(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Как работает тепловой насос для отопления дома


принцип работы для отопления дома :: SYL.ru

Сегодня тема отопления так называемого частного сектора крайне актуальна. Как показывает практика, там не всегда есть газопровод, поэтому люди вынуждены искать альтернативные источники тепла. Давайте в данной статье поговорим о том, что такое грунтовый геотермальный теплонасос или, как его называют в быту - тепловой насос. Принцип работы данного агрегата известен далеко не каждому, ровно как и его конструкция. С этими моментами мы и попытаемся разобраться.

Что нужно знать?

Вы можете говорить о том, что раз тепловые насосы такие эффективные, то почему так слабо распространены. Все дело заключается в высокой стоимости оборудования и монтажа. Именно по этой простой причине многие отказываются от данного решения и выбирают, скажем, электрические или угольные котлы. Тем не менее отбрасывать данный вариант не стоит по многим причинам, о чем мы обязательно скажем в данной статье. Тепловые насосы после установки становятся весьма экономичными, так как используют энергию грунта. Геотермальный насос - это 3 в 1. Он сочетает в себе не только отопительный котел и систему ГВС, но и кондиционер. Давайте поближе познакомимся с данным оборудованием и рассмотрим все его сильные и слабые стороны.

Принцип действия агрегата

Принцип работы теплового насоса для отопления заключается в использовании разности потенциалов тепловой энергии. Именно поэтому подобное оборудование может применяться в любой среде. Главное, чтобы её температура была не менее 1 градуса по Цельсию.

Мы имеем теплоноситель, который движется по трубопроводу, где, собственно, и нагревается на 2-5 градусов. После этого теплоноситель поступает в теплообменник (внутренний контур), где отдает собранную энергию. В это время во внешнем контуре есть хладагент, который имеет низкую температуру кипения. Соответственно, он превращается в газ. Поступая в компрессор, газ сжимается, в результате чего его температура становится еще выше. Дальше газ идет на конденсатор, где теряет свое тепло, отдавая его системе отопления. Хладагент приобретает жидкое состояние и поступает обратно во внешний контур.

Вкратце о видах тепловых насосов

Сегодня известно несколько популярных конструкций геотермальных насосов. Но при любом раскладе их принцип действия можно сравнивать с работой холодильной техники. Именно поэтому независимо от вида насос в летнее время может быть использован в качестве кондиционера. Так вот, тепловые насосы классифицируются по тому, откуда они могут добывать тепло:

  • Из грунта;
  • Из водоема;
  • Из воздуха.

Первый вид наиболее предпочтителен в холодных регионах. Дело в том, что температура воздуха зачастую опускается до -20 и ниже (на примере РФ), а вот глубина промерзания грунта обычно несущественная. Что касается водоемов, то они есть не везде, да и использовать их не слишком целесообразно. В любом случае, лучше выбирать грунтовый тепловой насос для отопления дома. Принцип работы агрегата мы немного рассмотрели, поэтому идем дальше.

«Грунт-вода»: как лучше разместить?

Получение тепла из грунта считается наиболее целесообразным и рациональным. Обусловлено это тем, что на глубине 5 метров практически не происходит температурных колебаний. В качестве теплоносителя используется специальная жидкость. Её принято называть рассолом. Она является полностью экологически безопасной.

Что касается метода размещения, то есть горизонтальный и вертикальный. Первый вид характерен тем, что пластиковые трубы, представляющие внешний контур, укладываются на площади горизонтально. Это весьма проблематично, так как работы по укладке должны проводиться на площади 25-50 квадратных метров. В случае с вертикальным расположением бурятся вертикальные скважины глубиной 50-150 метров. Чем глубже будут уложены зонды, тем эффективней будет работать геотермальный тепловой насос. Принцип работы мы уже рассмотрели, а сейчас поговорим еще о важных деталях.

Тепловой насос «Вода-вода»: принцип работы

Также не стоит сразу отбрасывать возможность использования кинетической энергии воды. Дело в том, что на большой глубине температура остается достаточно высокой и изменяется в небольших диапазонах, если это вообще происходит. Вы можете пойти несколькими путями и использовать:

  • Открытые водоемы, такие как реки и озера.
  • Грунтовые воды (скважина, колодец).
  • Сточные воды пром.циклов (обратное водоснабжение).

