Тепловой насос принцип работы: Принцип работы теплового насоса — Умный дом: система умный дом, автоматизация зданий, интеллектуальное здание, цифровой дом, домашняя автоматизация, интеллектуальный дом

Содержание

Принцип работы теплового насоса, как работает тепловой насос воздух вода

Принцип работы теплового насоса аналогичен работе холодильника. В то время как холодильник отводит тепловую энергию из камеры с продуктами и направляет ее на заднюю “решетку”, тепловой насос делает наоборот: он забирает тепловую энергию из окружающей среды (скважин, грунтовых вод или воздуха) за пределами здания и преобразует ее в полезное тепло для отопления.

Принцип работы теплового насоса основан на обратном цикле Карно:

(1. ) Наружный контур теплового насоса называется коллектор. Это система специальных трубопроводов, помещенных в среду, из которой будет извлекаться тепло – водоём или грунт (почвы). Проходя по трубам внешнего контура, незамерзающая смесь (“рассол”) нагревается до 1-10 градусов.

(2. ) Попадая в тепловой насос, в испарителе рассол отдаёт собранную тепловую энергию внутреннему фреоновому контуру. Фреон, имеющий низкую температуру кипения, принимает в испарителе от рассола накопленное тепло, меняя своё агрегатное состояние с жидкого на газообразное.

(3.) Фреон уже в виде газа направляется к компрессору, где он сжимается, повышается его давление, а значит и температура. Следовательно, и тепловой потенциал для передачи этого тепла далее более холодному телу (обратной линии отопления).

(4.) Горячий, газообразный горячий фреон (до +120 градусов) осуществляет отдачу тепла в отопительную систему (радиаторы, теплые полы, змеевик бойлера), попадая в конденсатор. Таким образом, тепловой насос перемещает низко-потенциальное тепло из окружающей среды и направляет его в систему отопления, обеспечивая экономию. После этого, он остывает и принимает жидкое агрегатное состояние.

(5.) Переход в жидкое состояние и снижение давления регулируется контролем сечения специальным дроссельным клапаном (ТРВ клапан). Фреон после клапана ТРВ попадает в испаритель для повторения цикла.

Как устроен геотермальный тепловой насос внутри

Виды тепловых насосов

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

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

Тепловой насос с вертикальными скважинами (зондами)

Отбор тепла скважины

При отсутствии большой площади прилегающей территории, устанавливается вертикальный теплообменник (зонд) для работы с геотермальным тепловым насосом. Это наиболее компактный и популярный способ, который позволяет сохранить целостность ландшафта. Температура грунта на глубине бурения скважины стабильно находится на уровне +10ºС, поэтому эффективность таких тепловых насосов с вертикальным теплообменником выше. Недостатком является необходимость проведения бурильных работ, что повышает цену данного вида системы. При использовании в качестве источника тепла скважины, в нее опускается зонд из полиэтиленовой трубы, имеющий U-образную форму. Не обязательно использовать одну очень глубокую скважину, можно пробурить несколько неглубоких, более дешевых скважин, главное получить общую расчетную глубину.

Преимущества:

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

Грунтовый тепловой насос

Бурение скважин под тепловой насосГрунтовый горизонтальный коллектор

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

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

Горизонтальный коллектор

Спиральный коллектор

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

Тепловой насос вода-вода

Тепло грунтовых вод, тепло реки, тепло моря

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

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

Принцип работы теплового насоса воздух вода

Отбор тепла наружного воздуха

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

Рекуперация тепла вытяжного воздуха

Утилизация тепла вытяжки

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

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

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

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

Преимущества:

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

Как работает тепловой насос
Грунт-вода
Вода-вода
Воздух-вода

Если коротко, как это работает?
Тепловой насос просто переносит тепло из одного места в другое. Используя принцип холодильника, тепловой насос переносит тепло из земли или воздуха в Ваш дом, а Солнце снова восстанавливает это тепло.
🧐 Что такое коллектор?
Это система трубопроводов, уложенных в грунт вертикально (скважина) или горизонтально.
В воздушном тепловом насосе коллектор заменяется теплообменником, обдуваемым вентилятором.
✔️ Как тепло переносится из моего участка в дом?
Грунты и грунтовые воды имеют свойство поглощать и хранить солнечную энергию. Это тепло извлекается из коллектором (системой трубопроводов), уложенного на Вашем участке. Вода с незамерзающей жидкостью циркулирует в этих трубах, абсорбируя тепло из окружающего его грунта. Эта жидкость передает тепло фреону в тепловом насосе.
🤯 Если температура в скважине упадет ниже нуля, грунтовый тепловой насос не будет работать и извлекать тепло?
Нет, при нуле замерзает вода. А тепловая энергия есть во всем, температура чего выше -273 °C. Геотермальный тепловой насос будет работать вплоть до -10 °C в коллекторе. Самый оптимальный вариант – вертикальный коллектор. Температура в скважинах крайне редко опускается ниже нуля, что позволяет добиваться максимального показателя СОР.

