дизельное топливо, мазут, масло, керосин), большое количество твердых горючих материалов — дрова, уголь, торфяные брикеты и пеллеты различного состава. Электроэнергия может быть получена как от энергетических компаний, так и самостоятельно при использовании солнечных батарей, ветровых или гидравлических генераторов.

По виду тепловых генераторов. В современных отопительных системах для передачи энергии теплоносителю используют нагревательные котлы, имеющие конструктивные особенности и различия между аналогами для каждого вида топлива. При недостатке средств многие умельцы собирают автономное отопление своими руками, используя вместо заводских котлов самостоятельно собранные конструкции преимущественно на твердом топливе, типичный пример — металлическая печка в жилом помещении с расширительным баком на чердаке и стальной трубопроводной системой с радиаторами.

Рис. 7 Принцип работы и основные узлы газового конвектора

По материалу трубопровода. Полимерные трубы из полипропилена ПП, сшитого полиэтилена и металлопласта РЕХ постепенно вытесняет изделия из металлов, на объектах старой постройки по-прежнему используются наружные стальные трубопроводы для подводки воды к радиаторам. Некоторые домовладельцы при наличии значительных финансовых средств делают подводку теплоносителя через медные трубопроводы полностью или на отдельных участках. Современные продвинутые системы монтируют из специальных тонкостенных стальных труб по обжимной технологии соединения элементов сантехнической арматуры с помощью фитингов.

По методу подачи теплоносителя к теплообменникам. Существуют 2 основных способа подачи нагретой жидкости к патрубкам радиаторов отопления — однотрубный и двухтрубный, иногда используется комбинированное подключение. Для подсоединения трубопровода теплых полов применяется коллекторная разводка, позволяющая подключать к одному распределительному узлу несколько контуров, системы из большого числа радиаторов подсоединяют через гидрострелки или радиаторное коллекторы. При подключении теплообменных радиаторов используют различные схемы разводки трубопроводов — лучевую, тупиковую, попутную, специальную горизонтальную (ленинградка).

Также существуют различные способы подключения входных и выходных патрубков теплообменных радиаторов к тепловой магистрали — вертикальный, горизонтальный, диагональный, нижний.

Рис. 8 Схемы разводки труб

По расположению накопительного бака. Расширительный бак, являющийся важным элементом любой отопительной системы, может быть герметичного типа заводского изготовления (гидроаккумулятор красного цвета) и вмонтирован в контур в любом удобном месте — такие системы называют закрытыми, так как к теплоносителю не имеется прямого доступа. Перемещение жидкости по трубопроводу в системах данного типа осуществляется с помощью циркуляционного электронасоса, устанавливаемого внизу недалеко от котла рядом с гидроаккумулятором.

У другой разновидности отопительных систем, называемых самотечными, накопительный бак устанавливается вверху на чердаке, трубопроводы имеют небольшой уклон при подходе к радиаторам, на их выходе малый угол наклона выдержан в сторону котла. Циркуляция жидкости в системе происходит самотечным методом за счет того, что нагретая вода или антифриз имеют меньшую плотность и поэтому выталкиваются вверх более плотными холодными слоями.

Рис. 9 Открытая автономная система отопления

Отзыв о тепловых насосах «воздух-вода»

Тепловые насосы «воздух-вода» используют энергию атмосферного воздуха для нагрева (охлаждения) воды, обеспечивая работу систем отопления (охлаждения) и горячего водоснабжения, потребляя при этом значительно меньше электроэнергии в сравнении с традиционными электрическими приборами. Они широко применяются в Европе и Северной Америке для снижения затрат на отопление и ГВС.

Современные тепловые насосы воздух-вода способны эффективно вырабатывать тепловую энергию при температурах наружного воздуха до -25°С и даже -30°С, что обеспечивает возможность их применения в условиях суровой зимы.

Использование данного типа оборудования не требует специальных разрешений, а его монтаж достаточно прост — наружный блок устанавливается снаружи здания, а гидромодуль и накопительный бак (при их наличии, т. к. некоторые модели имеют моноблочную конструкцию) в любом помещении внутри дома.

В интернет-магазине Ru-Klimat представлены уже зарекомендовавшие себя в наших условиях модели ведущих производителей. У нас Вы можете купить тепловой насос воздух-вода с установкой по привлекательной цене.

• Для отопления дома тепловым насосом воздух-вода в качестве отопительных приборов наиболее эффективно использовать теплые полы.
• Это обусловлено принципиальной зависимостью производительности теплового насоса от разности температур наружного воздуха и теплоносителя на выходе устройства.
• Для теплого пола вполне достаточно температуры теплоносителя 35-50 °С, тогда как в традиционных секционных или панельных радиаторах она, как правило, должна поддерживаться на уровне 50-90 °С.

Недостатками использования теплых полов в качестве основного отопления можно считать большую инертность, что сильно замедляет реакцию на изменение температуры теплоносителя, и необходимость поддерживать температуру поверхности пола в пределах 30-35 °С, тогда как максимально комфортным является диапазон 25-27 °С.

Поэтому лучшим вариантом при отоплении тепловым насосом является совместное применение в качестве отопительных приборов теплых полов и низкотемпературных фанкойлов в соотношении тепловой мощности примерно 1:1.

При такой схеме фанкойлы будут выступать в роли доводчика температуры до комфортного уровня и амортизатора, быстро реагирующего на изменения температуры в помещении поддерживая ее на заданном уровне за счет увеличения или уменьшения интенсивности струи подогретого воздуха.

Еще одним явным преимуществом такой системы является ее готовность без дополнительных затрат решить задачи и отопления, и охлаждения, и даже воздухоочистки.

Фанкойл, по сути, это тепловентилятор, состоящий из вентилятора (fan) и теплообменника (coil). Еще их называют вентиляторными доводчиками.

Переключение режимов работы на обогрев или на охлаждение зависит только от температуры теплоносителя, поступающего в теплообменник. Фанкойлы бывают настенного, напольного, канального, кассетного, внутрипольного и т. д. исполнения.

Для эффективного отопления наиболее правильно применение напольных или внутрипольных вариантов.

Затраты и перспективы окупаемости

Расходы на оборудование и его монтаж в процессе сооружения геотермального отопления зависят от мощности агрегата и от производителя.

Производителя каждый выбирает, руководствуясь собственными соображениями и сведениями о репутации и надежности того или иного бренда. А вот мощность зависит от площади помещения, которое предстоит обслуживать.