С экономической и технической точки зрения проще всего наладить работу геотермального насоса в открытом водоеме. При этом существенных конструктивных отличий между насосами «грунт-вода» и «вода-вода» нет. В последнем случае погружаемые в открытый водоем трубы снабжаются грузом. Что касается использования грунтовых вод, то конструкция и монтаж более сложные. Необходимо выделить отдельную скважину для сброса воды.

Принцип работы теплового насоса «Воздух-вода»

Такой тип насосов считается одним из наименее эффективных по целому ряду причин. Во-первых, в холодное время года температура воздушных масс существенно понижается. В конечном итоге это приводит к уменьшению мощности насоса. Он может не справиться с отоплением большого дома. Во-вторых, конструкция более сложная и менее надежная. Тем не менее расходы на монтаж и обслуживание существенно снижаются. Это обусловлено тем, что вам не нужен водоем, колодец, а также не требуется копать траншеи под трубы на дачном участке.

Размещается система на крыше здания или в другом подходящем месте. Стоит заметить, что подобная конструкция имеет один существенный плюс. Он заключается в возможности использования отработанных газов, воздуха, который покидает помещение, повторно. Этим можно компенсировать недостаточную мощность оборудования в зимний период.

Насосы «воздух-воздух» и кое-что еще

Подобные установки встречаются еще реже, нежели «Воздух-вода», на что есть целый ряд причин. Как вы уже догадались, в нашем случае в качестве теплоносителя используется воздух, который нагревается от более теплой воздушной массы из окружающей среды. Есть большое количество недостатков такой системы, начиная от низкой производительности и заканчивая высокой стоимостью.Тепловой насос "воздух-воздух", принцип работы которого вы знаете, неплох только в теплых регионах.

Тут есть и сильные стороны. Во-первых, дешевизна теплоносителя. Скорее всего, вы не столкнетесь с проблемой течи воздухопровода. Во-вторых, эффективность такого решения крайне высока в весенне-осенний период. Зимой же использовать воздушный тепловой насос, принцип работы которого мы рассмотрели, нецелесообразно.

Самодельный тепловой насос

Проведенные исследования показали, что срок окупаемости оборудования напрямую зависит от отапливаемой площади. Если речь идет о доме в 400 квадратных метров, то это примерно 2-2,5 года. А вот для тех, кто имеет жилье площадью поменьше, вполне можно использовать самодельные насосы. Может показаться, что сделать такое оборудование сложно, но на самом деле это несколько не так. Достаточно закупить необходимые комплектующие, и можно приступать к монтажу.

Первым делом приобретается компрессор. Можно взять такой, какой на кондиционере. Монтируют его аналогичным образом на стену здания. Помимо этого, нужен конденсатор. Его можно соорудить самостоятельно или же купить. Если пойти первым методом, то понадобится медный змеевик толщиной не менее 1мм, его помещают в корпус. Это может быть подходящий по габаритам бак. После монтажа бак сваривается, и делаются нужные резьбовые соединения.

Заключительная часть работ

При любом раскладе на окончательной стадии вам потребуется нанять специалиста. Именно знающий человек должен осуществлять пайку медных трубок, закачку фреона, а также первый запуск компрессора. После сборки всей конструкции её подключают к внутренней системе отопления. Наружный контур устанавливается в последнюю очередь, а его особенности зависят от типа используемого теплового насоса.

Не стоит упускать из виду такой важный момент, как замена устаревшей или поврежденной проводки в доме. Специалисты рекомендуют устанавливать счетчик мощностью не менее 40 ампер, чего должно быть вполне достаточно для эксплуатации теплового насоса. Не лишним будет отметить, что в некоторых случаях подобное оборудование не оправдывает ожидания. Это обусловлено, в частности, неточными термодинамическими расчетами. Чтобы не случилось так, что вы потратили кучу денег на отопление, а зимой пришлось поставить угольный котел, обращайтесь в проверенные организации с положительными отзывами.

Безопасность и экологичность прежде всего

Отопление с помощью описанных в данной статье насосов является одним из наиболее экологических методов. Обусловлено это по большей части сокращением выбросов в атмосферу углекислых газов, а также сбережением невосстанавливаемых энергоресурсов. Кстати, в нашем случае используются возобновляемые ресурсы, поэтому бояться, что тепло вдруг закончится, не стоит. Благодаря использованию вещества, кипящего при низких температурах, появилась возможность реализовать обратный термодинамический цикл и при меньших затратах энергии получать достаточное количество тепла в дом. Что касается пожаробезопасности, то тут и так все понятно. Нет вероятности утечки газа или мазута, взрыва, нет опасных мест для хранения горючих материалов и многое другое. В этом плане тепловые насосы очень хороши.