Посчитать стоимость теплового насоса с монтажом

Принцип работы теплового насоса — Учебный центр Верконт Сервис

Теорию теплового насоса разработал в 1852 году лорд Кельвин. В 1866 на основе данных изысканий Иоахимстале Петер фон Риттингер создал устройство, и использовал его для повышения эффективности выпаривания соли. В современной форме тепловой насос создал американец Роберт Уэббер в середине ХХ века. Он начал использовать тепловую энергию земли для отопления дома.

Принцип действия тепловых насосов схож с работой холодильных машин, где производится получение холода путем отбора теплоты из какого-либо объема испарителем, а конденсатор осуществляет сброс теплоты в окружающую среду. В тепловом насосе же процессы происходят в обратном порядке — в этом и заключается основное различие.

Рабочий цикл теплонасоса

Тепловой насос может быть представлен в виде системы, состоящей из трех контуров. В первом находится теплоноситель, переносящий энергию от источника низкопотенциального тепла. Во втором контуре циркулирует хладагент, который периодически то испаряется, отбирая тепло у первого контура, то вновь конденсируется, отдавая его третьему контуру. По третьему контуру циркулирует теплоприемник, например, вода, переносящая тепло по системе отопления.

Жидкий хладагент поступает в испаритель, где переходит в газообразное состояние. Необходимая для протекания этого процесса энергия отбирается у теплоносителя, циркулирующего в первом контуре. Далее подогретый на несколько градусов газообразный хладагент всасывается в компрессор, где происходит сжатие газа.

Давление газа возрастает в несколько раз, при этом он существенно разогревается: если на входе в компрессор температура хладагента составляет 6-10°C, то на выходе уже около 60°C. На следующей стадии разогретый газ направляется в конденсатор, где отдает полученное тепло системе отопления, сам же при этом конденсируется, т. е. переходит в жидкое состояние. Затем избыточное давление сбрасывается с помощью дроссельного клапана, и цикл начинается заново.

У тепловых насосов есть ряд существенных преимуществ:

В первую очередь стоит отметить долговечность таких систем. Тепловые насосы могут работать 20-25 лет, после чего компрессор насоса может быть заменен и система продолжит свою работу.

Системы тепловых насосов безопасны, поскольку отсутствуют топливо, открытый огонь и опасные газы.

Следующий положительный фак — экологическая чистота системы, которая в процессе функционирования не образует вредные окислы, а применяемые в них хладагенты не содержат хлороуглеродов.

Основным недостатком системы является достаточно высокая стоимость. В связи с этим, выбирая тепловой насос, не стоит заказывать оборудование максимальной мощности. Оптимальный тепловой насос должен иметь мощность, равную 60 — 80% от максимальной. А для покрытия пиковых нагрузок можно установить резервный котел с традиционным видом топлива либо использовать встроенные в тепловые насосы ТЭНы.

Приглашаем. желающих обучаться, на наши курсы. Более подробно о работе, ремонте и установке тепловых насосов вы сможете узнать обучаясь по направлениям:

СК3 — Сервис и техническое обслуживание систем кондиционирования и вентиляции

Курсы по вентиляции и кондиционированию — это уникальный шанс сделать апгрейд своих знаний и навыков до уровня «виртуоз». Курсы по ремонту кондиционеров рассчитаны на абитуриентов с различным уровнем знаний и профессиональной подготовки.

Практические занятия с 09.03.по 15.03

СП1 — Слесарь по ремонту и обслуживанию систем вентиляции и кондиционирования

Даже если у Вас нет опыта работы по ремонту и обслуживанию климатического оборудования, Вы можете пройти обучение в нашем центре, получить эту весьма востребованную профессию и затем без труда устроиться на работу.

Практические занятия с 09.03.по 15.03

Подробнее о датах практических занятий Вы можете узнать в разделе Расписание.