В этом рисунке кратко отражена вся суть выгоды, получаемой от применения геотермальной отопительной системы. Именно такое соотношение входящей и исходящей энергии позволяет система сначала быстро окупиться, а потом и экономить средства своего владельца ( )

Если брать в расчет именно мощность, то стоимость тепловых насосов колеблется в следующих диапазонах:

• на 4-5 кВт – 3000-7000 условных единиц;
• на 5-10 кВт – 4000-8000 условных единиц;
• на 10-15 кВт – 5000-10000 условных единиц.

Если к этой сумме мы прибавим затраты, которые нужны на выполнение монтажных работ (20-40%), то мы получим сумму, которая для многих покажется абсолютно нереальной.

Но все эти затраты окупятся за вполне приемлемые сроки. В дальнейшем же вам придется оплачивать лишь незначительные расходы на электричество, необходимое для работы насоса. И это всё!

Из-за недостаточной для обогрева жилых строений эффективности геотермальных систем их используют в качестве дополнения к основным отопительным сетям или сооружают комплексно с двумя и более теплообменниками

Как показывает практика, геотермальное отопление особенно выгодно для домов, общая отапливаемая площадь которых составляет 150 кв. м. За пять-восемь лет все затраты на обустройство систем отопления в этих домах полностью окупаются.

Если геотермальное отопление не особо востребовано среди собственников частных домов, то эффективность гелеосистем уже оценили жители южных регионов. Технология сооружения солнечного отопления достаточна проста, а ее экономичность и практичность подтверждена многолетним опытом использования западными странами и нашими соотечественниками.

Дополнительная информация об альтернативных источниках энергии представлена в этой статье.

Простейший тепловой насос из оконного кондиционера

Как нетрудно догадаться, для изготовления ТН «вода – воздух» потребуется оконный охладитель в рабочем состоянии. Очень желательно купить модель, оборудованную реверсивным клапаном и способную работать на обогрев, иначе придется переделывать фреоновый контур.

Совет. При покупке б/у кондиционера обратите внимание на шильдик, где отображены технические характеристики бытового прибора. Интересующий вас параметр – производительность аппарата по холоду (указывается в киловаттах или Британских тепловых единицах – BTU).

Отопительная мощность аппарата больше холодильной и равна сумме двух параметров — производительность плюс тепло, выделяемое компрессором При некоторой доле везения вам даже не придется выпускать фреон и перепаивать трубки. Как переделать кондиционер в тепловой насос:

1. Снимите верхний кожух агрегата и открутите внешний теплообменник от поддона. Аккуратно отодвиньте радиатор, стараясь не перегибать трубки с хладагентом.
2. Снимите наружную крыльчатку с общего вала.
3. Изготовьте металлический бак по длине внешнего теплообменника, ширину сделайте на 10—15 см больше. В боковые стенки врежьте штуцеры подачи проточной воды.
4. Чтобы радиатор не обмерзал, увеличьте площадь обмена, добавив по бокам пластины из меди либо алюминия (в зависимости от материала теплообменника).
5. Погрузите радиатор в бак, желательно без разрезания фреоновых трубок. Сделайте герметичную крышку и уплотните вводы контура.
6. Подсоедините к штуцерам шланги подачи и отбора воды, подключите циркуляционные насосы. Наполните и проверьте бак на герметичность.

Рекомендация. Если теплообменник не удается поместить в резервуар без нарушения фреоновых магистралей, постарайтесь эвакуировать газ и разрезать трубки в нужных точках (подальше от испарителя). После сборки водяного теплообменного узла контур придется спаять и заправить фреоном. Количество хладагента тоже указано на табличке.

Теперь остается запустить самодельный ТН и отрегулировать водяной поток, добиваясь максимальной эффективности. Обратите внимание: импровизированный отопитель использует полностью , вы только переместили радиатор из воздушной среды в жидкую. Как система работает вживую, смотрите на видео мастера–умельца:

Теплонасос и его эффективность

Коэффициент мощности насоса означает отношение обогревательной мощности к потребляемой, проще говоря – сколько киловатт тепловой мощности приходится на выходе на каждый потребленный киловатт электроэнергии. К примеру, у обычно электрического обогревателя данный коэффициент равен около единицы. А для кондиционеров и тепловых насосов он начинается от 3,0 и может достигать 5,0, и даже больше. На данный показатель также оказывает влияние и теплопроводный контур.

Например, воздушный контур обойдется намного дешевле, однако, его использование в бытовых условиях может доставлять некоторый дискомфорт. Это происходит потому, что вентилятор, гоняющий воздух, будет разносить по помещениям и собственный шум, а также в зимний период прогревание воздуха занимает более длительное время. Таким образом, если жилое помещение находится в регионе, где зимой присутствуют сильные заморозки, то имеет смысл устанавливать бивалентную систему отопления (в ней будет использоваться сразу же два источника тепла). Такая система будет самостоятельно контролировать эффективность нагрева, например, если температура достигла определенного уровня и выше ее поднять посредством первого источника не получается, то автоматически подключается дополнительный источник тепла.

А вот на земляном контуре таких проблем, как правило, не возникает, ибо температура земли ниже уровня промерзания не падает менее 0 градусов по Цельсию. На глубине от 3-4 и до 40-50 метров она находится на уровне среднегодовой температуры воздуха, характерной для данной местности. А на глубине еще ниже, она даже начинает повышаться. Да и работает грунтовой теплообменник совершено бесшумно.

В то же время, практика показывает, что отопительный грунтовой комплекс может окупиться примерно лет за 20. И это только учитывая текущие цены на электроэнергию. Соответственно, в будущем цены на электричество будут продолжать расти, а срок окупаемости сокращаться. При этом, стоит помнить, что обычно производители заявляют минимальный срок службы теплового насоса в 20 лет, а на деле он может работать и все 100. Поэтому, его приобретение действительно может быть экономически оправдано.

Из опыта эксплуатации сделанного своими руками теплового насоса

Как показала практика использования, производительность представленного варианта невелика: 2,6-2,8 кВт. Говорить о высокой эффективности данного теплового насоса не приходится: на площади 60 м2 при -5 oC на улице, сам он поддерживает +17oC. Но система считалась и монтировалась под котел — радиаторы, при входящей температуры +45oC, больше выдать просто не могут. Система в доме работала старая и количество радиаторов не увеличено, но пока в холода догревались печкой.

