Устройство теплового насоса: Тепловой насос. Устройство, виды, принцип действия теплового насоса.

11.01.2021 автор alexxlab

Содержание

Обзор тепловых насосов для отопления

Тепловой насос — хорошая альтернатива традиционному отоплению частного дома. Прибор, используемый в течение 30 лет в странах Запада, в России еще является новинкой. Препятствием для его широкого использования являются два фактора: высокая стоимость и недостаток сведений о тепловых насосах, их преимуществах и принципах работы. Показателем практичности геотермальной системы отопления служит ее популярность на Западе. Так, тепловыми насосами в Швеции и Норвегии отапливаются около 95% домов. Предлагаем вам подробнее ознакомиться с устройством и принципами работы этого теплового оборудования, за которым, непременно, будущее.

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:

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.
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.
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

Преимущества использования теплового насоса

Экономичность. Благодаря высокому КПД системы достигается низкое энергопотребление. Из 1 кВт затраченной электроэнергии получается от 3 до 7 кВт тепловой энергии. Это больше, чем при работе любых котлов, использующих топливо.
Автономность. Работа насоса не нуждается в подаче органического топлива, поэтому нет необходимости прокладывать тепловые коммуникации.
Универсальность. В одном устройстве сочетаются одновременно системы нагрева воды, отопления и охлаждения.
Безопасность. В отличие от котлов, которые могут воспламениться или взорваться, тепловой насос является абсолютно безопасным. Он не содержит деталей, температура которых может привести к пожару. Не выделяет угарный ядовитый газ. Остановка работы не приведет к поломке или замораживанию жидкости.
Надежность. Работой насоса управляет автоматика. Обслуживание не требует специального обучения.
Долговечность. Прибор может прослужить от 20 до 50 лет. Это на порядок больше, чем у стандартных систем отопления.
Комфорт. Функционирование насоса не сопровождается колебанием температуры и влажности. Работает практически бесшумно.
Минимум площади требуется под скважину. Так как зонд находится под землей, повредить его невозможно.
Экологичность. Окружающая среда не загрязняется вредными выбросами.
Отсутствие бумажной волокиты. При монтаже не нужны согласования, как, например, при установке газового отопления.

Принцип работы теплового насоса

Работу теплового насоса можно сравнить с работой обычного холодильника. Только вместо холода аппарат вырабатывает тепло. Веществом, передающим энергию, является фреон — газ или жидкость с низкой температурой кипения. При испарении он поглощает тепло, а при конденсации — отдает его.

Тепловой насос — главный элемент системы. Его размеры не превышают габаритов средней стиральной машины, что облегчает установку прибора. Сам насос включается в два контура: внутренний и внешний.

Внутренний контур состоит из системы теплоснабжения дома (трубы и радиаторы).Внешний контур находится в воде или под землей. Он включает в себя коллектор-теплообменник и трубы, связывающие коллектор с насосом.

Тепловые насосы комплектуются различными дополнительными устройствами. Это могут быть:

коммуникационное устройство для управления системой через персональный компьютер или мобильный телефон;
блок охлаждения для локальной или центральной системы охлаждения;
дополнительный насосный блок может потребоваться для отопления полов;
циркуляционный насос необходим для циркуляции горячей воды;

Процесс работы насоса состоит из нескольких этапов:

Незамерзающая смесь подается в коллектор. Происходит поглощение тепловой энергии и транспортировка ее к насосу.
В испарителе энергия передается фреону, где он нагревается до 8 °C, закипает и превращению в пар.
При увеличении давления в компрессоре повышается температура. Она может достигать 70 °C.
Внутридомовая система отопления получает тепловую энергию через конденсатор. Фреон мгновенно охлаждается и переходит в жидкое состояние, отдавая при этом оставшееся тепло. Затем он идет обратно в коллектор. Так завершается цикл.
Далее работа повторяется по тому же принципу.

Наиболее эффективно тепловой насос функционирует при наличии в доме теплых полов. Тепло распределяется по всей площади пола равномерно. При этом отсутствуют зоны перегрева. Теплоноситель в системе редко нагревается больше 35 °C, а отопление путем нагрева полов считается наиболее комфортным при 33 °C. Это меньше на 2 °C чем при отоплении радиаторами. Отсюда возникает экономия до 18% в год от всего отопительного бюджета. Кроме того, считается, что отопление на уровне пола наиболее комфортно для проживания человека.

Система отопления может быть моновалентной и бивалентной. У моновалентных систем один источник отопления. Он полностью отвечает круглогодичной потребности в тепле. У бивалентных, соответственно, — два источника.

Отопление дома в зимний период

На территории с более суровыми климатическими условиями актуально использование бивалентной системы отопления. За счет второго источника тепла расширяется диапазон температур. Работы одного теплового насоса достаточно только до уровня температуры -20 °С. При большем ее понижении подключаются электрообогреватель, камин, жидкотопливный или газовый котел. При этом мощность теплового насоса ограничивается от максимальной зимней потребности до 70 — 80%. Недостающие 20 — 30% дает дополнительный источник тепла. Это снижает общую эффективность работы системы. Однако снижение является незначительным.

При полном переходе на отопление здания геотермальной системой (в случае, когда не планируется устанавливать дополнительно котел или электроприбор) тепловой насос применяется совместно с внутренним модулем, содержащим небольшой встроенный электронагреватель. Он поддержит прибор, когда температура окружающей среды будет ниже -20 °С.

В каких случаях использование теплового насоса является обоснованным?

Вопрос отопления загородного дома предполагает рассмотрение нескольких вариантов:

Газ. При отсутствии рядом с домом газопровода это становится невозможным. В ряде регионов купить газ можно только в баллонах.
Уголь или дрова. С ними отопление превращается в трудоемкий и малоэффективный процесс.
Жидкотопливный котел требует больших расходов на топливо и специального помещения. Особое хранение необходимо и самому топливу, что неудобно в небольшом доме.
Отопление электричеством обходится очень дорого.

В таком случае на помощь приходит геотермальная система отопления. Ее используют даже там, где доступен газ. Установка теплового насоса дороже установки оборудования для отопления газом. Однако, газ в дальнейшем придется оплачивать постоянно, в отличие от энергии, взятой из окружающей среды.

Окупаемость теплового насоса сложно выразить в усредненном числовом значении. Все зависит от его начальной стоимости. Суть установки такого отопления сводится к перспективе. Хотя количество потребляемой электроэнергии — в 3−5 раз меньше, чем у других систем отопления, все же необходимо подсчитать в денежном эквиваленте все энергозатраты за год и сравнить их со стоимостью системы, ее монтажа и эксплуатации.

Достигнуть максимальной эффективности применения теплового насоса можно при соблюдении двух важных условий:

Отапливаемое здание должно быть утепленным, а показатель теплопотерь не должен превышать 100 Вт/м2. Существует прямая связь между тем, как утеплен дом и тем, насколько выгодно будет установка теплонасоса.
Подключение теплового насоса к низкотемпературным источникам обогрева (конвекторам, теплым полам), температурный режим которых колеблется между 30 — 40 °C.

Итак, тепловой насос станет неплохой альтернативой традиционным способам отопления. Прибор гарантирует экономичность и полную безопасность. Владельцу, после установки геотермальной системы отопления, не придется зависеть от различных внешних факторов, как, например, перебои с газоснабжением или вызовом сервисной службы. Энергия, взятая из окружающей среды, не требует оплаты и не исчерпывается.

В соответствии с прогнозами Мирового комитета по энергетике в 2020 г. геотермальные насосы составят три четверти всего отопительного оборудования.

Практика применения тепловых насосов: видео

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Тепловой насос воздух вода: схемы устройства и сооружение

В связи с регулярным повышением стоимости теплоносителей востребованными становятся альтернативные методы отопления. К примеру, практичный тепловой насос воздух вода, использующий для обогрева энергию воздуха. Установка не требует дорогостоящих расходных материалов, удобна в эксплуатации, безопасна.

В связи с немалой ценой заводской сборки агрегата у многих возникает интерес соорудить эту систему самостоятельно.

Содержание статьи:

Особенности тепловой системы воздух-вода
- Специфика применения и работы
- Принцип действия системы
Сооружение теплового насоса воздух-вода
- Сборка наружного блока
- Блок с теплообменником-испарителем
- Правила установки компрессора
- Конструирование накопительной емкости (конденсатора)
- Соединение внешнего блока с испарителем
- Соединение испарителя, компрессора и бака
- Внедрение систем управления установкой
- Расчет мощности теплового насоса воздух-вода
- Обслуживание самодельной установки
Выводы и полезное видео по теме

Особенности тепловой системы воздух-вода

Тепловой насос, которому посвящена эта статья, в отличие от других модификаций подобного устройства (в частности, вода-вода и грунт-вода), обладает рядом достоинств:

экономит электричество;
для установки не потребуются масштабные земельные работы, бурение скважин, получение специальных разрешений;
если подключить систему к солнечным батареям, то можно обеспечить полную ее автономность.

Веское преимущество тепловой системы, извлекающей энергию ветра и передающей ее воде, заключается в стопроцентной экологической безопасности.

Перед тем, как приступать к конструированию насоса, необходимо выяснить, в каких случаях система проявляет себя максимально эффективно, а когда ее использование не целесообразно.