Как работают тепловые насосы | Как работает

«»

Воздушные тепловые насосы, подобные показанным здесь, могут быть альтернативой типичным установкам HVAC. Но подходит ли вам тепловой насос, зависит от многих переменных. Нимур/Шаттерсток

Когда вы думаете об охлаждении горячего здания, вы, вероятно, не думаете о тепловых насосах. На самом деле, вы, вероятно, думаете об использовании кондиционера. Но, как оказалось, тепловой насос может как нагревать, так и охлаждать, а в некоторых приложениях предпочтительнее разделять системы отопления и охлаждения.

Проще говоря, тепловой насос — это устройство, использующее небольшое количество энергии для перемещения тепла из одного места в другое. Не слишком сложно, правда? Тепловые насосы обычно используются для извлечения тепла из воздуха или земли для обогрева дома или офисного здания, но их можно использовать для охлаждения здания. В некотором смысле, если вы знаете, как работает кондиционер, то вы уже многое знаете о том, как работает тепловой насос. Это связано с тем, что тепловые насосы и кондиционеры работают очень похоже.

Одно из самых больших преимуществ теплового насоса по сравнению со стандартной установкой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ) заключается в том, что нет необходимости устанавливать отдельные системы для обогрева и охлаждения вашего дома. Тепловые насосы также работают чрезвычайно эффективно, потому что они просто передают тепло, а не сжигают топливо для его создания. Это делает их немного более экологичными, чем газовые печи.

И они не только обогревают и охлаждают здания. Они лучше всего работают в умеренном климате, поэтому, если вы не испытываете сильной жары и холода в лесу, то использование теплового насоса может помочь вам сэкономить немного денег каждый месяц.

Читайте дальше, чтобы узнать больше о том, как работает один из самых распространенных типов тепловых насосов.

Содержание

Теплообмен и воздушные тепловые насосы
Геотермальные и абсорбционные тепловые насосы
Другие типы тепловых насосов
Плюсы и минусы тепловых насосов
Что искать в тепловом насосе
Тепловые насосы экономят ваши деньги?
Техническое обслуживание теплового насоса

htm»>
Теплообмен и воздушные тепловые насосы

«»

На этом рисунке показано, как воздушный тепловой насос берет тепло из воздуха за пределами вашего дома и перекачивает его внутрь через змеевики, заполненные хладагентом. Раб SPB/Shutterstock

Существует множество видов тепловых насосов, но все они работают по одному основному принципу: передача тепла . Это означает, что вместо сжигания топлива для создания тепла устройство перемещает тепло из одного места в другое. Есть ключ к тому, чтобы все это произошло. Согласно термодинамике, тепло естественным образом перетекает из областей с более высокой температурой в области с более низкими температурами.

Тепловой насос использует небольшое количество энергии, чтобы переключить этот процесс в обратном направлении, тем самым вытягивая тепло из области с относительно низкой температурой и перекачивая его в область с более высокой температурой. Таким образом, тепло передается от «источника тепла», такого как земля или воздух, в «поглотитель тепла», такой как ваш дом.

Одним из наиболее распространенных типов тепловых насосов является воздушный тепловой насос . Они берут тепло из воздуха за пределами вашего дома и перекачивают его внутрь через змеевики, заполненные хладагентом, не слишком отличающиеся от того, что находится на задней панели вашего холодильника. Разнообразие источников воздуха довольно простое, и внутри вы найдете два вентилятора, змеевики холодильника, реверсивный клапан и компрессор.

Ключом к тому, чтобы воздушный тепловой насос мог также охлаждаться, является реверсивный клапан. Эта универсальная деталь изменяет поток хладагента, чтобы система могла работать в противоположном направлении. Таким образом, вместо того, чтобы качать тепло в ваш дом, тепловой насос выделяет его, как это делает ваш кондиционер. Когда хладагент реверсируется, он поглощает тепло на внутренней стороне блока и вытекает наружу. Именно здесь тепло высвобождается, позволяя хладагенту снова остыть и вернуться внутрь, чтобы набрать больше тепла. Этот процесс повторяется до тех пор, пока вы не станете милым и крутым.

Геотермальные и абсорбционные тепловые насосы

«»

Геотермальные тепловые насосы, как показано на этом рисунке, поглощают тепло из земли или подземного водоема и передают его внутрь помещения. Студия Гармония/Shutterstock

К настоящему времени вы узнали, что воздушных тепловых насосов используют наружный вентилятор для подачи воздуха через змеевики, заполненные хладагентом. Два комплекта этих змеевиков передают это тепло в помещение, где оно затем выдувается вторым вентилятором и распространяется по вашему дому как прохладное благо. Некоторые системы тепловых насосов с воздушным источником состоят из одного блока, содержащего оба набора змеевиков в одной коробке. Эта коробка затем устанавливается на крыше здания с воздуховодом, проходящим через стену. Многие более крупные системы для коммерческих зданий установлены таким образом.