Если в конструкцию добавить регенеративный теплообменник, это повысит эффективность на 10-15%. Учитывая то, что затраты невелики, можно делать. Понадобиться две медные трубки по 1,5 метра. Одна диаметром 22 мм, вторая — 10 мм. На более тонкую для увеличения площади теплообмена, наматывается 4-х жильный проводник (длина 3-4 метра, диаметр 4 мм), концы его припаиваются к трубке, чтобы не разматывались. Трубка с намотанной проволокой аккуратно вставляется в трубку большего диаметра. Ее нужно установить между компрессором и испарителем. Доработка незначительная, но довольно ощутимо повышает эффективность. Правда, при определенных условиях небезопасная: в компрессор может попасть теплый фреон, что приведет к выходу его из строя.

Доработка схемы: можно добавить регенеративный теплообменник, что поднимет производительность примерно на 15-20%

Второй вариант повышения эффективности, более безопасный и не менее эффективный — встроить дополнительный теплообменник для подогрева воды или гликоля.

На что обратить внимание, если вы решили делать тепловой насос своими руками. Есть несколько вещей, о которых узнать можно только на опыте:

• Пусковые токи конкретно этой установки были очень даже приличными. Не всегда ресурсов сети хватало для запуска установки. Потому, если делать серьезную установку, лучше брать трехфазный компрессор, и подводить, соответственно, трехфазный ввод. Да, недешево, но для стабильного старта однофазного компрессора требуется электронный стабилизатор приличной мощности, что тоже дешевым не назовешь.
• Тепловой насос на готовой радиаторной системе не даст нормальной температуры в помещении. Они рассчитаны на другую температуру теплоносителей, которую эти установки, тем более самодельные, дать в состоянии крайне редко. Потому или модернизируйте систему (добавив как минимум столько же секций радиаторов), или устанавливайте водяные полы.
• Если в колодце есть три кольца воды, это не значит, что дебет у него большой. Нужно знать, сколько он в состоянии давать воды при постоянном ее отборе.

Советы экспертов

• Для фиксации и стыковки разводки трубопровода оптимально зарекомендовал себя алюминиевый скотч с армированным покрытием.
• Прикреплять трубу к потолочным перекрытиям лучше всего с помощью хомутов.
• Воздуховоды, предназначенные для подачи прогретого воздуха необходимо располагать максимально низко возле пола, иначе он останется относительно холодным.
• При наличии в доме кондиционера, необходимо утеплять все конструкции из труб, чтобы на них не оседали пары, образующие конденсат влаги.
• При применении заборных рукавов с множеством колен, изгибов и неодинаковым сечением труб рекомендуется использовать дополнительные заслонки.
• Установка дополнительных фильтров для очистки воздуха увеличивает затраты на всю систему.

Долговечность системы и её обслуживание

Многих может отпугнуть заявленный производителем срок эксплуатации системы в 7–10 лет. На практике этот показатель существенно выше, просто тепловой насос может со временем терять в производительности.

В первую очередь это связано с постепенной утечкой хладагента во внешнюю среду и его загрязнение влагой и прочими примесями. На этот случай предусмотрена достаточно простая процедура обслуживания, заключающаяся в очистке теплоносителя и восполнении его концентрации.

Износ механических узлов, таких как компрессор или вентилятор, неизбежен. Однако хороший тепловой насос предусматривает возможность модульной замены составляющих его частей. Долговечность оборудования целиком определяется условиями его эксплуатации и техническим совершенством системы. Работа на пределе, периодическое обледенение внешнего блока и прочие нарушения штатного режима работы — вот что нужно исключить с самого начала, чтобы техника успела себя полностью окупить и при этом принесла в дом желанные тепло и комфорт от использования.

Своими руками что и как

Если уж монтировать геотермальное отопление своими руками, то внешний контур лучше все-таки купить в готовом виде. Конечно, мы рассматриваем лишь способы горизонтального расположения внешнего теплообменника: под поверхностью почвы или под водой. Скважинный вертикальный коллектор смонтировать самостоятельно гораздо сложнее, если вы не обладаете оборудованием и навыками бурения.

Тепловой насос – не слишком габаритное оборудование. В вашем доме он не займет много места. Ведь по размеру он сопоставим, например, с обычным твердотопливным котлом. Подключить к нему внутренний контур вашего дома – задача не сложная. Вообще-то делается всё точно так же, как и при организации отопления с использованием традиционных источников тепла. Главная трудность – устройство внешнего контура.

Такое расположение дома относительно пруда встречается чаще. Главное, чтобы водоём был не дальше, чем в 100 метрах от коттеджа

Лучшим вариантом будет использование водоёма, если такой найдется на расстоянии не более 100 метров. Необходимо, чтобы его площадь превышала 200 квадратных метров, а глубина – 3 метра, составляющие средний параметр промерзания. Если этот водоём вам не принадлежит, то проблемой может стать получение разрешения на его использование.

Если же водоём – это пруд, который находится у вас в собственности, то дело упрощается. Воду из пруда можно временно откачать. Тогда работы на его дне можно будет выполнять легко: нужно будет уложить трубы по спирали, закрепив их в этом положении. Земляные работы понадобятся только для рытья траншеи, которая нужна будет для присоединения внешнего контура к тепловому насосу.

После выполнения всех работ, пруд может быть снова заполнен водой. В ближайшие лет сто внешний теплообменник должен работать исправно и не доставлять хлопот его владельцу.

Если в вашем распоряжении оказался земельный участок, на котором вам только предстоит возводить жильё и растить сад, имеет смысл распланировать горизонтальный теплообменник грунтового типа. Для этого следует сделать предварительный расчет площади будущего коллектора, исходя из параметров, которые уже указаны выше: 250-300 квадратных метров коллектора на 100 кв. метров отапливаемой площади дома.