Тепловая насосная система, извлекающая энергию из воздушной массы, может использоваться для подогрева всех видов теплоносителей, применяющихся на территории СНГ: воды, воздуха, пара

Специфика применения и работы

Тепловой насос продуктивно работает исключительно в температурном диапазоне от -5 до +7 градусов. При температуре воздуха от +7 система будет вырабатывать больше тепла, чем необходимо, а при показателе ниже -5 – недостаточно для обогрева. Это связано с тем, что концентрированный фреон, находящийся в конструкции, закипает при температуре -55 градусов.

Галерея изображений

Фото из

При устройстве теплового насоса воздух вода на фасаде дома появится небольшой по размерам аккуратный прибор

Как и любой тепловой насос, система воздух-вода состоит из двух взаимосвязанных частей: внешней и внутренней

Расположенный внутри дома блок оборудования перерабатывает заимствованную у воздуха энергию, нагревая воду для контуров отопления и ГВС

При необходимости увеличить производительность системы внешний комплекс дополняется необходим количеством модулей

Тепловые насосы воздух-вода отлично справляются с нагревом воды, задействованной в системах отопления

Тепловые установки воздух вода обеспечат теплой водой санузлы и кухни частных домов с автономными инженерными системами

Один из самых распространенных потребителей энергии тепловых насосов воздух-вода — водяной теплый пол

К тепловому насосу как к источнику энергии подключают низкотемпературные контуры

Установка теплового насоса воздух вода

Компоненты системы воздух-вода

Внутренний блок системы воздух-вода

Составляющие внешнего блока насоса

Тепловой насос в системах парового и водяного отопления

Подготовка воды для поставки в контуры ГВС

Теплый пол — один из главных потребителей

Приборы низкотемпературных отопительных контуров

Теоретически система может вырабатывать тепло и в 30-градусный мороз, но его будет недостаточно для обогрева, ведь теплопроизводительность напрямую зависит от разности температуры кипения хладагента и температуры воздуха. Поэтому жителям Северных регионов, где холода наступают раньше, эта система не подойдет, а в домах Южных областей она сможет эффективно прослужить несколько холодных месяцев.

Если в помещении установлены стандартные батареи, то тепловой насос будет работать менее эффективно. Лучше всего устройство воздух-вода сочетается с конвекторами и иными радиаторами с большой площадью, а также с системами «теплый пол», «теплые стены» водного типа. Также само помещение должно быть хорошо утеплено снаружи, обладать встроенными многокамерными окнами, обеспечивающими лучшую теплоизоляцию, чем обычные деревянные или пластиковые.

Тепловой насос лучше всего взаимодействует с водяной системой «теплый пол», не требующей нагрева теплоносителя свыше 40 — 45º С

Самодельный тепловой насос сможет эффективно обогревать дома площадью до 100 кв. м и гарантировано выдавать мощность в 5 кВт. Следует понимать, что фреон невозможно залить достаточно качественно в конструкцию, созданную в бытовых условиях, поэтому следует рассчитывать на температуру его кипения до -22 градусов. Устройство домашней сборки идеально подойдет для снабжения теплом гаража, теплицы, подсобных помещений и др.

Система обычно используется в качестве дополнительного обогрева. Электрокотел или иное традиционное оборудование для отопительного сезона потребуется в любом случае. Во время сильных морозов (-15-30 градусов) тепловой насос рекомендуется выключать, чтобы избежать растрат электроэнергии, ведь в этот период его эффективность составляет не больше 10%.

Тепловые насосы поставляют достаточное количество энергии для обогрева воды в крытых частных бассейнах (+)

Принцип действия системы

Рабочее вещество в конструкции – воздух. Через наружный блок, устанавливающийся на улице, кислород по трубам поступает в испаритель, где взаимодействует с хладагентом. Фреон под действием температуры становится газообразным (поскольку закипает при -55 градусах) и в нагретом виде под давлением поступает в компрессор. Устройство сжимает газ, тем самым увеличивая его температуру.

Горячий фреон поступает в контур накопительного бака (конденсатора), где происходит отдача тепла воде, которую впоследствии можно использовать для организации отопления и ГСВ. В конденсаторе фреон лишается только части своего тепла, и все еще находится в газообразном состоянии. Проходя через дроссель, хладагент распрыскивается, в результате чего его температура понижается. Фреон становится жидким и в таком виде переходит в испаритель. Цикл повторяется.

На рисунке схематически показана реализация принципа элементарного теплового насоса, разделенного компрессором и расширителем на два контура — высокого и низкого давления

Сооружение теплового насоса воздух-вода

Система теплового насоса состоит из четырех основных элементов:

наружного блока;
емкости теплообменника-испарителя;
блока для компрессора;
накопительной емкости (конденсатора).

Рассмотрим особенности конструирования каждого из блоков.

Сборка наружного блока

Для создания внешнего блока понадобится:

Корпус. Традиционно подходит блок из-под сплит-системы, стиральной машины, другой габаритной техники, иногда сооружают самостоятельно путем приваривания металлических элементов. Важно после сборки обработать металл антикоррозийной краской порошкового типа.

Вентилятор. Изделие можно позаимствовать из старой рабочей системы кондиционирования или приобрести отдельно.

Модель вентилятора должна обладать широкими пластиковыми лопастями и, желательно, с отсоединяемым мотором, чтобы предоставилась возможность подключить его к датчику.

Для сборки наружного блока понадобиться корпус и вентилятор из-под системы кондиционирования. Примерные параметры блока – 75х85х30 см

В наружный блок можно установить испаритель и вспомогательные элементы для его работы, но целесообразнее эти детали поместить в отдельный корпус.

Устанавливают наружный блок на расстоянии 2-10 м от дома. Важно построить под него фундамент и поставить навес, чтобы защитить конструкцию от осадков. Также необходимо закрепить решетку перед вентилятором, чтобы избежать попадания грязи, мусора, листьев в лопасти вентилятора и трубы. Дополнительно желательно установить обогреватели, защищающие боковины и панели от обледенения. В этом случае дополнительное прогревание корпуса не понадобится.

Место для установки блока должно быть хорошо вентилируемым, находиться в отдалении от источников открытого огня.

Блок с теплообменником-испарителем

Испаритель можно приобрести в готовом виде, воспользовавшись услугами поставщиков в сети, или создать самостоятельно. Для этого понадобиться 80-литровый бак и медная проволока диаметром 10 мм и толщиной не менее 1 мм. Длина высчитывается индивидуально с учетом требуемой мощности. Для устройства 5 кВт можно взять 10 м. В испарителе будет происходить нагрев и циркуляция фреона, а также контакт с воздухом.

Для создания теплообменника нужно сконструировать змеевик. Для этого проволоку обматывают вокруг толстостенной трубы с диаметром, не превышающим ширину бака.

Важно оставить срезы, выступающие за высоту корпуса. Они понадобятся для соединения змеевика с другими элементами системы – компрессором и накопительным баком.

Для создания змеевика медную трубку со стенками около 1 мм обматывают вокруг газового баллона, трубы или наполненной водой пластиковой бутылки

В корпус врезают 2 штуцера для подсоединения трубопроводов, создают два разъема для выхода проволоки. Соединения герметизируют.

Крепят готовую конструкцию с помощью L-образных кронштейнов.

Рекомендуется дополнительно установить на испаритель реле оттаивания, поскольку в баке будет происходить циркуляция воздуха, температура которого отрицательная. В этом случае конденсат, скапливающийся в системе, может привести к обледенению испарителя. Также, чтобы исключить образования влаги, можно внедрить в систему фильтр-осушитель.

Правила установки компрессора

Для установки компрессора потребуется отдельный корпус со звуко- и виброизоляцией, поскольку практически все модификации устройства шумят во время работы.

Компрессор можно взять б/у из-под холодильника, кондиционера или приобрести новую модель.

Для тепловых насосов подойдут следующие виды компрессоров:

Роторные компрессоры являются самыми недорогими, но обладают рядом недостатков – шумят, обладают малой эффективностью и служат 8-10 лет.
Спиральные модификации устанавливают во все современные модели кондиционеров, холодильников. Они долговечны (15-20 лет), бесшумные, эффективные, но отличаются высокой стоимостью.
Поршневые модели преимущественно устанавливают на промышленные холодильники. Изделия обладают хорошим КПД, долговечные (15-20 лет), но крайне шумные и дорогие.

Для теплового насоса необходимо подобрать компрессор однофазной модификации. Перед покупкой важно узнать, с каким видом фреона работает устройство. Желательно приобрести модель, работающую на R22, лучше на R422. С хладагентом данного вида работать проще, чем с любым другим видом фреона.

Компрессор подсоединяют трубками к блоку испарителя и конденсатора. Благодаря устройству фреон увеличивает свою температуру.

Конструирование накопительной емкости (конденсатора)

Для изготовления конденсатора понадобиться корпус из-под 100-литрового бойлера или любой другой нержавеющий бак такого же объема. Также необходим змеевик, выполненный из медной трубки. На насос мощностью 5 кВт можно взять 12-метровую проволоку. По трубке змеевика будет проходить горячий фреон, благодаря чему происходит нагревание воды.