Домашние тепловые насосы обычно представляют собой сплит-системы с наружным и внутренним компонентами, установленными через стену. В зависимости от типа системы это может быть один или несколько внутренних компонентов для распределения тепла.

Геотермальные тепловые насосы (также известные как геотермальные тепловые насосы) немного отличаются. Они поглощают тепло из земли или подземного водоема и передают его внутрь помещения или наоборот. Наиболее распространенный тип геотермального теплового насоса передает тепло непосредственно из земли, поглощая его через подземные трубы, заполненные водой или хладагентом.

Эти перекачивающие жидкость трубы могут быть системами с замкнутым контуром или с открытым контуром , и они работают почти так же, как и звучат. В системе с замкнутым контуром один и тот же хладагент или вода многократно циркулирует по трубам. В разомкнутой системе вода откачивается из подземного источника воды, такого как колодец или искусственное озеро. Оттуда тепло извлекается из воды, и эта вода возвращается в колодец или поверхностное озеро. Затем из скважины откачивается больше воды для извлечения большего количества тепла в непрерывном открытом контуре.

Если этого недостаточно, чтобы удивить вас, обратите внимание на абсорбционный тепловой насос — воздушные насосы, работающие на природном газе, солнечной энергии, пропане или геотермальной воде, а не на электричестве. Абсорбционные насосы можно использовать для крупномасштабных применений, но теперь они доступны и для дома. Основное различие между стандартным воздушным тепловым насосом и абсорбционным насосом заключается в том, что вместо сжатия хладагента абсорбционный насос поглощает аммиак в воду, а затем маломощный насос нагнетает его. Затем источник тепла выкипает аммиак из воды, и процесс начинается снова.

Когда вы собираетесь проверить абсорбционный тепловой насос, полезно знать, каковы его характеристики. Производители оценивают их с помощью измерения, называемого коэффициентом производительности (COP), что звучит довольно сложно. Но все, что вам нужно знать, это искать COP выше 1,2 для нагрева и выше 0,7 для охлаждения. И не волнуйтесь, рейтинги для стандартных тепловых насосов мы обсудим чуть позже.

Воздушные, грунтовые и абсорбционные тепловые насосы являются наиболее распространенными типами тепловых насосов, но они не будут работать во всех ситуациях. Читайте дальше, чтобы узнать о других типах тепловых насосов.

Другие типы тепловых насосов

«»

Тепловые насосы с мини-сплит-системой, подобные этому, хороши для домов, в которых может еще не быть системы воздуховодов. Вместо этого внешний блок подключается к нескольким внутренним блокам. Линкольн Барбур/Energy.gov

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

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

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

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

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

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

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

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

Плюсы и минусы тепловых насосов

Тепловые насосы могут помочь потребителям сэкономить на коммунальных услугах, но у них есть ограничения. Во-первых, они, как правило, несколько неэффективны в холодном климате, где температура наружного воздуха регулярно падает почти или ниже нуля, хотя новаторы работают над улучшением этого положения. Это связано с тем, что перемещение тепла из очень холодной области в более горячую требует больше энергии, чем перемещение тепла между двумя областями с более умеренной разницей температур.

В умеренном климате на улице больше тепла, чем в холодном. Важно отметить, что даже в холодном климате в наружном воздухе все еще есть тепло, которое нужно перекачивать в помещение, но устройству необходимо работать усерднее, чтобы извлечь имеющееся тепло. Может потребоваться дополнительная энергия, чтобы тепловой насос производил достаточно тепла для комфортного обогрева вашего дома, когда температура падает ниже нуля, а это нехорошо.

Тепло, производимое тепловыми насосами, не такое интенсивное, как тепло, производимое газовой или жидкотопливной печью. Люди, которые привыкли к традиционным печам, могут чувствовать себя некомфортно из-за более мягкого тепла, производимого этими системами. Другие люди предпочитают тепло, производимое тепловыми насосами, потому что тепловые насосы равномерно распределяют тепло по всему дому, то есть в нем нет холодных участков. Тепловой насос также будет включаться и выключаться реже, чем газовая печь, и в большинстве систем устранена продувка холодным воздухом через вентиляционные отверстия, которая раньше происходила, когда система временно переключалась на реверс для размораживания змеевиков.