Бустерный насос. Большая энциклопедия техники

Бустерный насос. Большая энциклопедия техники

ВикиЧтение

Большая энциклопедия техники
Коллектив авторов

Бустерный насос

Бустерный насос – это разновидность вакуумного насоса. Представляет собой пароструйный насос, который служит для того, чтобы создавать средний вакуум внутри вакуумной системы. Сам бустер (от английского слова booster) является вспомогательным устройством, которое применяется с целью увеличения значений силы и скорости в действии основных механизмов и машин: это может быть первая ступень в многоступенчатой ракете, гидравлические, электрические или же пневматические устройства в цепи управления в рулях самолета.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Бустерный насос

Бустерный насос Бустерный насос – это разновидность вакуумного насоса. Представляет собой пароструйный насос, который служит для того, чтобы создавать средний вакуум внутри вакуумной системы. Сам бустер (от английского слова booster) является вспомогательным устройством,

Бустерный ракетный двигатель

Бустерный ракетный двигатель Бустерный ракетный двигатель относится к классу ракетных двигателей, использующих для подачи топлива механические насосы. В этом типе ракетных двигателей применяются бустерные турбонасосные агрегаты. На сегодняшний день одним из самых

Насос

Насос Сердце – это мышечный насос. Мышечный потому, что стенки его состоят из мышечной ткани. Размером оно с кулак взрослого человека и весит от 180 до 300 граммов, причем у женщин сердце, как правило, меньше, чем у мужчин. По своему устройству это полый орган, разделенный

ИНЖЕНЕРНАЯ ВИКИПЕДИЯ

	ЗАДАТЬ СВОЙ ВОПРОС ТЕХНИЧЕСКОМУ СПЕЦИАЛИСТУ
		Что нужно учесть при ремонте и какие могут быть варианты Вы делаете ремонт в своей квартире, загородном доме, офисе, магазине и т.д. и хотите иметь автоматику (т.н. « Умный дом»), которая в будущем сделает вашу жизнь более комфортабельной. Предлагаем план действий.
		Спроектируем, поставим и смонтируем оборудование, выполним пусконаладку и сервисное обслуживание наиболее подходящей для вас системы дезинфекции воздуха. Возможные варианты описаны в этой статье.
		В этой статье приводится перечень основных инженерных систем многоквартирного дома, которые требуют автоматизации.
		С инженерной точки зрения, коттедж является достаточно сложным объектом, поскольку должен иметь набор надежных и качественных инженерных систем, обеспечивающих нормальные условия для жизни проживающих там людей. В этой статье приводится перечень основных инженерных систем загородного коттеджа с возможными вариантами их автоматизации.
		Предлагаем недорогую, простую и универсальную систему для контроля микроклимата в помещении с возможностью диспетчеризации и удаленного управления со смартфона или компьютера. Измерение температуры и влажности в помещении осуществляется Bluetooth термометром Mijia Xiaomi, который можно расположить в удобном для вас месте без необходимости прокладки проводов, что особенно актуально в случае, если он будет устанавливаться после окончания ремонта и отделочных работ.
		Правильная вентиляция помещений может существенно снизить риск инфицирования коронавирусом (COVID-19). В этой статье приводится обоснование этого утверждения и даются практические рекоментации. Также описывается способ для самостоятельного изготовления измерителя содержания углекислого газа CO2 в воздухе с бесконтактным термометром.
		Рассматривается вопрос контроля качества воздуха в помещениях. Описана система автоматического мониторинга качества воздуха с возможностью управления вентиляцией, кондиционированием и увлажнением воздуха.
		Приводится краткое описание систем пароувлажнения для квартир, офисов и коттеджей.
		Приводится краткое описание методик расчета расхода воздуха через вытяжной зонт на кухне ресторана по кратности воздухообмена, по скорости движения воздуха и по мощности технологического оборудования.
		Если для освещения вашего помещения используются мощные светодиоды, светодиодные лампочки и/или ленты и вам необходимо управлять их включением и яркостью, вам будет полезна эта статья.
		Предлагаю описание простого и недорогого устройства для управления системой освещения на 6 групп света через звонковые (подпружиненные) выключатели с возможностью управления с компьютера и/или смартфона через локальную компьютерную сеть без внешнего подключения в Интернет.
		Сокращение затрат на производство сжатого воздуха Приводится анализ потерь при работе воздушных компрессоров и дается описание системы автоматики управления группой мощных компрессоров, работающих в одной сети с целью снижения затрат электроэнергии на производство сжатого воздуха.
		Инженерные сети для частного дома, коттеджа. Системы отопления, вентиляции, кондиционирования, водоснабжения, канализации загородного дома, коттеджа.
		Приводится краткое описание технологии гидроизоляции бетонных чаш бассейнов с ипользованием материалов фирмы MAPEI
		Приводится описание особенностей огранизации микроклимата в частных плавательных бассейнах.
		Приводится краткое описание бытовых и полупромышленных фреоновых сплит-систем кондиционирования с использованием классических сплит-кондиционеров, кассетных, напольных, колонных и канальных типов.
		Приводится краткое описание радиаторных систем отопления и теплых полов.
		Приводится краткое описание системы приточно вытяжной вентиляции для небольших объектов.
		Приводится описание типов и принципа действия тепловых насосов.
		Приводится краткое описание домашнего кинотеатра для загородного дома
		Графический On-Line калькулятор расчета допустимого тока, протекающего по электрическому кабелю в зависимости от длины и сечения.
		Графический On-Line калькулятор проверки сечения кабеля по номиналу защитного автомата и длины кабеля.
		Виды выключателей и способы управления освещением и светильниками дома и на производстве
		Как правильно подключить электрические розетки у себя дома. Основные ошибки, допускаемые при монтаже.
		Приводится описание автоматической системы управления отоплением с дистанционным контролем через смартфон и Интернет
		Приводится описание недорогой схемы для измерения напряжения, тока и мощности в электрической сети с использованием контроллеров Arduino NANO
		Дано краткое описание понятиям полной, активной и рективной мощности в синусоидальных электрических сетях.
		Приводится описание бесперебойного источника питания для контроллеров и микрокомпьютеров на ОС LINUX типа Raspberry PI, Orange PI.
	СКОРО ЗДЕСЬ ПОЯВЯТСЯ НОВЫЕ СТАТЬИ.

Вихревые генераторы, выпускаемые компанией ТЕПЛО XXI ВЕКА

Служит своеобразным катализатором, в присутствии которого имеет место перераспределение энергий, изначально свойственных самой воде. В процессе этого перераспределения, конфигурация различных видов энергий в структуре теплоносителя меняется таким образом, что это приводит к росту температуры воды.