Шаг №1: Создание змеевика

Для изготовления змеевика понадобиться медная проволока диаметром не меньше 26 мм и толщиной стенки от 1 мм. Ее необходимо намотать на трубу, имеющую меньшее поперечное сечение, чем у бака. Высота спирали должна совпадать с высотой корпуса. Важно оставить выпуски трубы за пределами емкости, чтобы иметь возможность подсоединить змеевик с испарителем и компрессором.

Шаг №2: Подготовка корпуса

Для установки змеевика бак необходимо разрезать. Сверху и снизу понадобиться создать отверстия для выходов медной проволоки, а также вырезать дополнительные отсеки для установки 2-х штуцеров, один из которых предназначен для выхода воды, а другой – для ее входа. После проделанных процедур бак необходимо герметизировать.

Теплообменник-компрессор можно приобрести отдельно в виде готовой конструкции. С помощью устройства заводской сборки можно увеличить мощность и КПД установки.

Хладагент с маркировкой R22 согласно Монреальским постановлениям к 2030 году запланировано вывести из обращения. Для наполнения системы лучше использовать его заменитель — хладагент R422

Соединение внешнего блока с испарителем

Для соединения наружного блока и испарителя потребуется проведение 2 полиэтиленовых труб ПНД 32. Через одну трубу воздух будет проходить, через другую – выходить.

Трубы можно закопать в землю, предварительно досыпав в ров любой песчаный материал, или оставить на поверхности, если наружный корпус располагается недалеко от дома.

Соединение испарителя, компрессора и бака

В этой системе циркулирует фреон. Для присоединения змеевиков с компрессором и дросселем, необходимо обратиться к специалистам по холодильной технике. Человеку, не имеющего опыта в паяльных работах, даже при наличии инструментов и материалов сложно будет грамотно соединить все элементы в одну систему, чтобы обеспечить работу конструкции.

Более того, потребуется много дополнительных материалов — трубок разных диаметров, различных модификаций сливных кранов, клапанов для травления воздуха, предохранительных клапанов, а также клипс для труб, хомутов, труборезов разного диаметра и других специализированных устройств, которые есть в наличие в любой мастерской по ремонту холодильников и кондиционеров.

Качественная закачка фреона также осуществляется с использованием специального оборудования. Поэтому для объединения теплообменников, компрессора и дросселя в рабочую систему удобнее и выгоднее обратиться к профессионалам.

Внедрение систем управления установкой

Для слежения за давлением и температурой фреона можно использовать плату с дисплеем из-под любого кондиционера. В процессе паяльных работ с помощью специалистов конструкцию можно грамотно внедрить в установку.

Также возможно подключить специальное устройство – датчик вращения вентилятора. Он регулирует скорость вращения лопастей, а также автоматизирует обороты циркуляционного насоса фреона.

Дополнительно можно установить таймер, электропускатель, устройство, защищающее компрессор от перегрева. Все эти детали можно приобрести в ремонтных мастерских или на рынке запчастей.

Расчет мощности теплового насоса воздух-вода

Для обогрева помещения с площадью от 100 кв. м потребуется тепловой насос большей мощности. Вычислить необходимую мощность установки можно приблизительно, используя таблицу:

Данные таблицы помогут рассчитать площадь змеевика для создания установки той или иной мощности

Чтобы определить, какая мощность должна быть у компрессора, трубы каких диаметров следует использовать и другие важные данные при конструировании теплового насоса воздух-вода, необходимо обратиться к одному из способов:

Воспользоваться онлайн-калькуляторами, размещенными на сайтах производителей теплообменников.
Применить программное обеспечение CoolPack 1,46, Copeland.
Пригласить специалиста, который произведет необходимые измерения и расчеты.

Площадь змеевика-конденсатора (ПЗК) можно вычислить по формуле:

ПЗК = М/0,8ДТ,

где М — мощность установки в кВт; 0,8 — коэффициент теплопроводности при контакте воды и меди; ДТ — разность температуры между поступающим и выходящим воздухом в системе.

Параметры теплового насоса, приведенные выше, подойдут для помещения до 100 кв. метров. Мощность установки — 5 кВт.

Если приобретать специальные теплообменники, то вполне возможно увеличить мощность установки до 10-15 кВт.

На рисунке представлена система, в которой теплообменники, компрессор, дроссель объединены в одном баке. В конструкции используются заводские теплообменники (+)

Обслуживание самодельной установки

Для качественной работы тепловой насос нуждается в дополнительном обслуживании. Если использовать устройство зимой (учитывая, что в корпусе не установлен дополнительный обогрев), то периодически блок придется отогревать, поскольку на его поверхности будет образовываться ледяная корка.

Также необходимо периодически:

Очищать лопасти вентилятора от мусора – листьев, пыли, грязи, снега и т.д.
Производить смазку компрессора согласно инструкции к нему.
Менять масло в компрессоре и вентиляторе.

Кроме того, для нормального функционирования системы необходимо регулярно Проверять целостность медного трубопровода, силового кабеля, питающего компрессор, вентилятор и другие устройства.

Выводы и полезное видео по теме

С принципом действия и устройством теплового насоса, перерабатывающего энергию ветра, ознакомит следующий ролик:

Самодельный тепловой насос системы воздух-вода является одним из эффективных и недорогих устройств для дополнительного обогрева жилья. Изготовить и установить эту систему сможет любой желающий.

Схема отопления тепловым насосом | ГрейПей

Тепловой отопительный насос реализует в работе классическую схему холодильной установки. Схема работы теплового насоса для отопления основана на двух базовых процессах, реализующих теплопередачу – испарении и конденсации. Альтернативное отопление этого вида актуально для регионов с ограниченным доступом к топливу и энергоносителям.

Принцип работы устройства теплового насоса

В своей работе комплекс реализует отбор и передачу тепла от следующих сторонних источников теплоты малого теплосодержания и потенциала:

Слои почвы;
Водоемы;
Потоки, пласты грунтовых вод;
Окружающий воздух.

Перечисленные источники приобретают теплоту от излучения Солнца и раскаленного внутреннего ядра планеты. Солнечное тепло частично отражается и рассеивается, но до 45 % лучистой энергии поглощается поверхностью Земли. При низких температурах воздуха в зимний период года поверхностный слой теряет свое тепло, но расположенные немного глубже пласты грунта и воды сохраняют приобретенное тепло.

Для климатических зон России глубина точки промерзания (потери теплоты) имеет следующие средние значения:

Южные регионы: 0,6 – 1,0 м;
Средняя полоса: 1,0 – 1,8 м;
Северные регионы и Заполярье – от 1,8 до 2,5 метров.

Наружная сеть теплового насоса собирает тепло от источников, передает его в устройство теплового насоса, где за счет использования физических процессов увеличивает его потенциал. Полученный с помощью процессов испарения, конденсации, сжатия хладагента объем теплоты передается на нужды отопления и горячего водоснабжения.

На реализацию процесса затрачивается некоторое количество электрической энергии. Она необходима для циркуляции теплоносителя, работы компрессора, вентилятора.

В летнее время тепловой насос, реализуя свой принцип работы, может забирать тепло из помещений и отдавать его в окружающую среду.

Конструкция теплового насоса

В состав комплекса теплового насоса отопления входят следующие основные устройства и элементы:

Наружная сеть сбора тепла;
Испарительный теплообменный аппарат;
Компрессорная установка;
Теплообменник конденсатор;
Дроссельный клапан;
Внутренний комплекс передачи тепла.

Наружная сеть погружена в источник теплоты и заполнена незамерзающим теплоносителем. В его качестве чаще всего используется раствор поваренной соли. Теплоноситель циркулирует по обширной сети контура, приобретает тепло, перемещает его в испаритель. В испарителе он разогревает хладагент на 5 – 8 градусов Цельсия. Хладагент в силу своих физических свойств (низкая величина температуры кипения) испаряется и покидает теплообменный аппарат.

Далее газообразный хладагент сжимается компрессорной установкой, температура его повышается пропорционально давлению. Затем газ поступает в конденсатор, где охлаждается и конденсируется теплоносителем внутренней системы отопления и ГВС. При этом выделяется большое количество теплоты конденсации, теплоноситель нагревается и поступает в радиаторы отопления, бойлер горячего водоснабжения.

Сконденсировавшийся хладагент стекает в нижнюю часть теплообменника конденсатора, проходит дроссельную заслонку. В процессе дросселирования хладагент сильно расширяется, снижается его температура и избыточное давление.

В итоге цикл замыкается в испарительном аппарате – хладагент вновь нагревается и транспортирует тепло в конденсатор.

Виды тепловых насосов

По источнику сбора тепла выделяют следующие виды тепловых насосных агрегатов;

Грунт – вода;
Вода – вода;
Вода – воздух;
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.

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.

Анализ эффективности теплового насоса

Конструкция теплового насоса для обогрева помещений – перспективный вид альтернативного отопления. Способ отопления обладает следующими достоинствами:

Энергетическая эффективность;
Экологическая и пожарная безопасность;
Возможность применения в любой климатической зоне;
Относительная экономическая эффективность;
Многофункциональность.