Прежде чем устанавливать тепловой насос, вам необходимо решить, какой тип дополнительного или резервного отопления вам может понадобиться, когда тепловой насос не может работать эффективно. Многие тепловые насосы используют дополнительный электрический нагрев, но вы также можете использовать масляную горелку или адаптированную газовую печь. Независимо от того, какой тип системы отопления распространен в вашем районе, это, вероятно, самый эффективный и экономичный метод резервного копирования. Вы всегда можете позвонить в местную коммунальную службу для получения информации.

Геотермальные тепловые насосы являются лучшими осушителями, чем обычные кондиционеры, потому что эти системы обычно имеют более крупные плоские возвратные змеевики, которые кондиционируют и осушают больше воздуха, чем соответствующий змеевик в системе кондиционирования воздуха. Воздушные тепловые насосы имеют примерно те же возможности осушения, что и системы кондиционирования воздуха. Если у вас есть какие-либо потребности в увлажнении или осушении, примите это во внимание.

Теперь, когда вы знаете плюсы и минусы тепловых насосов, читайте дальше, чтобы узнать, на что обращать внимание при покупке теплового насоса.

htm»>
Что искать в тепловом насосе

Когда вы начинаете покупать тепловой насос, вам нужно обратить внимание на несколько вещей. Во-первых, производители оценивают эффективность большинства тепловых насосов двумя способами: рейтингами SEER и HSPF. Более высокие рейтинги SEER и HSPF указывают на более эффективное устройство.

SEER означает сезонный рейтинг энергоэффективности и представляет собой отношение количества энергии (измеряемой в БТЕ), выкачиваемой наружу в режиме охлаждения, к количеству электроэнергии, используемой (в ваттах) для охлаждения. Ищите рейтинг SEER от 14 до 18.
HSPF означает сезонный коэффициент эффективности отопления. Он рассчитывает отношение энергии, подаваемой в помещение для обогрева, к энергии, используемой для обогрева, но это более сложное уравнение, чем оценка SEER, поскольку оно также учитывает потребности в дополнительном отоплении и энергию, используемую для размораживания устройства. Ищите рейтинг HSPF от восьми до 10.

Тепловые насосы часто оснащены опциями, которые делают их более эффективными. К ним относятся:

Змеевик пароохладителя, который нагревает воду за счет рециркуляции отработанного тепла (или в системе RCC регенератор тепла хладагента, который также использует дополнительную мощность насоса для нагрева воды в мягкую зимнюю погоду).
Двухрежимные компрессоры и двигатели, которые экономят энергию за счет увеличения или уменьшения мощности в зависимости от необходимого уровня нагрева или охлаждения.
Спиральные компрессоры работают тише, эффективнее и служат дольше, чем традиционные компрессоры.

Хотя многие из этих функций можно найти только в более дорогих тепловых насосах, они компенсируют первоначальные расходы, помогая тепловым насосам работать более эффективно и экономить больше энергии в течение всего срока службы насоса.

Итак, теперь вы знаете, как купить тепловой насос, но действительно ли это сэкономит вам деньги?

htm»>
Тепловые насосы экономят ваши деньги?

Стоимость установки и эксплуатации различных видов тепловых насосов сильно различается. Геотермальные тепловые насосы более дороги в установке, чем воздушные тепловые насосы, возможно, в два-три раза дороже, потому что геотермальные насосы требуют, чтобы вы выкапывали землю до источника тепла и включали более сложные системы теплопередачи. Это может быть немного дорого в зависимости от местности на вашей собственности. Однако дополнительная эффективность наземного насоса может сэкономить деньги на затратах на электроэнергию в будущем.

Ожидайте, что заплатите от 5000 до 7500 долларов за систему теплового насоса, работающую на земле. Воздушные тепловые насосы можно найти намного дешевле, в среднем от 1500 до 5000 долларов, потому что устройства, как правило, проще, а установка проще. После подсчета стоимости работ и дополнительного оборудования общая стоимость может превысить 20 000 долларов США, а для более крупных зданий она возрастет. Однако во многих регионах США существуют налоговые льготы для высокоэффективного климат-контроля, которые могут частично покрывать стоимость деталей и установки.

Стоимость эксплуатации и ремонта теплового насоса зависит от типа системы. Эксплуатация геотермального теплового насоса обходится дешевле, потому что земля и вода имеют относительно постоянную температуру, что позволяет тепловому насосу работать эффективно. Преимущество наземных систем также в том, что они не подвергаются воздействию погодных условий на открытом воздухе, что предотвращает большой износ. С другой стороны, их ремонт может быть дорогостоящим, если вам нужен доступ к подземной части системы.