Выдвигаемая ниже версия этих процессов является прямым следствием современных представлений о температуре и теплоте, предлагаемых независимыми исследователями. Приведем вкратце тезисы этой теории:

1. Температура тела – это не показатель содержания энергии в теле. Это параметр, характеризующий распределение различных видов энергии в объекте. Суммарно общее количество энергий объекта не изменяется и сохраняется постоянным при любой температуре.
2. Во время теплового контакта двух тел с разными температурами тепловая энергия не переходит от горячего тела к холодному, несмотря на то, что их температура выравнивается и устанавливается равной для обоих. В действительности, в каждом из тел имеет место перераспределение своих внутренних энергий.
3. Температуру объекта можно повысить без передачи ему энергии со стороны и, не совершая работы над ним.

Вероятно, такой нагрев теплоносителя происходит во время функционирования вихревых теплогенераторов благодаря кавитации. В таком случае, потребляемая мощность из электросети, расходуется на понижение давления в воде локально. По этой причине в воде формируются кавитационные агрегаты молекул. Следующий этап трансформации этих молекул не связан с потреблением электроэнергии или ее мощностью. Как было описано ранее, нагрев кавитационных объектов-молекул, приводящий к эффективному тепловому результату, не нуждается в дополнительных интервенциях электроэнергии извне. Соответственно, так как тепловая энергия на выходе оборудования здесь не зависит от электрической мощности на входе, то какие-либо запреты на превышение полезной мощности над потребляемой отсутствуют.  Собственно, положения данной теории успешно воплощены в кавитационных вихревых теплогенераторах, а ее тезисы достигаются в правильно подобранных функциональных режимах.

Поэтому «запредельный» КПД (более 100%)  этих режимов, в соответствии с предлагаемой теорией, совершенно не противоречит классическому закону сохранения энергии. В пример, можно привести аналогию с функционированием слаботочного реле, которое переключает высокоамперные токи. Либо работу детонатора, которая приводит к мощному взрыву.

Надо отметить, что работа именно вихревого теплогенератора стала своеобразным маркером, который столь ярко и наглядно демонстрирует «сверхединичность» процессов преобразования энергии, вразрез с устоявшимися академическими догмами. Предлагаем взглянуть на «сверхединичность» с иной позиции: если соответствующее оборудование не дотягивает до «сверхединичности», то это говорит о несовершенной конструкции изделия или о неверно выбранном режиме функционирования.

Отметим важное положительное практическое свойство вихревого теплогенератора: удачная конструкция, которая формирует кавитационные агрегаты молекул, вызывая их взрывную конденсацию, не приводит их в соприкосновение с рабочими частями изделия и даже близко к ним. Кавитационные пузырьки двигаются в свободном объёме воды. В результате, в ходе многолетней эксплуатации вихревого оборудования, практически полностью отсутствуют симптомы кавитационной эрозии. В тоже время, это очень существенно снижает уровень акустического шума, возникающего вследствие кавитации.

Купить вихревой теплогенератор

Приобрести требуемую модель вихревого теплогенератора или согласовать условия поставки, монтажа, получить примерную смету затрат Вы можете, связавшись с нами по любой контактной форме на этой странице.

Справочно, приводим актуальные цены на действующие модели:

Тепловой насос — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Тепловой насос — это устройство, которое перемещает тепло из холодного места в горячее. Тепловые насосы могут использоваться для отопления и охлаждения зданий. Они могут предложить гораздо более высокую эффективность, чем традиционное отопительное оборудование, и значительную экономию углерода.

Холодильник — это тепловой насос. Он перемещает тепло изнутри наружу. Это сохраняет пищу внутри холодной, поэтому она не испортится.

Кондиционер — это тепловой насос.Он перемещает тепло изнутри здания наружу.

Устройство Пельтье — это тепловой насос. Он перемещает тепло с одной стороны на другую с помощью электрического тока.

Некоторые здания также отапливаются тепловыми насосами. Зимой тепловой насос перемещает тепло снаружи внутрь. Иногда это работает лучше, чем отопление с помощью радиатора.

Обычно тепло течет из горячего места в холодное, согласно второму закону термодинамики. Тепло само по себе не переместится из холодного места в более теплое.Из-за этого тепловой насос должен использовать дополнительную энергию для перемещения тепла. Это вроде как качать воду в гору.

В большинстве тепловых насосов для выработки энергии используются электродвигатели. Некоторые тепловые насосы используют тепловую энергию от пламени или электрического нагревателя.

Простая картина холодильного цикла теплового насоса: компрессор (4) сжимает жидкость; горячая жидкость (1) отдает тепло, жидкость проходит через расширительный клапан (2), жидкость забирает тепло (3) и отдает холод.

В большинстве тепловых насосов используется цикл охлаждения.В холодильном цикле используется жидкость, которая движется по трубам и переносит тепло. Жидкость называется хладагентом. Во время цикла охлаждения хладагент превращается из жидкости в газ и обратно в жидкость.

Когда хладагент переходит из жидкости в газ, он получает (поглощает) тепловую энергию. Это похоже на кипячение. Когда хладагент превращается из газа обратно в жидкость, он теряет тепловую энергию.

Тепловой насос настроен таким образом, что хладагент забирает тепло из одного места, которое будет охлаждаться, и перемещает его в другое место, которое будет нагреваться.

Тепловой насос заставляет хладагент переходить из газообразного состояния в жидкое. Для этого используется компрессор. Часто компрессор приводит в движение электродвигатель. Компрессор сжимает хладагент, и это превращает его из газа в жидкость. Когда хладагент превращается из газа в жидкость, он также отдает часть тепла, которое он несет.

На другом конце цикла хладагент снова закипает. Он переходит из жидкости в газ. Но для этого нужно тепло.Когда он забирает тепло из окружающей среды, он охлаждает их. Таким образом, когда хладагент превращается из жидкости в газ, он кажется более прохладным.

Это полный цикл, от стороны охлаждения до стороны нагрева: На стороне охлаждения тепло отбирается для превращения хладагента из жидкости в газ. Затем жидкость перемещается в сторону нагрева, где компрессор снова переводит хладагент в жидкость. Это заставляет его отдавать тепло. Итак, тепло переместилось со стороны охлаждения на сторону нагрева.Затем цикл повторяется.

Если охлаждающая сторона находится внутри холодильника, он становится холодным.

Если сторона охлаждения находится внутри здания, а сторона нагрева — снаружи здания, то внутри здания становится холодно. Так работает кондиционер.

Если сторона охлаждения находится снаружи здания, а сторона обогрева — внутри здания, таким образом тепловой насос может обогревать здание зимой.