Энергетическая эффективность устройства характеризует показатель затрат энергоносителя на получение единицы теплоты. Он составляет 1 кВт электрической мощности на 4,5 – 5,5 кВт тепловой мощности. Таким показателем не могут похвалиться другие модификации отопления.

Экологическая безопасность обусловлена полной нейтральностью для здоровья человека веществ, используемых в процессе – фреона, водного раствора поваренной соли, воды. Высокая пожарная безопасность гарантируется отсутствием огня, раскаленных поверхностей, взрывоопасных смесей веществ.

Строительство теплового насоса возможно в любых широтах, при этом будет варьироваться коэффициент полезного действия комплекса.

Экономическая эффективность вызвана минимальными затратами на получение тепла реализуемым принципом работы теплового насоса. Тепловой насосный агрегат зимой может выполнять функции комплекса отопления, летом – системы кондиционирования.

Наряду с преимуществами система отопления с теплым насосом в качестве источника теплоты имеет следующие недостатки:

Высокая стоимость;
Большой срок окупаемости;
Сложность управления;
Трудности самостоятельного изготовления.

Высокая стоимость оборудования и материалов обусловлена большим объемом трубопроводов, дороговизной компрессора, теплообменных аппаратов. При укладке и обустройстве внешних контуров сбора тепла потребуются значительные по объему монтажные и строительные работы.

Срок окупаемости финансовых затрат составляет период в 9 – 11 лет. За это время оборудование уже достигает высокой степени износа. Самостоятельное изготовление отдельных высокотехнологических компонентов системы теплового насоса – компрессора, испарителя, конденсатора, заполнение системы фреоном – произвести практически невозможно. Самодельные устройства не дают гарантии эффективности и функционирования комплекса в целом.

Для сооружения комплекса и реализации принципа теплового насоса отопления предварительно нужно произвести оценку эффективности и необходимости применения. В пользу строительства насоса выступают условия недостатка источников энергии классического вида – природного газа, электрической энергии, твердого и жидкого топлива. Сложность устройства, высокая стоимость, длительный срок окупаемости заставляют задуматься, провести качественный анализ перед внедрением этого вида альтернативного источника тепла.

(Просмотров 743 , 1 сегодня)

Принцип работы геотермального теплового насоса и его эксплуатация в составе отопительной системы

Существует множество способов как организовать горячее водоснабжение и автономное отопление в частном доме: использование энергии сгорания газа в системах, подключенных к центральному газоснабжению, или электроэнергии, преобразуемой в тепло.

Однако, современный мир стремится к постоянному развитию и совершенствованию. В энергетической сфере это проявляется в развитии энергоэффективных технологий. Например, затраты энергоносителя на поддержания комфортной температуры в помещении могут быть снижены, если добиться минимальных теплопотерь. Согласно современным стандартам, регламентированные максимальные теплопотери были снижены почти в 4 раза за последние два десятка лет. Например, раньше допустимая утечка тепловой энергии для новостроя принималась равной 100 Вт/м2 и даже более. Сегодня инженеры-теплотехники закладывают значительно меньшие значения.

Современная теплоизоляция жилых объектов благодаря своей эффективности способствует распространению низкопотенциальных отопительных систем. Невысокая популярность таких установок на протяжении многих лет объясняется тем, что для поддержания комфортного микроклимата в помещениях требовалась установка отопительных элементов крупных размеров. Теперь люди отдают предпочтение установкам на основе тепловых насосов, поскольку необходимости в монтаже крупногабаритных радиаторов отопления больше нет. Кроме того, такие системы являются более простыми и удобными в эксплуатации в сравнении с отопительными котлами, независимо от используемого типа.

Принцип функционирования теплового насоса

Основная идея, положенная в основу принципа работы установок рассматриваемого типа, состоит в передаче тепловой энергии от источника с низким потенциалом к рабочему веществу (теплоносителю). Таким источником может быть грунт, воздух и вода. Любой объект, нагреты до температуры выше абсолютного нуля, содержит запас тепловой энергии, количество которого определяется как произведение массы объекта и его удельной теплоемкости. В этом контексте землю, океаны и атмосферу можно рассматривать как огромнейшие запасы энергии для питания энергоэффективных систем отопления.

Геотермальная установка состоит из нескольких элементов:

Трубопровод, расположенный в грунте на определенной глубине. Содержащееся в нем рабочее вещество получает тепловую энергию, нагреваясь на несколько градусов.
Теплообменный узел – следующий элемент системы, в который подается нагретый теплоноситель.
Внутренний контур системы, который получает тепловую энергию от теплоносителя.
Внешний контур с хладагентом, способным переходить в газообразную фазу в результате прогрева в испарителе.
Сжимающий компрессор, уменьшающий объем хладагента, тем самым увеличивая его температуру.
Конденсатор, передающий в свою очередь тепловую энергию разогретого рабочего вещества на отопительные элементы внутренней системы. Отдавший тепловую энергию хладагент переходит в жидкую фазу, поступает в начальную точку системы для поглощения очередной новой порции тепловой энергии.

Отопительные системы на основе тепловых насосов характеризуются высоким КПД, способны поддерживать оптимальные температурные условия в помещениях круглый год.

Варианты геотермальных установок

Как уже было сказано выше, теплонасосы могут получать энергию из воздушной среды, грунта и водоемов. Они различаются по типу используемого теплоносителя как на внутреннем, так и наружном контурах. В зависимости от функций и используемых элементов, установки делят на несколько видов:

Система типа «вода-вода», использующая энергию тепла водных ресурсов. Принцип работы основан на способности воды сохранять довольно высокую температуру в нижних слоях. Трубы с теплоносителем оснащают грузом для погружения в воду. Если рядом с участком отсутствует водоем, используют потенциал грунтовых вод. Основными преимуществами таких установок являются низкие затраты на обустройство, невысокие теплопотери, отсутствие необходимости в использовании мощных насосных станций.
Система «земля-вода», отбирающая тепло грунта с помощью тепловых коллекторов и зондов. Это лучший способ создать автономное отопление в загородном доме, независимо от расположения объекта. В состав установки входит теплообменный аппарат, который размещают ниже уровня промерзания грунта, а также сам тепловой насос. Последний использует обратный цикл Карно (функционирует как холодильная установка, только наоборот, то есть выделяет тепло). Системы этого типа используют два теплоносителя: антифриз (или рассол), получающий тепло из грунта, и фреон, циркулирующий в контуре, который соединен с отопительными радиаторами. Количество теплоты, вырабатываемой такой системой, в 4 раза превышает количество электрической энергии, затрачиваемой на ее выработку. Одним из недостатков системы является то, что земельные участки с обустроенными коммуникациями уже непригодны для сельскохозяйственных нужд.
Система «воздух-вода» использует воздушную среду (самый доступный и возобновляемый источник). Главное преимущество состоит в том, что такие системы просты в монтаже и обслуживании. К недостаткам относят чувствительность к внешним температурным режимам. Наибольшая эффективность достигается при температуре воздуха -15°C. При сильных температурных колебаниях существенно снижается эффективность работы установки.

Выбор типа системы зависит от особенностей отапливаемого объекта, места его расположения, средней температуры окружающей среды на протяжении года и в определенные сезоны.

Как создать теплонасос самостоятельно

Независимо от выбора типа системы (из трех вариантов, описанных выше), для создания установки понадобится тепловой насос, который состоит из компрессорной станции, испарителя, дроссельной заслонки и конденсатора. Можно купить готовую систему, но ее стоимость окажется довольно высокой. Если имеющийся бюджет не позволяет приобрести установку, ее можно смонтировать самостоятельно.

Перед разработкой и монтажом собственного автономного отопления нужно убедиться в том, что вся электропроводка в доме находится в надлежащем состоянии.

Есть два основных способа создания установки своими руками: на основе холодильника или кондиционера. Рассмотрим их подробнее.

Тепловой насос из сплит системы

Чтобы создать тепловой насос на основе кондиционера, в первую очередь нужно поменять местами наружный и внутренний блоки системы. Поскольку внутренний блок уже содержит испаритель, а наружный – конденсатор, дополнительные элементы не требуются. В качестве теплоносителя используют как воду, так и воздушную среду (на выбор). Также возможна установка дополнительного конденсатора в отдельном резервуаре для повышения эффективности теплообмена.

В состав системы также входит четырехходовой клапан, корректный монтаж которого может осуществить только опытный специалист.

Рациональнее всего разобрать кондиционер на составные элементы, а затем произвести компоновку теплового насоса, подключив последовательно испаритель, компрессор и конденсатор. Полученную систему подключают к коммуникациям для обогрева помещений.

Установка на основе холодильного аппарата

Для создания теплового насоса подойдет старый холодильник, с которого снимают змеевеки (будут использоваться в качестве конденсатора). Змеевеки необходимо разместить в емкость, материал которой устойчив к температурным колебаниям. К емкости монтируют компрессорную установку. Испарителем может служить обычная пластиковая бочка.

Все три элемента системы герметично соединяют между собой системой трубопроводов, подключают к отопительной системе.

Выводы

Геотермальное оборудование – один из лучших способов создания автономного отопления, если возможность подключения к централизованным коммуникациям отсутствует в силу различных причин. При выборе оптимального варианта системы учитывают множество факторов, включая место расположения отапливаемого объекта и бюджет его владельца. Тепловой насос можно изготовить своими руками. Существует множество вариантов сборки на основе старого холодильника или сплит системы. Полезную информацию можно почерпнуть из видео ниже.