Системы с воздушным источником легко доступны и обслуживаются, но им может потребоваться более регулярное техническое обслуживание, поскольку они подвержены воздействию элементов. Кроме того, воздушные тепловые насосы могут потреблять больше дополнительной энергии для работы, особенно в более холодном климате, и это будет стоить вам больше на счетах за коммунальные услуги.

Тепловые насосы могут сэкономить от 30 до 40 и более процентов расходов на коммунальные услуги, но пренебрежение со временем снизит эффективность теплового насоса. Важно учитывать климат, в котором вы будете использовать тепловой насос, чтобы убедиться, что вы выбрали систему, которая может эффективно работать в вашем регионе. В конце концов, тепловые насосы могут сэкономить вам много денег на коммунальных услугах, если вы хороший кандидат и устанавливаете насос, подходящий для вашего района.

Читайте дальше, чтобы узнать стоимость эксплуатации и ремонта вашего нового теплового насоса.

Техническое обслуживание теплового насоса

«»

Тепловые насосы сложны и содержат опасные химические вещества, поэтому регулярное техническое обслуживание и ремонт лучше доверить профессионалам. Я ЕСМЬ НИКОМ/Shutterstock

При регулярном использовании теплового насоса фильтр следует менять примерно раз в месяц. Вероятно, вам может сойти с рук замена фильтра только раз в три месяца, если вы запускаете устройство только периодически. Содержите вентиляторы и змеевики в чистоте и не допускайте попадания мусора, а также два раза в год проверяйте ваш тепловой насос профессионалом: один раз перед отопительным сезоном и один раз перед сезоном охлаждения.

К распространенным проблемам с тепловыми насосами относятся низкий поток воздуха, негерметичные или шумные воздуховоды, проблемы с температурой, использование неправильной заправки хладагентом, дребезжание, скрип и скрежет. Если можете, попытайтесь изолировать местонахождение проблемы. Низкий поток воздуха выходит только из одного регистра или все регистры имеют низкий поток воздуха? Неприятный шум исходит из воздуховодов или внутри самого теплового насоса?

Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы определить и, возможно, устранить проблему с тепловым насосом, прежде чем обращаться за профессиональной помощью. Во-первых, если устройство не работает, попробуйте перезагрузить его двигатель. Проверьте систему зажигания насоса на наличие проблем и убедитесь, что у вас нет сработавшего автоматического выключателя или перегоревшего предохранителя. Проверьте термостат, чтобы убедиться, что он работает правильно. Замените фильтр, если он грязный, и убедитесь, что поток воздуха не блокируется.

Если воздуховоды издают шум при расширении и сужении, рассмотрите возможность установки вокруг них резиновых прокладок для дополнительной шумоизоляции. Погремушки можно исправить, закрепив незакрепленные детали, и если вы слышите скрипы внутри устройства, вам может потребоваться заменить или отрегулировать ремень вентилятора, соединяющий двигатель и вентилятор. Шум скрежета может указывать на то, что подшипники двигателя изношены, для устранения которых потребуется помощь профессионала.

Имейте в виду, что если вы не склонны к механике, вам, вероятно, не следует пытаться выполнять такие ремонтные работы. А поскольку тепловые насосы могут содержать опасные материалы, это еще одна веская причина обратиться за профессиональной помощью. Химическая утечка — плохая новость, и вы можете легко пораниться, работая со сломанным устройством.

Тепловой насос должен работать от 10 до 25 лет. Регулярный осмотр и техническое обслуживание являются наиболее важным фактором долговечности насоса. Те, что в более умеренном климате, также будут иметь тенденцию длиться дольше. Имейте в виду, что технология может измениться до того, как ваш тепловой насос изношен, поэтому вы можете обнаружить, что срок службы вашего теплового насоса превышает возможности технического специалиста по его обслуживанию. Новые технологии могут сделать тепловые насосы более безопасными и эффективными, поэтому вам следует следить за появлением новых видов тепловых насосов.

Чтобы узнать больше о тепловых насосах, перейдите по ссылкам ниже для получения дополнительной информации.

Часто задаваемые вопросы о тепловом насосе

Как работает тепловой насос зимой?

Тепловой насос поглощает тепло из наружного воздуха и нагнетает его внутрь, чтобы согреть ваш дом. Они намного дешевле в эксплуатации, чем газовые печи, потому что они потребляют очень мало электроэнергии.

Охлаждает ли тепловой насос так же хорошо, как кондиционер?