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Тепловые насосы .

Бестоковые мини-сплит-тепловые насосы | Министерство энергетики

Основными преимуществами мини-сплит являются их небольшой размер и гибкость при зонировании или обогреве и охлаждении отдельных комнат. Многие модели могут иметь до четырех внутренних вентиляционных агрегатов (для четырех зон или комнат), подключенных к одному наружному агрегату. Число зависит от того, сколько тепла или холода требуется для здания или каждой зоны (что, в свою очередь, зависит от того, насколько хорошо здание изолировано и герметично).Каждая из зон имеет свой собственный термостат, поэтому вам нужно только кондиционировать занятые помещения. Это сэкономит энергию и деньги.

Бесконтактные мини-сплит-системы легче установить, чем некоторые другие типы систем кондиционирования. Например, для соединения наружного и внутреннего блоков обычно требуется только трехдюймовое отверстие в стене для кабелепровода. Большинство производителей систем этого типа могут предоставить соединительные трубы различной длины, и, при необходимости, вы можете разместить наружный блок на расстоянии не более 50 футов от внутреннего испарителя.Это позволяет охлаждать комнаты на передней стороне дома, но размещать компрессор в более выгодном или незаметном месте снаружи здания.

Разделители

Mini не имеют воздуховодов, поэтому они позволяют избежать потерь энергии, связанных с воздуховодом центральных систем принудительной подачи воздуха. Потери в воздуховодах могут составлять более 30% энергопотребления для кондиционирования помещения, особенно если воздуховоды находятся в не кондиционируемом пространстве, например на чердаке.

По сравнению с другими дополнительными системами, мини-секции предлагают большую гибкость в дизайне интерьера.Воздухоочистители для помещений можно подвесить к потолку, установить заподлицо в подвесной потолок или повесить на стене. Также доступны напольные модели. Большинство внутренних блоков имеют глубину около семи дюймов и гладкие, похожие на высокие технологии куртки. Многие также предлагают пульт дистанционного управления, чтобы упростить включение и выключение системы, когда она расположена высоко на стене или подвешена к потолку.

Тепловой насос — Проектирование зданий

Тепловые насосы передают тепло от источника с более низкой температурой к источнику с более высокой температурой.Это противоположно естественному потоку тепла.

Хладагент проходит через источник с более низкой температурой. Жидкость «поглощает» тепло и закипает даже при температуре ниже 0 ° C (хотя коэффициент полезного действия (COP) уменьшается с понижением температуры). Затем полученный газ сжимается, что еще больше увеличивает его температуру. Газ проходит в змеевики теплообменника, где он конденсируется, выделяя скрытое тепло. Затем процесс повторяется.

Это тот же процесс, который используется для отвода тепла из холодильника.

Тепловые насосы могут использоваться внутри страны или в коммерческих целях для обеспечения горячей водой, отопления помещений (либо путем подачи горячей воды для теплых полов или радиаторов, либо подачи горячего воздуха) или других приложений, таких как подогрев бассейнов.

В Великобритании тепловые насосы чаще всего представляют собой воздушные или наземные тепловые насосы. Однако температура подземных вод в Великобритании имеет тенденцию быть довольно постоянной в течение большей части года, от 8 до 12 ° C, поэтому тепловые насосы, использующие водяной источник, могут быть более эффективными.

Тепловые насосы могут иметь право на выплаты в рамках государственной программы стимулирования использования возобновляемых источников тепла (RHI). Внутренние схемы также могут иметь право на финансирование через «зеленую сделку», однако «зеленая сделка» была очень плохо воспринята, и обычно считается, что более выгодные финансовые сделки доступны в других местах.

Холодильные агрегаты также используют тепловые насосы, как и холодильные агрегаты, которые подают охлажденную воду (CHW) для охлаждения помещений, например, в установках кондиционирования воздуха, фанкойлах, охлаждающих балках и т. Д.В этом случае система перевернута, поглощая тепло изнутри и отводя его наружу.

Реверсивные тепловые насосы могут работать как в режиме нагрева, так и в режиме охлаждения, используя реверсивный клапан для изменения направления потока.

Тепловые насосы обычно используют электричество для питания компрессора. Однако в абсорбционных тепловых насосах хладагент (обычно аммиак) абсорбируется водой, а затем снова высвобождается при нагревании. Источником тепла обычно является газовое топливо (газовые абсорбционные тепловые насосы GAHP), но можно использовать и другие источники тепла, например воду, нагретую солнечными батареями.

NB В Белой книге по энергетике, обеспечивающей наше чистое нулевое будущее (CP 337), опубликованной в декабре 2020 года правительством Ее Величества, тепловой насос определяется как: «Устройство, которое извлекает тепло из воздуха, земли или воды и концентрирует его в более высокую температуру и доставляет ее в другое место, например, в систему центрального отопления. Он может заменить традиционное отопление на ископаемом топливе, такое как газовый или масляный котел. Системы теплового насоса предназначены для извлечения большего количества тепловой энергии из окружающей среды, чем энергия, которую они при этом потребляют, поэтому они могут действовать как более эффективный источник тепла, чем обычный электрический нагреватель, производя в два-три раза (или больше для очень эффективных систем) столько тепла, сколько они потребляют на входе электроэнергии.’

Водяные тепловые насосы — Проектирование зданий

Тепловые насосы работают, пропуская низкотемпературный хладагент с низким давлением в змеевиках теплообменника через источник тепла, такой как наружный воздух, землю или циркулирующую воду.

Жидкость «поглощает» это тепло и закипает даже при температурах ниже 0 ° C (хотя коэффициент полезного действия (COP) уменьшается с понижением температуры). Затем полученный газ сжимается, что еще больше увеличивает его температуру.Газ проходит в змеевики теплообменника, где он конденсируется, выделяя скрытое тепло. Затем процесс повторяется.

Это тот же процесс, который используется для отвода тепла из холодильника. Его можно использовать внутри страны или в коммерческих целях, а некоторые системы также можно использовать для отвода тепла из здания для обеспечения охлаждения.

Тепловые насосы могут использоваться для подачи горячей воды, отопления помещений (либо путем подачи горячей воды для полов с подогревом или радиаторов, либо подачи горячего воздуха) или других приложений, таких как подогрев бассейнов.