Получайте новые статьи на почту каждый день!

Мой мир

Facebook

Вконтакте

Twitter

Одноклассники

Принцип работы теплового насоса. Отопление дома тепловым насосом.

Система отопления дома на основе теплового насоса – достойная альтернатива «классическим» системам отопления. Что такое тепловой насос и в чем его отличие от традиционных устройств?

На фото:

Технологии будущего

По-европейски. Отопление дома тепловым насосом с каждым годом получает всё большее распространение на Западе. Европейцы ценят его за экологичность, экономичность и безопасность. Кроме того, ставка на возобновляемые источники энергии – это модная тенденция. В нашей стране эти системы отопления редкость, а некоторые домовладельцы даже не подозревают об их существовании. Нет и достаточного числа грамотных специалистов, способных проектировать, монтировать и в дальнейшем обслуживать оборудование. Но ситуация постепенно меняется…

Принцип работы теплового насоса

Холодильник наоборот. Тепловой насос – это устройство для переноса энергии от теплодатчика с низкой температурой (окружающей среды) к теплоприемнику с высокой. Представьте себе холодильник, который не выводит тепло от теплых продуктов наружу, а наоборот, нагнетает из теплый воздух из помещения в холодильную камеру.

Объясняя на пальцах, если холодильник лишить испарительной камеры и «закопать»в холодную землю – мы получим тепловой насос. А если организовать омывание его стенок водой, то нагретая жидкость может подаваться в радиаторы отопления и обогревать дом.

На фото:

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

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

На фото:

Внутреннее устройство насоса и компрессора.

На фото: насос F1245 от фабрики Nibe.

Достоинства тепловых насосов

Безопасность. В системах отопления на базе теплового насоса, в отличие от газового, твердотопливного или дизельного водогрейного котла, не происходит сжигания топлива. А нет горения – нет и опасности возникновения пожара. Не нужно иметь запас горючего, которое может воспламениться по той или иной причине. Потребляемая электрическая мощность оборудования невелика – по сравнению с той, что необходима для работы компрессора, испарителя, циркуляционных насосов и автоматики управления. Поэтому вероятность поражения электрическим током весьма мала. Однако установка устройства защитного отключения в цепи питания теплового насоса – в соответствии с рекомендациями производителей – все равно будет не лишней.

Экологичность. Используя естественные возобновляемые источники тепловой энергии, агрегат не наносит ущерба природе, так как нет выброса продуктов сгорания топлива в атмосферу. В этом его большое преимущество по сравнению, например, с дизельным или твердотопливным котлом.

Экономичность. Большую долю расходов на отопление обычно составляют затраты на покупку горючего – будь то газ, солярка или твердое топливо. При использовании теплового насоса эту статью расходов можно исключить: нуждаясь лишь в малом количестве электроэнергии (чуть большем, чем бытовой холодильник), он является наиболее дешевым в эксплуатации. Но изначальные затраты на установку системы отопления очень велики. Об этом – в следующей статье: «Недостатки тепловых насосов»).

В статье использованы изображения vaillant.com, nibe.eu, rosteplocom.ru

Принцип работы теплового насоса. Как работает тепловой насос?

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

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

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

Что такое Тепловой Насос?

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

Тепловой насос Грунт-Вода

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

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

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

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

ВИДЕО: Как работает тепловой насос Грунт-Вода?

Что делает Тепловой Насос?

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

Прямой цикл Карно

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

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

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

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

Как работает Тепловой Насос?
Теперь поговори о том как работает тепловой насос. Для того, что понять принцип работы теплового насоса нам нужно разобраться в нескольких вещах.
1. Тепловой насос способен извлекать тепло даже при отрицательной температуре.
Большинство будущих домовладельцев не могут понять принцип работы теплового насоса Воздух-Вода (в принципе любого воздушного теплового насоса), так как не понимают каким образом может извлекаться тепло из воздуха при отрицательной температуре зимой. Вернемся к основам термодинамики и вспомни определение теплоты.
Теплота — форма движения материи, представляющая собой беспорядочное движение образующих тело частиц (атомов, молекул, электронов и др.).
Даже при температуре 0˚С (ноль градусов по Цельсию), когда замерзает вода, в воздухе все еще есть теплота. Ее значительно меньше чем, например при температуре +36˚С, но тем не менее и при нулевой и при отрицательной температуре происходит движение атомов, а значит и происходит выделение теплоты.
Движение молекул и атомов полностью прекращается при температуре -273˚С (минус двести семьдесят три градуса по Цельсию), что соответствует абсолютному нулю температуры (ноль градусов по шкале Кельвина). То есть и зимой при минусовой температуре в воздухе есть низкопотенциальное тепло, которое можно извлекать и переносить в дом.
2. Рабочая жидкость в тепловых насосах — хладагент (фреон).
Хладагент R-410А, используемый в тепловых насосах
Что такое холодильный агент? Хладагент — рабочее вещество в тепловом насосе, которое отбирает теплоту от охлаждаемого объекта при испарении и передает тепло рабочей среде (например, воде или воздуху) при конденсации.
Особенность хладагентов в том, что они способны закипать и при отрицательных и при относительно низких температурах. Кроме того хладагенты могут переходить из жидкого состояния в газообразное и наоборот. Именно во время перехода из жидкого состояния в газообразное (испарения) происходит поглощение теплоты, а во время перехода из газообразного в жидкое (конденсации) происходит передача теплоты (отделение тепла).
3. Работа теплового насоса возможна благодаря его четырем ключевым компонентам.
Для того, чтобы понять принцип работы теплового насоса его устройство можно разделить на 4 основные элементы:
Компрессор, который сжимает хладагент для повышения его давления и температуры.
Расширительный клапан — терморегулирующий вентиль, который резко понижает давление хладагента.
Испаритель — теплообменник, в котором хладагент с низкой температурой поглощает тепло от окружающей среды.
Конденсатор — теплообменник, в котором уже горячий хладагент после сжатия передает тепло в рабочую среду отопительного контура.
Именно эти четыре компонента позволяют холодильным машинам производить холод, а тепловым насосам — тепло. Для того, чтобы разобраться как работает каждый компонент теплового насоса и для чего он нужен предлагаем просмотреть видео о принципе работы грунтового теплового насоса.
ВИДЕО: Принцип работы теплового насоса Грунт-Вода
Принцип работы теплового насоса
Теперь попытаемся подробно описать каждый этап работы теплового насоса. Как уже говорилось ранее — в основе работы тепловых насосов лежит термодинамический цикл. Это значит, что работа теплового насоса состоит из нескольких этапов цикла, которые повторяются снова и снова в определенной последовательности.
Рабочий цикл теплового насоса можно разделить на четыре следующие этапы:
1. Поглощение тепла из окружающей среды (кипение хладагента).
В испаритель (теплообменник) поступает хладагент, который находиться в жидком состоянии и имеет низкое давление. Как мы уже знаем при низкой температуре хладагент способен закипать и испаряться. Процесс испарения необходим для того, чтобы вещество поглотило тепло.
Согласно второму закону термодинамики тепло передается от тела с высокой температурой к телу с более низкой температурой. Именно на этом этапе работы теплового насоса хладагент с низкой температурой проходя по теплообменнику отбирает тепло от теплоносителя (рассола), который ранее поднялся из скважин, где отобрал низкопотенциальное тепло грунта (в случаи с грунтовыми тепловым насосами Грунт-Вода).
Дело в том, что температура грунта под землей в любое время года составляет +7-8°С. При использовании геотермального теплового насоса типа Грунт-Вода устанавливаются вертикальные зонды, по которым циркулирует рассол (теплоноситель). Задача теплоносителя — нагреться до максимально возмножной температуры во время циркуляции по глубинным зондам.
Когда теплоноситель отобрал тепло из грунта, он поступает в теплообменник теплового насоса (испаритель) где «встречается» с хладагентом, который имеет более низкую температуру. И согласно второму закону термодинамики происходит теплообмен: тепло от более нагретого рассола передается менее нагретому хладагенту.
Здесь очень важный момент: поглощение тепла возможно во время испарения вещества и наоборот, отдача теплоты происходит при конденсации. Во время нагрева хладагента от теплоносителя он меняет свое фазовое состояние: хладагент переходит из жидкого состояния в газообразное (происходит процесс закипания хладагента, он испаряется).
Пройдя через испаритель хладагент находиться в газообразной фазе. Это уже не жидкость, но газ, который отобрал тепло у теплоносителя (рассола).
2. Сжатие хладагента компрессором.
На следующем этапе хладагент в газообразном состоянии попадает в компрессор. Здесь компрессор сжимает фреон, который за счет резкого увеличения давления нагревается до определенной температуры.
Аналогичным образом работает и компрессор обычного бытового холодильника. Единственное существенное отличие компрессора холодильника от компрессора теплового насоса — значительно меньшая производительность.
ВИДЕО: Как работает холодильник с компрессором

3. Передача тепла в систему отопления (конденсация).
После сжатия в компрессоре хладагент, который имеет высокую температуру поступает в конденсатор. В данном случае конденсатор — это тоже теплообменник, в котором во время конденсации происходит отдача теплоты от хладагента к рабочей среде отопительного контура (например воде в системе теплых полов, или радиаторов отопления).
В конденсаторе хладагент из газовой фазы снова переходит в жидкую. Этот процесс сопровождается выделением тепла, которое используется для системы отопления в доме и горячего водоснабжения (ГВС).
4. Понижение давления хладагента (расширение).
Теперь жидкий хладагент нужно подготовить к повторению рабочего цикла. Для этого хладагент проходит через узкое отверстие термо-регулирующего вентиля (расширительного клапана). После «продавливания» через узкое отверстие дросселя хладагент расширяется, вследствие чего падает его температура и давление.
Этот процесс сравним с распылением аэрозоля из балончика. После распыления балончик на короткое время становиться холоднее. То есть произошло резкое падение давления аэрозоля вследствие продавливания наружу, температура соответственно тоже падает.
Теперь хладагент снова находиться под таким давлением, при котором он способен закипеть и испаряться, что необходимо нам для поглощения тепла от теплоносителя.
Задача ТРВ (термо-регулирующий вентиль) — снизить давление фреона путем расширения его на выходе из узкого отверстия. Теперь фреон снова готов закипать и поглощать тепло.
Цикл снова повторяется до тех пор, пока система отопления и ГВС не получит от теплового насоса необходимый объем тепла.

ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ
Тепловые насосы — это устройства, которые работают в цикле, аналогичном циклу парокомпрессионного холодильника, показанному на Рисунке 1.
В своей основной форме парокомпрессионная холодильная установка [см. Van Wylen (1985)] состоит из испарителя, компрессора, конденсатора, дроссельного устройства, которое обычно представляет собой расширительный клапан или капиллярную трубку, и соединительную трубку. Рабочей жидкостью является хладагент, такой как фреон или аммиак, который проходит термодинамический цикл (см. Также Охлаждение).
Термодинамический цикл схематически показан на рисунке 2 [Althouse et. al. (1982)]. В течение цикла происходят четыре важных процесса. Во-первых, тепло (Q ₁) передается хладагенту в испарителе от станций 4–1 на рис. 1 и 2, где его давление и температура ниже, чем у источника тепла, такого как воздух, вода или земля. Испарение хладагента происходит из жидкости в насыщенный пар, теоретически при постоянном давлении. Однако на практике падение давления связано с потоком жидкости и теплопередачей через испаритель.Во-вторых, работа (W) выполняется с хладагентом, поскольку насыщенный пар при низком давлении и температуре поступает в компрессор и подвергается адиабатическому сжатию (от 1 до 2). В результате получается сжатый пар хладагента под высоким давлением и температурой на выходе из компрессора (точка 2 на рисунках 1 и 2). В-третьих, тепло (Q _y) передается от горячего пара в конденсаторе (от 2 до 3), где его давление и температура выше, чем у теплоотвода, температура которого выше, чем у источника.Конденсация пара в насыщенную жидкость происходит в конденсаторе теоретически при постоянном давлении, но опять же на практике падение давления происходит по тем же причинам, что и в испарителе. Хладагент покидает конденсатор в виде насыщенной жидкости. Последним процессом перед возвращением хладагента в испаритель является дросселирование хладагента через расширительный клапан или капиллярную трубку от 3 до 4. Во время этого процесса падение давления является адиабатическим, что приводит к снижению давления и температуры хладагента.Обычно хладагент поступает в виде жидкости и выходит в виде смеси жидкости и пара.
Рис. 1. Простой парокомпрессионный холодильный цикл.
Рисунок 2. Термодинамический цикл паро-холодильного цикла.
Базовый цикл теплового насоса идентичен парокомпрессионному холодильному циклу, показанному на рисунках 1 и 2, единственное различие между тепловым насосом и холодильником заключается в их основных функциях. Система охлаждения охлаждает внешнюю жидкость, протекающую через испаритель, тогда как тепловой насос нагревает внешнюю жидкость, протекающую через конденсатор.Основное различие между холодильником и тепловым насосом заключается в способе работы в отношении охлаждения или нагрева. Если приложение представляет собой охлаждение, то вас будет интересовать аспект охлаждения, Q ₁ на рисунке 1, возникающий над испарителем, и охлаждающее устройство, например, будет называться холодильником, кондиционером, чиллером, криохладителем и т. Д. С другой стороны, если приложение нагревает, то вас будет интересовать аспект нагрева, Q _y на Рисунке 1, происходящий над конденсатором, и нагревательное устройство будет называться тепловым насосом.
Тепловые насосы в основном используются для нагрева воды и воздуха. Воду можно нагревать для бассейнов и бытовых целей с помощью окружающего воздуха (так называемый тепловой насос воздух-вода ), а воздух обычно нагревается зимой для обогрева помещений внутри домов, зданий, заводов и т. Д., Также используя атмосферный воздух в качестве источника ( тепловой насос воздух-воздух ). Однако землю также можно использовать в качестве источника отопления. В этом случае тепловой насос будет называться с заземлением, с заземлением источника или с наземным тепловым насосом .Еще один источник тепла — вода. Здесь испаритель помещается в скважину, пруд или озеро для обогрева помещения. Этот тип теплового насоса называется тепловым насосом «вода-воздух» . В промышленности водо-водяные тепловые насосы используются, например, для одновременного производства горячей и холодной воды. Эти типы систем также называются системами двойного назначения .
Системы двойного назначения предназначены для одновременного применения как для нагрева, так и для охлаждения.В системе с обратным циклом функции испарителя и конденсатора можно поменять местами. Таким образом, и «горячий», и «холодный» поток могут доставляться в один и тот же тепловой резервуар в разное время. Двойные системы также называются тепловыми насосами, хотя основное внимание уделяется не только их теплопроизводительности.
Хотя устройства имеют разные названия, у обоих есть две функции. Во-первых, используется один и тот же основной цикл охлаждения, а во-вторых, оба являются тепловыми насосными системами. Тепло «перекачивается» от источника тепла с низкой температурой к теплоотводу с более высокой температурой.Эти тепловые насосные системы или тепловые насосы имеют два основных преимущества перед традиционной технологией. Во-первых, в зависимости от области применения, на единицу потребляемой энергии часто может быть подано более одной единицы нагрева, то есть коэффициент полезного действия , значение (COP) больше единицы. Обычно на каждый киловатт мощности, необходимой компрессору, у конденсатора имеется более одного киловатта тепловой мощности. В большинстве практических приложений коэффициент полезного действия теплового насоса составляет от двух до шести.Для обогрева плавательного бассейна КПД может достигать шести; тогда как в системе горячего водоснабжения, где вода нагревается до температуры 55 ° C, COP может быть всего три. Коэффициент полезного действия (COP) теплового насоса определяется как
Значение COP, равное четырем, означает экономию энергии на 75%. Таким образом, тепловые насосы обладают преимуществом экономии энергии и меньшими затратами по сравнению с другими методами отопления. Еще одно преимущество тепловых насосов состоит в том, что тепловые насосы могут быть с тепловым приводом, или с рабочим приводом, .Тепловые насосы с тепловым приводом позволяют использовать низкопотенциальную тепловую энергию, которая в других случаях может часто оставаться неиспользованной. Таким образом, тепловые насосы также могут помочь уменьшить тепловое загрязнение и экологические проблемы .
Преимущества тепловых насосов признаны давно. Исследования в области повышения производительности, надежности, энергоэффективности и воздействия на окружающую среду были постоянной проблемой для промышленных, государственных и академических организаций. Исследования были сосредоточены на усовершенствованной конструкции цикла для систем, приводимых в действие как нагревом, так и при работе, улучшенных компонентах (включая выбор из хладагента ) и использовании в более широком диапазоне приложений.Конкретные области деятельности включают: поиск заменителей хладагента, передовые мобильные системы кондиционирования воздуха для транспортных средств, передовые технологии сжатия пара, абсорбционные тепловые насосы, наземные (или геотермальные) тепловые насосы и тепловые насосы с воздушным циклом. Теперь мы обсудим некоторые из этих мероприятий.
В ответ на растущие опасения, что некоторые хлорсодержащие соединения, такие как полностью галогенированные фторалканы , могут катализировать снижение уровней стратосферного озона, привел к активному поиску хладагентов на замену.Озоновый слой жизненно важен для человечества, потому что он защищает нас от опасных ультрафиолетовых лучей, испускаемых солнцем. Хлорфторуглерод (CFC) хладагенты были определены как основные участники проблемы разрушения озонового слоя. Ультрафиолетовое излучение расщепляет молекулы CFC, высвобождая свободный хлор, когда молекула CFC достигает верхнего уровня стратосферы. Свободный хлор нарушает хрупкое равновесие озонового слоя. Обеспокоенность воздействием ХФУ на озоновый слой ранее вызвала международное совещание в Монреале в сентябре 1987 года.Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, родился на этой встрече. Первоначально Протокол был подписан 45 странами. Позднее в Протокол были внесены поправки после того, как было достигнуто соглашение о том, что ХФУ должны быть полностью выведены из обращения к 2000 году и предполагаемому поэтапному отказу от хладагентов гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ) к 2020 году с 2040 годом в качестве абсолютного крайнего срока. Однако можно ожидать, что в этот Протокол снова будут внесены поправки.
Поиск хладагентов на замену привел к появлению ГХФУ и гидрофторуглеродов (HCF). Молекула ГФУ не содержит хлора и не представляет угрозы для озонового слоя.ГХФУ-22, пожалуй, наиболее широко используемый хладагент в тепловых насосах. Он имеет относительно низкий потенциал разрушения озонового слоя, но, поскольку он содержит хлор, ищется замена жидкости. Важным фактором является поиск жидкостей на замену с термодинамическими свойствами, аналогичными заменяемым хладагентам. Также желательно соответствие энтальпии испарения. Если эти параметры могут быть точно согласованы, необходимость в редизайне системы будет минимальной. (См. Также Холодильники и хладагенты.)
Земляные или геотермальные тепловые насосы
За последние десять лет домовладельцы во всем мире обнаружили, что геотермальные (наземные) системы идеальны для отопления и охлаждения. Зимой вода или другие жидкости, циркулирующие по «петле» подземной трубы, поглощают тепло от земли и переносят его в геотермальную установку, которая отбирает тепло более высокой температуры и распределяет его по всему дому. Летом агрегат забирает тепло из вашего дома и передает его обратно в циркулирующую воду в подземной системе контура, где оно рассеивается в более прохладной земле.Петли устанавливаются двух основных типов: закрытые и открытые. Замкнутые контуры закапывают в землю или погружают в озера или пруды. В открытых контурах используются грунтовые воды, откачиваемые из колодца. Конфигурация петли будет зависеть от следующих факторов: геологии недр земли; местные затраты на рытье траншей и бурение; наличие качественных грунтовых вод и наличие земельного участка. Если площадь земли ограничена, замкнутые контуры могут быть вставлены в вертикальные скважины. В отверстия вставляются П-образные петли трубы.Затем отверстия снова заполняются герметизирующим раствором.
Воздух — лучший хладагент. Он нетоксичен, не вызывает коррозии, не вредит озоновому слою и не способствует глобальному потеплению. Утечки не влияют на окружающую среду. Никаких особых мер предосторожности при обслуживании или процедур восстановления хладагента не требуется. Цена на воздух очевидна — он бесплатный. Доступен воздух, и доставка на место осуществляется немедленно. Никакого восстановительного оборудования не требуется. С точки зрения дизайна идеально подходит воздух, особенно если проблема связана с очень высокими или очень низкими температурами.Воздух не меняет фазы в нормальных рабочих режимах и может использоваться в исключительно широком диапазоне температур. Сегодня используются тысячи систем воздушного цикла. Практически в каждом производимом сегодня реактивном двигателе, будь то коммерческий или военный, используется охлаждение с воздушным циклом. Кроме того, системы воздушного цикла могут работать в широком диапазоне температур, которым они будут подвергаться в ходе нормального полета.
Тепловой насос с воздушным циклом с электрическим приводом — очень простое устройство.Вращающаяся группа обычно состоит из компрессора и турбины, установленных на том же валу, что и высокоскоростной двигатель. Эта сборка — единственная движущаяся часть. Одноступенчатый центробежный компрессор имеет относительно низкую степень перепада давлений, которая обычно находится в диапазоне 1,4: 1. Одноступенчатое турбинное колесо с радиальным притоком имеет несколько меньшую степень сжатия. Двигатель питается от выхода инвертора переменной частоты и переменного напряжения, так что скорость двигателя, компрессора и турбины может изменяться.Наконец, необходимы один, два или три теплообменника, в зависимости от области применения и концепции.
Для сжатия воздуха требуется энергия. Когда воздух сжимается, механическая энергия превращается в тепловую, и воздух становится горячее. Это источник нагрева. Соответственно, когда воздух расширяется и работает, тепловая энергия преобразуется в механическую, и воздух становится холоднее. Это источник холода. Следовательно, процесс сжатия потребляет механическую энергию, а процесс расширения производит механическую энергию.Установив компрессор и турбину на одном валу, турбина помогает управлять компрессором. К сожалению, законы физики таковы, что турбина не производит достаточно механической энергии для приведения в действие компрессора сама по себе, и поэтому для дополнения механической энергии, производимой турбиной, используется электродвигатель.
Рассмотрим систему, в которой одновременно требуется нагрев и охлаждение. Возможно, ресторан хочет нагреть входящую городскую воду с 20 ° C до 82 ° C для мытья посуды.Одновременно они хотят кондиционировать кухню. Предположим, что температура наружного воздуха составляет 25 ° C. Если сравнить наружный воздух при атмосферном давлении и соотношении давлений 1,8: 1, температура нагнетания составит около 89 ° C. Этого достаточно, чтобы нагреть воду до необходимой температуры с помощью подходящего теплообменника. При нагревании воды сжатый воздух охлаждается до более низкой температуры. Если сжатый воздух теперь расширяется в турбине до атмосферного давления, он будет выходить при температуре существенно ниже точки замерзания — при условии, что воздух был сухим и не происходила конденсация.Это значительно ниже температуры, необходимой для кондиционирования воздуха, поэтому воздух будет смешиваться с воздухом помещения перед выпуском. Воздух остается пригодным для дыхания, поскольку в системе нет смазочного масла, которое могло бы его загрязнить. Трудно провести сравнение с обычным оборудованием, потому что тепловой насос с воздушным циклом еще не запущен в производство и его необходимо сравнивать с широким диапазоном комбинаций оборудования для нагрева и охлаждения. Однако ожидаемые значения теплопередачи COP будут в пределах от 1,9 до 3,6.
ССЫЛКИ
Альтхаус, А. Д., Тернквист, К. Х., Браччано, А. (1982) Современное охлаждение и кондиционирование воздуха , Goodheart-Willcox Co., Inc.
Ван Уилен, Дж. Дж. И Соннтаг, Р. Э. (1985) Основы классической термодинамики , Джон Вили и сыновья, Торонто, 3-е изд.
Основные сведения о тепловом насосе
Опубликовано: 17 июня 2014 г. — профессор Юджин Зильберштейн
Категории: Тепловые насосы
Q: Что такое тепловой насос?
A: Тепловой насос — это устройство для кондиционирования воздуха, способное обеспечить как комфортное охлаждение в теплые летние месяцы, так и комфортное отопление в более прохладные зимние месяцы.
Некоторые тепловые насосы предназначены для нагрева воды вместо воздуха. Эти тепловые насосы используются в спа-салонах, бассейнах и системах водяного / лучистого отопления.
Q: Вы можете привести мне пример концепции теплового насоса?
Если вы думаете об оконном кондиционере, который может быть у вас дома, то прибор обеспечивает охлаждение в теплые летние месяцы. Если вы выйдете на улицу и почувствуете, как воздух выходит из задней части устройства во время его работы, он будет теплым.Итак, можно сказать, что кондиционер забирает тепло изнутри конструкции и перемещает его наружу.
A: Кондиционер перемещает тепло изнутри здания наружу.
Итак, что произойдет, если мы возьмем оконный кондиционер и установим его так, чтобы внутренняя часть была снаружи, а внешняя часть — внутри? Что ж, вместо того, чтобы дуть холодным воздухом в занимаемое пространство, мы будем дуть тёплым воздухом. Вместо того, чтобы дуть горячим воздухом из задней части устройства, мы будем дуть холодным воздухом.Итак, в этом случае мы будем брать тепло извне и вдувать его в конструкцию.
Если кондиционер повернуть встык, тепло будет передаваться с внешней стороны конструкции внутрь.
Таким образом, без необходимости постоянно вращать кондиционер в окне, тепловой насос механически реверсирует себя, чтобы выполнять функции как нагрева, так и охлаждения.