Заключение

Теперь вы полностью знакомы с тем, что такое и каким может быть тепловой насос (принцип работы). Своими руками подобный агрегат сделать можно, а в некоторых случаях даже нужно. В этом случае вы можете сэкономить порядка 30% средств на покупку оборудования. Но опять же монтажными работами желательно должен заниматься специалист, это же касается и проводимых расчетов.

Как ни крути, сегодня это еще достаточно дорогостоящий вид отопления с большим сроком окупаемости. В большинстве случаев куда проще провести газ или топить углем или дровами. Тем не менее для больших загородных домов это очень перспективный вид отопления. Его говорить об экономичности оборудования, то получается что на 1 кВт потраченной энергии мы получаем порядка 5-7 кВт тепловой. По охлаждению это 2-2,5 кВт на выходе, что тоже очень даже неплохо. Стоит отметить еще и бесшумность работы насоса. Вот, в принципе, и все, что можно рассказать по данной теме.

Как работают тепловые насосы | HowStuffWorks

Если в вашем доме нет воздуховодов для распределения тепла, не бойтесь. Вы могли бы использовать специальный тип теплового насоса, называемый мини-сплит-насосом . Самый симпатичный из всех тепловых насосов, он соединяет внешний источник воздуха с несколькими внутренними блоками. Эти внутренние блоки подключаются к водяному нагревателю или обогревателям. Эти бесканальные мини-сплит-системы полезны для дооснащения дома системой теплового насоса, потому что их расположение снаружи и внутри дома является гибким.Еще один плюс в том, что для установки требуется всего 3-дюймовый (7,6 сантиметровый) канал, который проходит через стену, что довольно незаметно. Они также универсальны. Воздухоочистители для помещений могут быть установлены в стенах, потолках или на полу, и при этом они небольшие.

А кто может забыть чиллер обратного цикла (RCC) с тепловым насосом? Этот плохой мальчик не нагревает и охлаждает воздух, а нагревает и охлаждает воду и может эффективно работать при температурах ниже нуля.В системе RCC тепловой насос подключается к изолированному резервуару для воды, который он либо нагревает, либо охлаждает. Затем система с вентилятором и змеевиком нагревает или охлаждает воздух от бака через воздуховоды в одну или несколько зон нагрева. Система RCC также может перекачивать горячую воду через систему лучистого теплого пола, так что, когда этой зимой босиком комфортно на поджаренном плиточном полу, вы можете поблагодарить свой RCC.

Объявление

В типичном тепловом насосе с воздушным источником тепла требуется резервная горелка для подачи временного тепла, когда система переключается в обратный режим для размораживания змеевиков.Эта резервная горелка предотвращает продувку системы холодным воздухом через регистры во время размораживания змеевиков, что является ключевым моментом, если ваша цель - оставаться в тепле. Кто-то может сказать, что система RCC лучше в том, что она использует горячую воду из резервуара для размораживания змеевиков, поэтому резервная горелка не требуется. Это также означает, что система никогда не выдувает холодный воздух, когда этого не следует делать, и в результате вам остается тепло и уютно.

Новый тип теплового насоса, перспективный для экстремальных климатических условий, - это тепловой насос для холодного климата, который эффективно работает при крайне низких температурах - даже ниже 0 градусов по Фаренгейту (-18 градусов Цельсия).Тепловой насос Cold Climate определяет минимальное количество энергии, необходимое для обеспечения желаемого уровня нагрева или охлаждения, и регулирует свою мощность вверх или вниз, чтобы никогда не тратить энергию впустую. Это чрезвычайно экологичная альтернатива, но она все еще находится на ранних этапах реализации из-за задержек с финансированием, что замедлило исследования. В 2011 году Канада инвестировала 4 миллиона долларов в развитие тепловой системы Cold Climate.

Тепловой насос All-Climate - это еще один новый тип насоса, который может работать при температурах до -30 градусов по Фаренгейту (-34 градуса Цельсия) и может повысить эффективность до 60 процентов по сравнению со стандартным тепловым насосом [ источник: EERE].Однако тепловой насос All-Climate предназначен в первую очередь для обогрева и не будет работать эффективно в климатических условиях, где тепловой насос большую часть времени находится в режиме охлаждения.

Даже у специальных тепловых насосов есть ограничения. Читайте дальше, чтобы узнать о плюсах и минусах тепловых насосов, а также о том, что вам нужно знать перед покупкой.

.