В Великобритании тепловые насосы чаще всего представляют собой воздушные или наземные тепловые насосы. Однако температура подземных вод в Великобритании имеет тенденцию быть довольно постоянной в течение большей части года, от 8 до 12 ° C. Это делает воду более эффективным источником тепла, чем наружный воздух, а скорость передачи тепла с водой выше, чем у воздуха или земли. Кроме того, в отличие от тепловых насосов с грунтовым источником, тепловые насосы с водяным теплоносителем не требуют траншей для укладки змеевиков, хотя системы с открытым контуром часто требуют фильтрации.

Тепловые насосы с водным источником требуют подходящего местного источника воды, такого как озеро, река, колодец, скважина и т. Д. Это могут быть системы с «обратной связью» или «с обратной связью»:

Системы с замкнутым контуром подают смесь воды и незамерзания по трубопроводу к источнику воды, например к озеру, где она протекает через змеевики или теплообменные панели в воде для обмена с ней теплом. Затем нагретая смесь подается по трубопроводу к тепловому насосу и обменивается теплом с хладагентом.

В системах с открытым контуром вода из источника забирается и направляется по трубопроводу прямо к тепловому насосу.Затем происходит обмен тепла с хладагентом, а затем вода возвращается к источнику. Поскольку это включает в себя добычу и сброс в источник воды, вероятно, потребуется лицензия на добычу и лицензия на сброс от Агентства по окружающей среде.

Системы с замкнутым контуром могут быть менее эффективными, чем системы с разомкнутым контуром, из-за потерь, вызванных передачей тепла между источником воды и жидкостью в замкнутом контуре. Однако они менее строгие с точки зрения опасности замерзания, качества воды, которую можно использовать, необходимости фильтрации или других форм очистки воды, возможности использования коррозионно-стойкой системы и необходимости лицензий.Системы с разомкнутым контуром также могут потребовать дополнительной перекачки.

Следует проявлять осторожность с системами с замкнутым контуром, чтобы избежать возможности повреждения змеевиков или теплообменных панелей лодкой или другими видами деятельности на воде или на воде.

Водяные тепловые насосы , как правило, тихие, незаметные и не требуют особого обслуживания. Однако необходимо следить за тем, чтобы водоснабжение было постоянным и достаточным в течение всего года.

Водяные тепловые насосы имеют право на выплаты в рамках государственной схемы стимулирования использования возобновляемых источников тепла (RHI).Внутренние схемы также могут иметь право на финансирование через «зеленую сделку», однако «зеленая сделка» была очень плохо воспринята, и обычно считается, что более выгодные финансовые сделки доступны в других местах.

Тепловой насос !!! — Команда термодинамики B

Термодинамический принцип теплового насоса
Тепловой насос — это машина, передающая тепло из одного места в другое. Он действует как кондиционер или печь. Процесс этой машины включает перемещение воздуха с улицы в помещение без использования большого количества энергии.Он может производить горячий и холодный воздух в зависимости от желаемой температуры. В жаркие дни тепловой насос втягивает холодный воздух снаружи и может охлаждать воздух внутри домов или автомобилей. Когда на улице холодно, он может делать то же самое, но забирает тепло из наружного воздуха в теплую среду (4). Тепловой насос может сделать это, используя работу в системе (рисунок 1a), потому что работа добавляется к системе, а энергия не создается. Этот тип системы представляет собой цикл Карно (рисунок 1b).Есть несколько типов тепловых насосов; мы обсудим тепловые насосы воздух-воздух, геотермальные и водяные тепловые насосы.

Рис. 1a и 1b

Наивысшая эффективность на основе термодинамики

Когда тепловой насос используется вместе с газовой печью, оба оборудования разделяют тепловую нагрузку. Они работают в разное время, что увеличивает эффективность. Когда температура слишком низкая для работы теплового насоса, начинает работать газовая печь.Когда температура снова повышается, тепловой насос берет на себя ответственность. Это рентабельный двойной процесс, поскольку он позволяет тепловому насосу не использовать больше энергии, чем необходимо (3).

Тепловые насосы рассчитаны с использованием COP, что означает коэффициент производительности (2). Хороший КПД для отопления выше 1,2, а для охлаждения выше 0,7. Тепловые насосы плохо работают в климате, где температура часто опускается ниже нуля, поэтому вы, вероятно, не сможете найти их в окрестностях Висконсина. Это связано с тем, что перемещение тепла из очень холодной зоны требует гораздо больше энергии (4).В этом случае газовые печи будут лучшим вариантом для передачи тепла.

Рисунок 2

Детали теплового насоса

Компоненты теплового насоса включают конденсатор, расширительный клапан, испаритель и компрессор (2). Когда насос хочет производить теплый воздух, он передает тепло, выделяемое рабочей жидкостью в испарителе, и использует холодный воздух снаружи, чтобы превратить его в газ. Компрессор способен повышать температуру и давление газа, проталкивая его в змеевики конденсатора в нагретое пространство.Тепло от газа передается в комнату, когда газ конденсируется обратно в жидкость. Затем рабочая жидкость охлаждается, возвращаясь через расширительный клапан к змеевикам испарителя наружного блока (4). Эти компоненты одинаковы для всех типов тепловых насосов.

Рисунок 3

Есть три основных типа тепловых насосов: воздух-воздух, водный источник и геотермальный источник. Тепловые насосы воздух-воздух используют обратный цикл для перемещения горячего и холодного воздуха.Этот насос вырабатывает в полтора-три раза больше тепла, чем печь, и потребляет для этого меньше энергии. Другой тип теплового насоса — геотермальный, который поглощает тепло от земли.

Водяной тепловой насос поглощает тепло аналогичным образом, за исключением подземных водопроводных труб. Эти трубы могут быть замкнутыми или разомкнутыми. В трубе с замкнутым контуром одна и та же вода многократно циркулирует по трубам. В трубе с открытым контуром вода откачивается из источника воды, такого как колодец или озеро, отбирается тепло, и вода возвращается в исходный источник воды (4).Эти тепловые насосы обладают высоким КПД. Как правило, их установка стоит дорого, но с годами можно сэкономить много денег на их эксплуатации. Они подходят для большинства домов и устойчивы к экстремальным погодным условиям, в отличие от тепловых насосов воздух-воздух (1).

Рисунок 4

Воздействие на окружающую среду

Тепловые насосы — это экологически чистая альтернатива печам и кондиционерам. Они могут снизить вдвое счет за электроэнергию.Высокоэффективные насосы также лучше осушают и охлаждают дома быстрее, чем кондиционеры, поскольку они потребляют меньше энергии и более эффективны.