Q: Как тепловой насос может обеспечивать и обогрев, и охлаждение?
A: В типичной системе теплового насоса есть две поверхности теплопередачи.Один змеевик или поверхность теплопередачи находится внутри конструкции, а другая — вне конструкции. Эти поверхности называются конденсатором и испарителем. Испаритель поглощает тепло, а конденсатор отводит тепло. Функцию поверхностей теплопередачи можно изменить для достижения желаемого режима работы системы. Таким образом, внутренний и внешний змеевики могут функционировать как конденсатор или испаритель, в зависимости от того, в каком режиме он работает.

Q: Как система теплового насоса работает в режиме охлаждения?
A: В режиме охлаждения внутренний змеевик работает как испаритель, а наружный змеевик — как конденсатор. Воздух из занятого пространства проходит через испаритель или охлаждающий змеевик, а тепловая энергия передается от воздуха к змеевику. Это тепло в конечном итоге передается наружному змеевику, который действует как конденсатор. В конденсаторе тепло отводится наружу.

Q: Как система теплового насоса работает в режиме отопления?
A: В режиме нагрева внутренний змеевик работает как конденсатор, а наружный змеевик — как испаритель. Воздух снаружи конструкции проходит через наружный змеевик (испаритель), а тепло передается от воздуха к змеевику. Это тепло в конечном итоге передается внутреннему змеевику, который действует как конденсатор. В конденсаторе тепло извне передается воздуху, проходящему по внутреннему змеевику.