Как работает тепловой насос | HVAC

В тепловом насосе с воздушным источником тепла используются передовые технологии и цикл охлаждения для обогрева и охлаждения вашего дома. Это позволяет тепловому насосу обеспечивать комфорт в помещении круглый год - независимо от сезона.

Тепловой насос в режиме кондиционирования воздуха

При правильной установке и функционировании тепловой насос может поддерживать прохладную комфортную температуру, снижая при этом уровень влажности в вашем доме.

  1. Теплый воздух изнутри вашего дома втягивается в воздуховоды с помощью моторизованного вентилятора.
  2. Компрессор обеспечивает циркуляцию хладагента между внутренним испарителем и наружными конденсаторными блоками.
  3. Теплый воздух в помещении затем направляется к воздухообрабатывающему устройству, в то время как хладагент перекачивается из внешнего змеевика конденсатора во внутренний змеевик испарителя. Хладагент поглощает тепло, проходя через воздух в помещении.
  4. Этот охлажденный и осушенный воздух затем проталкивается через соединительные внутренние воздуховоды к вентиляционным отверстиям по всему дому, снижая внутреннюю температуру.
  5. Цикл охлаждения продолжается снова, обеспечивая постоянный метод охлаждения.


Тепловой насос в тепловом режиме

Тепловые насосы уже много лет используются в регионах с более мягкими зимами. Тем не менее, технология тепловых насосов с воздушным источником энергии претерпела значительные изменения, что позволяет использовать эти системы в районах с продолжительными периодами отрицательных температур.

  1. Тепловой насос может переключаться из режима кондиционирования воздуха в режим нагрева путем реверсирования цикла охлаждения, в результате чего внешний теплообменник работает как испаритель, а внутренний теплообменник - как конденсатор.
  2. Хладагент проходит через замкнутую систему холодильных линий между наружным и внутренним блоком.
  3. Хотя наружные температуры низкие, достаточно тепловой энергии поглощается из внешнего воздуха змеевиком конденсатора и выделяется внутри змеевиком испарителя.
  4. Воздух изнутри вашего дома втягивается в воздуховоды с помощью моторизованного вентилятора.
  5. Хладагент перекачивается из внутреннего змеевика во внешний змеевик, где он поглощает тепло из воздуха.
  6. Этот нагретый воздух затем проталкивается через соединительные каналы к вентиляционным отверстиям по всему дому, повышая внутреннюю температуру.
  7. Цикл охлаждения продолжается снова, обеспечивая постоянный способ согреться.

Детали теплового насоса


Чтобы лучше понять, как ваш воздух нагревается или охлаждается, полезно немного узнать о деталях, составляющих систему теплового насоса. Типичная система с воздушным тепловым насосом представляет собой раздельную или состоящую из двух частей систему, в которой в качестве источника энергии используется электричество.Система содержит наружный блок, похожий на кондиционер, и комнатный кондиционер. Тепловой насос работает вместе с устройством обработки воздуха, распределяя теплый или прохладный воздух по внутренним помещениям. Помимо электрических компонентов и вентилятора, система теплового насоса включает:

Компрессор: Перемещает хладагент по системе. Некоторые тепловые насосы содержат спиральный компрессор. По сравнению с поршневыми компрессорами спиральные компрессоры тише, имеют более длительный срок службы и обеспечивают на 10–15 ° F более теплый воздух в режиме нагрева.

Плата управления: Определяет, должна ли система теплового насоса находиться в режиме охлаждения, обогрева или размораживания.

Змеевики: Конденсатор и испарительный змеевик нагревают или охлаждают воздух в зависимости от направления потока хладагента.

Хладагент: Вещество в холодильных линиях, которое циркулирует по внутреннему и внешнему блоку.

Реверсивные клапаны: Измените поток хладагента, который определяет, охлаждается или нагревается ваше внутреннее пространство.

Термостатические расширительные клапаны: Регулируют поток хладагента так же, как кран крана регулирует поток воды.

Аккумулятор: Резервуар, регулирующий заправку хладагента в зависимости от сезонных потребностей.

Холодильные линии и трубы: Соединяет внутреннее и внешнее оборудование.

Нагревательные полосы: Электрический нагревательный элемент используется для дополнительного нагрева. Этот добавленный компонент используется для добавления дополнительного тепла в холодные дни или для быстрого восстановления после низких температур.

Воздуховоды: Служат воздушными туннелями в различные помещения внутри вашего дома.

Термостат или система управления: Устанавливает желаемую температуру

.