Персональные просмотры

Тепловые насосы — очень жизнеспособные энергоэффективные источники. Они способны обогревать многие вещи, такие как бассейны, здания и гидромассажные ванны. Уникальность тепловых насосов заключается в том, что они равномерно распределяют тепло по окружающей среде. Если вы из Висконсина, воздушный насос может быть не лучшей идеей для инвестиций, потому что в большинстве случаев температура здесь слишком низкая, чтобы тепловые насосы могли нормально работать в замерзшей тундре.Летом мы любим насосы воздух-воздух, потому что они помогают нам сохранять прохладу летом, когда мы сидим на диване и пьем мохито.

Список литературы

1. Тепловой насос Systems, Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии https://www.energy.gov/energysaver/heat-and-cool/heat-pump-systems
2. Тепловой насос , Википедия. https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_pump
3. Что такое тепловой насос ? Леннокс https: // www.lennox.com/help/faqs/heat-pumps
4. Коуэн, Лаура, Сеннебоген, Эмили, Как работают тепловые насосы. Как все работает https://home.howstuffworks.com/home-improvement/heating-and-cooling/heat-pump.htm
5. Рисунок 1: https://opentextbc.ca/physicstestbook2/wp-content/uploads/sites/211/2017/10/Figure_16_05_01.jpg
6. Рисунок 2: http://hydrogen.physik.uni-wuppertal.de/hyperphysics/hyperphysics/hbase/thermo/imgheat/hpump.gif
   
7. Рисунок 3: https: //www.greenmatch.co.uk/media/2465211/how-air-source-heat-pump-works.png
8. Рисунок 4: https: //www.real-world-physics-problems.com/images/geothermal_heat_pump.png

Тепловой насос — Energy Education

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

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, заключается в том, что эта теплопередача не является спонтанной ; для этого требуется вложенная энергия. Для отопления дома тепловой насос извлекает тепло из наружного воздуха, еще больше нагревает теплый воздух и передает его в помещение. При домашнем охлаждении тепловой насос меняет этот процесс, и тепло извлекается из воздуха в помещении и выводится наружу, как в холодильнике или кондиционере, тем самым охлаждая внутренний воздух. ^[2]

Операция

Цикл нагрева

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

1. Жидкий хладагент поглощает тепло в «испарителе» наружного воздуха, превращаясь в газ.
2. Хладагент проходит через «компрессор», который повышает давление газа, повышая его температуру.
3. Горячий газ протекает через «змеевики конденсатора» внутри обогреваемого пространства, 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 визуализировать на рисунке ниже.

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

Цикл охлаждения

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

1. Холодный хладагент поглощает тепло из более горячего помещения в испарителе, поэтому помещение охлаждается.
2. Затем его 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, необходимой для его ввода. По сути, эта величина показывает, сколько охлаждения или обогрева делается на доллар (электричество в конце концов не бесплатное). Этот коэффициент известен как коэффициент полезного действия (K), представленный уравнением: ^[2]

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

Итак, для отопления этот коэффициент равен:

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

, а для охлаждения это:

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

где:

• [math] Q_H [/ math] — количество тепла, подводимого к комнате для ее обогрева
• [math] Q_C [/ math] — тепло, излучаемое из комнаты для охлаждения
• [math] W_ {in} [/ math] — 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 по тем же основным принципам, 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

Как работают тепловые насосы для геотермального отопления и охлаждения?

В майском сообщении блога «О геотермальном отоплении и воздухе» мы объяснили три основных компонента геотермальной системы: контур заземления, который нагревает воду в режиме отопления и охлаждает в режиме охлаждения, система воздуховодов в доме для продуйте теплый или прохладный воздух в дом и в блок между ними, тепловой насос.Сегодня мы хотим попытаться объяснить простым языком, как работает такой тепловой насос.

Для начала нам нужно помнить, что тепло течет естественным образом по температурному градиенту, от горячего к холодному. Таким образом, тепловой насос должен преодолевать физические нагрузки и переносить тепло от холода к горячему.

Тепловые насосы достигают этого, снова используя физику: когда газ сжижается, в жидкости накапливается много энергии, и эта энергия выделяется в виде тепловой энергии, когда жидкость испаряется в газообразное состояние.В тепловых насосах эти газы / жидкости называются хладагентами.

Отсюда процитируем раздел Википедии о механических тепловых насосах , параграф Принцип работы (изменен / сокращен для целей этого сообщения в блоге)

---

Механические тепловые насосы используют физические свойства летучей испаряющейся и конденсирующейся жидкости, известной как хладагент. Тепловой насос работает с хладагентом, нагревая его на той стороне, которую нужно нагреть, чем на холодной стороне, где тепло поглощается.

Рабочая жидкость в газообразном состоянии находится под давлением и циркулирует по системе с помощью компрессора (4). На стороне нагнетания компрессора теперь горячий и находящийся под высоким давлением пар охлаждается в теплообменнике, называемом конденсатором (1), до тех пор, пока он не конденсируется в жидкость с высоким давлением и умеренной температурой. Затем конденсированный хладагент проходит через устройство понижения давления, расширительный клапан (2). Затем жидкий хладагент низкого давления поступает в другой теплообменник, испаритель (3), в котором жидкость кипит, испаряется и поглощает тепло.Затем хладагент возвращается в компрессор, и цикл повторяется.

Простая стилизованная схема парокомпрессионного холодильного цикла теплового насоса: 1) конденсатор, 2) расширительный клапан, 3) испаритель, 4) компрессор.

---

В такой системе температурные характеристики хладагента чрезвычайно важны, поскольку сжатый хладагент в конденсаторе должен быть достаточно горячим, чтобы нагреваться, и должен быть достаточно холодным после расширения, чтобы снова поглощать тепло.

Для геотермального теплового насоса вышеуказанный процесс разработан обратимым, чтобы учесть:

• режим отопления, поглощает тепло от контура заземления (испаритель) и делает это тепло доступным для обогрева дома (конденсатор),
• и режим охлаждения поглощают тепло из воздуха в доме и отводят его в контур заземления.

Теперь мы понимаем принцип теплового насоса, это не чудо, а просто физика и отличный дизайн от производителя, который обеспечивает нам ожидаемую эффективность.

.