В: Как испаритель поглощает тепло?
A: Чтобы испаритель мог поглощать тепло от вещества, он должен иметь температуру ниже, чем температура среды, от которой мы передаем тепло. Например, для охлаждения воздуха на 75 градусов в занятом помещении температура поверхности испарителя должна быть ниже 75 градусов.
Среда теплопередачи, известная как хладагент, циркулирует через змеевик, чтобы облегчить желаемую теплопередачу.

В: Как конденсатор отводит тепло?
A: Для того чтобы конденсатор отводил тепло, среда, окружающая змеевик конденсатора, должна быть холоднее, чем температура самого змеевика конденсатора. Другими словами, в конденсаторе должна поддерживаться температура, значительно превышающая температуру окружающей среды.
Среда теплопередачи, известная как хладагент, циркулирует через змеевик, чтобы облегчить желаемую теплопередачу.

В: Что такое хладагент?
A: Хладагент — это химическое вещество, способное быстро поглощать и отводить большое количество тепловой энергии. Контролируя давление хладагента в разных точках системы, мы можем определить, будет ли конкретная поверхность теплопередачи работать как конденсатор или как испаритель.
В системе с тепловым насосом хладагент может находиться в любом из трех состояний. Эти состояния представляют собой 100% жидкость, 100% пар или смесь жидкости и пара.Когда хладагент представляет собой смесь жидкости и пара, говорят, что хладагент насыщен. Насыщенные хладагенты подчиняются определенной зависимости между давлением и температурой. Каждый хладагент имеет собственное соотношение давления и температуры.
Используя законы физики, которые регулируют поведение насыщенных хладагентов, мы можем контролировать температуру хладагента, контролируя его давление.

Q: Как выглядит диаграмма давления / температуры?
A: Вот часть диаграммы давления / температуры для R-22, который является хладагентом, обычно используемым во многих тепловых насосах и системах кондиционирования воздуха.
Из этой диаграммы мы видим, что насыщенный R-22 будет иметь температуру 40 ° F, если он находится под давлением 69 фунтов на квадратный дюйм. (См. Выделенную желтым цветом часть диаграммы). Мы также можем видеть, что насыщенный R-22 будет иметь температуру 120 ° F, если он находится под давлением 260 фунтов на квадратный дюйм. (См. Выделенную зеленым цветом часть диаграммы).

Q: Как охладить змеевик испарителя?
A: Испаритель — это поверхность теплообмена, которая поглощает тепло в системе теплового насоса, поэтому он должен быть холоднее охлаждаемой среды.Так как мы хотим, чтобы испаритель работал при низкой температуре
Лучшее устройство нагнетательного насоса — отличные предложения на устройство нагнетательного насоса от глобальных продавцов устройств нагнетательного насоса
Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для устройства накачки заряда. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях.Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.
Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.
AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку это устройство с верхним зарядным насосом должно стать одним из самых популярных бестселлеров в кратчайшие сроки. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели зарядный насос на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.
Если вы все еще не уверены в устройстве для накачки заряда и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг, и предыдущие клиенты часто оставляют комментарии, описывающие свой опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.
А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести устройство для зарядки аккумулятора по самой выгодной цене.
У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.
Тепловой насос — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия
Тепловой насос — это устройство, которое перемещает тепло из холодного места в горячее.
Холодильник — это тепловой насос. Он перемещает тепло изнутри наружу. Это сохраняет продукты внутри холодными, поэтому они не портятся.
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 в соответствии со вторым законом 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 жидкого состояния в газообразное, он получает (поглощает) тепловую энергию. Это похоже на кипячение. Когда хладагент переходит 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 переносит.
На другом конце цикла хладагент снова закипает. Он превращается 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 охлаждающей до нагревающей стороны: На стороне охлаждения тепло используется 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 нагрева — внутри здания, таким образом тепловой насос может обогревать здание зимой.
Викискладе есть медиафайлы, связанные с Тепловые насосы .
ТЕПЛОВОЙ НАСОС
Связанные термины
PODBIELNIAK EXTRACTOR
Устройство для экстракции растворителем, в котором центробежное действие улучшает контакт жидкости с жидкостью и увеличивает результирующую эффективность разделения.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЛЕР
Устройство для механического перемещения другого устройства (например, стержня клапана), действие которого регулируется изменениями пневматического давления, подключенного к контроллеру.
PNPN DIODE
Полупроводниковый прибор, состоящий из четырех чередующихся слоев полупроводникового материала p-типа и n-типа, с клеммными соединениями с двумя внешними слоями. Также известен как диод npnp.
PLUG CUTTER
Приспособление для высверливания коротких дюбелей или дюбелей из дерева, которые точно соответствуют стандартным размерам сверл.
ТЕПЛООБМЕННИК ПЛАСТИНЧАТЫЙ
Устройство теплообменное аналогично пластинчатому фильтр-прессу; жидкости текут между пластинами, закрепленными на раме, передавая между ними тепло.
PLASTICORDER
Лабораторное устройство, используемое для прогнозирования характеристик пластического материала путем измерения зависимости температуры, вязкости и скорости сдвига. Также известен как пластиграф.
PITOT-VENTURI FLOW ELEMENT
Устройство для измерения расхода жидкости, в котором пара концентрических элементов Вентури заменяет зонд с трубкой Пито.
ПОРШНЕВОЙ ВИСКОМЕТР
Устройство для измерения вязкости по времени падения поршня через тестируемую жидкость.
РЕЗКА ДЛЯ ТРУБ
Ручной инструмент, состоящий из зажимного устройства с тремя режущими дисками, которые под давлением винта сжимаются внутрь, чтобы разрезать трубу, когда инструмент вращается по окружности трубы.
ПИЛОТНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПРОВОДА
Автоматическое устройство для управления регулируемым усилением или потерями, связанными с цепями передачи, для компенсации изменений передачи, вызванных колебаниями температуры, управление обычно зависит от сопротивления проводника или контрольного провода, имеющего практически одинаковый температурный режим в качестве проводников регулируемых цепей.
No related posts.
Навигация по записям
Предыдущая запись:
Флизелиновой: Флизелиновые обои и обои на флизелиновой основе
Следующая запись:
Осп материал: Сравнение OCП (OSB) плит с фанерой и ДСП
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

Рубрики
Дизайн
Дом
Интерьер
Кухня
Стиль
Эко
Разное

Copyright © 2019 "DoorsStyle" Все правва защищены. Политика конфиденциальности right

Обзор тепловых насосов для отопления

Что такое тепловой насос?

Преимущества использования теплового насоса

Принцип работы теплового насоса

Отопление дома в зимний период

Практика применения тепловых насосов: видео

Тепловой насос воздух вода: схемы устройства и сооружение

Особенности тепловой системы воздух-вода

Специфика применения и работы

Принцип действия системы

Сооружение теплового насоса воздух-вода

Сборка наружного блока

Блок с теплообменником-испарителем

Правила установки компрессора

Конструирование накопительной емкости (конденсатора)

Соединение внешнего блока с испарителем

Соединение испарителя, компрессора и бака

Внедрение систем управления установкой

Расчет мощности теплового насоса воздух-вода

Обслуживание самодельной установки

Выводы и полезное видео по теме

Схема отопления тепловым насосом | ГрейПей

Принцип работы устройства теплового насоса

Конструкция теплового насоса

Виды тепловых насосов

Анализ эффективности теплового насоса

Рекомендуем прочитать:

Принцип работы геотермального теплового насоса и его эксплуатация в составе отопительной системы

Принцип функционирования теплового насоса

Варианты геотермальных установок

Как создать теплонасос самостоятельно

Тепловой насос из сплит системы

Установка на основе холодильного аппарата

Выводы

Принцип работы теплового насоса. Отопление дома тепловым насосом.

На фото:

Технологии будущего

Принцип работы теплового насоса

На фото:

На фото:

На фото: насос F1245 от фабрики Nibe.

Достоинства тепловых насосов

Принцип работы теплового насоса. Как работает тепловой насос?

Что такое Тепловой Насос?

ВИДЕО: Как работает тепловой насос Грунт-Вода?

Что делает Тепловой Насос?

Как работает Тепловой Насос?

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

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

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

ВИДЕО: Принцип работы теплового насоса Грунт-Вода

Принцип работы теплового насоса

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

2. Сжатие хладагента компрессором.

ВИДЕО: Как работает холодильник с компрессором

3. Передача тепла в систему отопления (конденсация).

4. Понижение давления хладагента (расширение).

ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ

Земляные или геотермальные тепловые насосы

ССЫЛКИ

Основные сведения о тепловом насосе

Лучшее устройство нагнетательного насоса — отличные предложения на устройство нагнетательного насоса от глобальных продавцов устройств нагнетательного насоса

Тепловой насос — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

ТЕПЛОВОЙ НАСОС

Связанные термины

PODBIELNIAK EXTRACTOR

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЛЕР

PNPN DIODE

PLUG CUTTER

ТЕПЛООБМЕННИК ПЛАСТИНЧАТЫЙ

PLASTICORDER

PITOT-VENTURI FLOW ELEMENT

ПОРШНЕВОЙ ВИСКОМЕТР

РЕЗКА ДЛЯ ТРУБ

ПИЛОТНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПРОВОДА

Добавить комментарий Отменить ответ