Тепловые насосы могут нагревать и охлаждать воздух в отличие от кондиционеров. Даже когда дело доходит до охлаждения вашего дома, тепловые насосы более эффективны по сравнению с кондиционерами.

При какой температуре тепловой насос неэффективен?

Хотя тепловые насосы обычно более эффективны, чем кондиционеры, они не могут сохранять свою эффективность при температуре от 25 до 40 градусов по Фаренгейту. Тепловые насосы намного лучше подходят для температур выше 40 градусов. Что-нибудь ниже, и они начинают использовать больше энергии, делая печи более эффективными в этот момент.

Как перезагрузить тепловой насос?

Чтобы перезапустить тепловой насос, сначала выключите термостат и насос. Отключите все соответствующие выключатели и дайте хладагенту отстояться не менее трех-пяти минут. Вы можете очистить фильтры или воздуховоды, пока ждете. Затем снова включите систему в обратном порядке.

Каков средний срок службы теплового насоса?

В среднем тепловые насосы служат от 10 до 15 лет в зависимости от условий эксплуатации и технического обслуживания. Некоторые также сообщают, что их системы остаются в рабочем состоянии до 50 лет, но это редкость.

Много дополнительной информации

Статьи по теме

Другие полезные ссылки

Институт кондиционирования воздуха, отопления и охлаждения
Управление энергетической информации