Узнайте о тепловом насосе | Trane

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

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

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

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

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

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

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

Еще одно отличие тепловых насосов от печей - это энергоэффективность и воздействие на окружающую среду. Поскольку тепловые насосы работают на электричестве, они не выделяют никаких вредных выбросов, которые, как было доказано, способствуют изменению климата.

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

.

Тепловые насосы | Рекомендации и знания в области отопления

Тепловые насосы используют энергию окружающей среды для отопления и горячего водоснабжения вашего дома. Тепловые насосы извлекают тепловую энергию (тепло) из воздуха, земли или местного источника воды, например реки, которая затем преобразуется тепловым насосом для выработки тепла и горячей воды для вашего дома.

Каковы преимущества системы теплового насоса?

Встраивание теплового насоса в ваш дом - один из наиболее экономичных, эффективных и экологически безопасных способов удовлетворить ваши потребности в отоплении и горячей воде.Поскольку основным источником выработки тепла является сама окружающая среда, количество энергии, необходимое для выработки необходимого тепла для вашего дома, значительно сокращается по сравнению с другими методами. Вот некоторые из преимуществ использования системы теплового насоса в вашем доме:

  • Низкие эксплуатационные расходы, которые могут помочь снизить счета за электроэнергию
  • Домовладельцы могут получить выгоду от государственных стимулов, таких как схема RHI
  • Устраняет потребность в топливе доставляются и хранятся дома, что является обычным явлением в домах, расположенных в зонах выделения газа и использующих альтернативные виды топлива, такие как нефть
  • Тепловые насосы не производят выбросов и намного более экологичны, чем традиционные системы отопления
  • Они эффективно работают даже при низких температурах.Только 25% энергии, потребляемой тепловым насосом, вырабатывается за счет электричества, а остальные 75% вырабатываются окружающей средой через землю, воду или воздух (в зависимости от типа вашей системы теплового насоса)
  • Использование естественной энергии источников означает, что подход к отоплению и производству горячей воды является особенно экологичным
  • Отсутствие выбросов
  • Невероятно тихо во время работы
  • Тепловые насосы хорошо работают как с напольным отоплением, так и с радиаторами с низкой температурой поверхности
  • Может использоваться как часть системы климат-контроля система в доме
  • Простая и надежная технология с минимальным обслуживанием и длительным сроком службы

Типы тепловых насосов

Существует несколько типов тепловых насосов, которые можно использовать, и лучший из них, вероятно, будет зависеть от вашего домашнего местоположения и окружающая среда.Тепловые насосы могут использовать воздух, землю или воду для производства горячей воды и отопления вашего дома.

Тепловые насосы с воздушным источником

Тепловые насосы с воздушным источником используют внешнюю температуру для отвода тепла и являются наиболее распространенным типом тепловых насосов, подходящих для использования даже в квартирах и квартирах за пределами первого этажа. Для этого требуется некоторая электрическая энергия, хотя она составляет всего около 25% от общей энергии, используемой в процессе. Тепловые насосы с воздушным источником также будут работать при низких температурах.

Подробнее о тепловых насосах с воздушным источником.

Земляные тепловые насосы

Земляные тепловые насосы используют систему, встроенную в землю для отвода тепла. По этой причине вашему дому действительно нужна земля, необходимая для установки наземного массива или системы скважин. Установленные системы незаметны после завершения. Для этого требуется некоторая электрическая энергия, хотя она составляет всего около 25% от общей энергии, используемой в процессе.

Подробнее о геотермальных тепловых насосах.

Водяные тепловые насосы

Водяные тепловые насосы используют систему, встроенную в водяной источник для отвода тепла. Тепловые насосы, использующие водяной источник, часто являются наиболее надежным источником горячей воды и отопления в домах благодаря постоянной температуре воды на улице. Кроме того, установленные системы источников воды являются самыми низкопрофильными и лучше всего используются в тех случаях, когда визуальные эффекты должны быть сохранены любой ценой. Для этого требуется некоторая электрическая энергия, хотя она составляет всего около 25% от общей энергии, используемой в процессе.

Подробнее о водяных тепловых насосах.

Vaillant Soundbox

Тепловые насосы Vaillant - одни из самых тихих на рынке. Низкий уровень шума означает, что наружный блок для теплового насоса Vaillant может быть легко установлен даже в застроенных районах, таких как таунхаусы и жилые комплексы с террасами, где могут действовать строгие правила контроля шума.

«Слушай» тишину для себя

.

Смотрите также