Источники

Спросите строителя. «Факты о тепловых насосах». 21 августа 2008 г. http://www.askthebuilder.com/B294_Heat_Pump_Facts.shtml
Перевозчик. «Как работает тепловой насос?» (23 ноября 2021 г.)
https://www.carrier.com/ Residential/en/us/products/heat-pumps/how-does-a-heat-pump-work/
Climate Control Inc. «Тепловой насос издает шум? Вот некоторые распространенные причины, почему». (24 января 2022 г.)
https://climatecontrolinc.com/heat-pump-making-noises-here-are-some-common-reasons-why/
Комфортный проточный обогрев. «Причины рассмотреть чиллер с обратным циклом». (24 января 2022 г.)
https://www.comfortflow.com/blog/heating-service/reasons-to-consider-a-reverse-cycle-chiller/
Помощник по затратам. «Стоимость теплового насоса». http://www.costhelper.com/cost/home-garden/heat-pump.html
ДиКристофер, Том. «DOE сотрудничает с промышленностью для улучшения электрического отопления зданий в холодном климате» S&P Global. (23 ноября 2021 г.)
https://www.spglobal.com/marketintelligence/en/news-insights/latest-news-headlines/doe-partners-with-industry-to-advance-electric-building-heating-in-cold-climates-67376114
Фонд энергосбережения. «Тепловые насосы с воздушным источником против тепловых насосов с грунтовым источником». (24 января 2022 г.) https://energysavingtrust. org.uk/air-source-heat-pumps-vs-ground-source-heat-pumps/
Energy Star. «Геотермальные тепловые насосы». 7 августа 2008 г. http://www.energystar.gov/index.cfm?c=geo_heat.pr_geo_heat_pumps
EnergyRight. «Электрические тепловые насосы» (23 ноября 2021 г.) https://energyright.com/residential/home-energy-upgrades/heating-and-cooling/heat-pumps/
Агентство по охране окружающей среды. «Что нужно знать о хладагентах при покупке или ремонте бытовой системы кондиционирования воздуха или теплового насоса». 3 июня 2008 г. http://www.epa.gov/Ozone/title6/phaseout/22phaseout.html
Гартман, Майкл. «Тепловые насосы: практическое решение для холодного климата» Институт Роки-Маунтин. (23 ноября 2021 г.)
https://rmi.org/heat-pumps-a-practical-solution-for-cold-climates/
Золотая медаль. «Визжащая печь? Как натянуть ослабленный ремень вентилятора печи». (24 января 2022 г.)
https://www.goldmedalservice.com/about-us/blog/squealing-furnace-how-to-tighten-a-loose-furnace-fan-belt/
Центр тепловых насосов. «Тепловые насосы в промышленности». 3 июня 2008 г. https://web.archive.org/web/20070227002744/http://www.heatpumpcentre.org/About_heat_pumps/HP_industry.asp
Домашние советы. «Тепловые насосы.» 6 июня 2008 г. http://www.hometips.com/heatpumps-airsource.html
Советы по дому. «Ремонт тепловых насосов». 6 июня 2008 г. http://www.hometips.com/cs-protected/guides/heatpumpfix.html
HVAC Direct. «Конденсаторы тепловых насосов». (24 января 2022 г.). https://hvacdirect.com/тепловой насос-конденсаторы-ac.html
Вода и воздух Ингрэма. «Каталог геотермальных тепловых насосов». (24 января 2022 г.) https://iwae.com/catalogsearch/result/index/?p=3&q=Geothermal
Налоговая служба. «Энергетическое стимулирование физических лиц: обновленные вопросы и ответы по жилой недвижимости» 23.11.2021. https://www.irs.gov/newsroom/energy-incentives-for-individuals-residential-property-updated-questions-and-answers
Узнать метрики. «Понимание COP: коэффициент производительности». (24 января 2022 г.)
https://learnmetrics.com/coefficient-of-performance/
Леннокс. «Спиральный компрессор». (24 января 2022 г.)
https://www.lennox.com/buyers-guide/guide-to-hvac/glossary/scroll-compressor
Мичиган Энерджи Сервисез. Личное интервью. Проведено 21.08.2008. http://www.energypath.com/
Майлз, Хьюберт. «Как долго должен работать тепловой насос». Инсайдер домашней инспекции. (24 января 2022 г.) https://homeinspectioninsider.com/how-long-should-a-heat-pump-last/
Packless Industries. «Катушки пароохладителя». (24 января 2022 г.)
https://packless.com/products/desuperheaters
Sobieski Inc. «4 вещи, которые нужно знать о двухступенчатых тепловых насосах». (24 января 2022 г.)
https://www.sobieskiinc.com/blog/4-things-know-about-two-stage-heat-pumps/
Сверен, Эшли. «Тепловой насос не охлаждает: наиболее распространенные проблемы и решения». ОВиК. (24 января 2022 г.)
https://www.hvac.com/heat-pumps/the-most-common-heat-pump-problems-how-to-avoid-them/
Trethewey, Richard. «Как заглушить шумные воздуховоды». Этот Старый Дом. (24 января 2022 г.)
https://www.thisoldhouse.com/heating-cooling/21194506/how-to-quiet-noisy-ducts
Министерство энергетики США. «Системы тепловых насосов». 12 сентября 2005 г. https://www.energy.gov/energysaver/heat-pump-systems
Министерство энергетики США. «Тепловые насосы с воздушным источником». (24 января 2022 г.)
https://www.energy.gov/energysaver/air-source-heat-pumps
Министерство энергетики США. «Геотермальные тепловые насосы». (24 января 2022 г.)
https://www.energy.gov/energysaver/geothermal-heat-pumps
Министерство энергетики США. «Абсорбционные тепловые насосы». (24 января 2022 г.)
https://www.energy.gov/energysaver/absorbction-heat-pumps
Министерство энергетики США. «Бесканальные мини-сплит-тепловые насосы». (24 января 2022 г.)
https://www.energy.gov/energysaver/ductless-mini-split-heat-pumps
Министерство энергетики США «Тепловые насосы для холодного климата». (24 января 2022 г.)
Министерство энергетики США «Тепловые насосы для холодного климата». (24 января 2022 г.)
https://www.energy.gov/sites/default/files/2017/07/f35/About%20Air%20Source%20Heat%20Pumps%20Handout.pdf
Министерство энергетики США. «Печи и котлы». (24 января 2022 г.) https://www.energy.gov/energysaver/furnaces-and-boilers
Министерство энергетики США. «Эксплуатация и обслуживание теплового насоса». (24 января 2022 г.)
https://www.energy.gov/energysaver/operating-and-maintaining-your-heat-pump
Уилсон, Марк. «Рейтинги SEER, AFUE и HSPF в HVAC: почему они важны». Огненное и ледяное отопление. (24 января 2022 г.)
https://indoortemp.com/resources/seer-afue-hspf-hvac-ratings

Процитируйте это!

Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:

Лаура Коуэн и Талон Гомер
«Как работают тепловые насосы»
13 мая 2009 г.
HowStuffWorks.com. howstuffworks.com/home-improvement/heating-and-cooling/heat-pump.htm>
24 июля 2023 г.

Citation

Как работают тепловые насосы | Как работает

«»

Содержание

Теплообмен и воздушные тепловые насосы
Геотермальные и абсорбционные тепловые насосы
Другие типы тепловых насосов
Плюсы и минусы тепловых насосов
Что искать в тепловом насосе
Тепловые насосы экономят ваши деньги?
Техническое обслуживание теплового насоса

Теплообмен и воздушные тепловые насосы

«»