Как работает тепловой насос для отопления дома: Кондиционеры для отопления дома зимой с тепловым насосом, принцип работы и подсказка какой выбрать

Содержание

Кондиционеры для отопления дома зимой с тепловым насосом, принцип работы и подсказка какой выбрать

Первоначально кондиционеры изобретались для охлаждения воздуха в регионах, где в летний период времени температура воздуха поднималась до значений, при которых находиться на улице, да и в самих помещениях, было тяжело. С тех времен прошел не один десяток лет, и сегодняшний кондиционер может не только охлаждать воздух.

Современные кондиционеры – это многофункциональный комплекс, позволяющий решать множество задач. Это и охлаждение, и отопление, осушение воздуха, вентиляция воздуха, его очищение, устранение запахов и различного рода бактерий. Однако сегодня хотелось бы остановиться на такой функции сплит-системы, как нагрев или отопление. 

Принцип работы и эффективность кондиционера работающего на обогрев


Современные системы кондиционирования в 99 случаях из 100 имеют возможность работать как на охлаждение воздуха, так и на нагрев. Причем, при работе на обогрев, система настолько экономична, что оставляет позади себя все существующие системы отопления.

Коэффициент энергоэффективности (А) в этом случае может составлять до 3,6. Это означает, что при затрате 1000 Вт электроэнергии на работу кондиционера, тепло вырабатывается в количестве 3600 Вт. Здесь же можно отметить, что при самом простом и доступном обогреве с помощью электронагревателей, на каждые затраченные 1000 Вт электроэнергии можно получить тепло в количестве, максимум, 990 Вт.

Именно по этой причине некоторые западные страны и многие штаты США не имеют классической системы отопления, а обогреваются с помощью сплит-систем.

Однако при такой системе отопления есть некоторые нюансы. 

Такая эффективность системы кондиционирования на обогрев может подходить не для любых регионов Земли и не при всех температурах наружного воздуха. Чем ниже температура воздуха на улице, тем меньше эффективность.

Каждая система кондиционирования имеет рекомендуемые значения температур наружного воздуха, при которых она будет функционировать без дополнительных изменений в ее конструкции. Кондиционеры экономичного класса, в режиме обогрева работающие по принципу включено/выключено, могут работать при температуре воздуха до минус 7 оС. При более низких температурах такое оборудование требует специального исполнения. Для этого производитель предусматривает  в конструкции кондиционера дополнительный нагреватель картера компрессора, нагреватель поддона наружного блока, специальный переразмеренный двухроторный инверторный компрессор или компрессор с EVI впрыском пара в середину роторной полости. Все это обеспечит  надежную работу сплит-системы при температуре воздуха на улице до минус 30 °C и поддерживать коэффициент энергоэффективности на высоком уровне.

В случае если  система кондиционирования инверторного типа  без специальных доработок, то она может работать в режиме обогрева при температуре наружного воздуха только до минус 15°С. В России и других регионах подобной климатической зоны более низкие зимние температуры не наблюдаются, но если и бывают, то редко и незначительное время. Но, как уже было сказано, при понижении наружной температуры коэффициент энергоэффективности падает.

Выбираем климатическую систему для отопления дома

Для помещений, в которых 2 или 3 комнаты, организовать отопление сплит-системами вполне реально и удобно. Если же помещений больше, дом с множеством комнат, коттедж, небольшой офис, то не всегда бывает возможность установить все наружные блоки на внешние стены. 

мультизональные кондиционеры для отопления

В этом случае обогревать помещения можно не только сплит-системами.

Мультизональные VRF системы кондиционирования

Мультизональные системы (VRF) – это современные системы кондиционирования для большого количества помещений, и до 64 внутренних блоков в одном холодильном контуре. Все принципы и возможности работы VRF-системы можно изучить в соответствующей литературе, а сейчас рассмотрим возможность работы на обогрев. Отличия в способе обогрева от сплит-системы почти нет. Только больше вариантов размещения внутренних блоков и больше их ассортимент, касающийся их конструкции. В остальном внутренний блок также нагревает воздух в помещении и может работать как на обогрев зимой, так и на охлаждение летом.

Система чиллер-фанкойл

Сплит-система, которая может работать и в режиме охлаждения, и в режиме обогрева, обычно называется кондиционером с «режимом теплового насоса».

Кроме мультизональных систем и сплит-систем есть еще один тип оборудования, которое может работать в режиме теплового насоса. Это система чиллер–фанкойл. Система достаточно давно разработана и успешно, несколько десятков лет, применялась для охлаждения и обогрева огромного количества помещений.

Впрочем, в настоящее время существуют мини-чиллеры, способные работать в пределах нескольких комнат, а также огромные конструкции, обслуживающие торговые центры, бизнес-центры, гостиницы, жилые комплексы. Их работа в корне отличается от рассмотренного выше оборудования. Если во всех предыдущих случаях в процессе охлаждения и обогрева использовался только холодильный агент, обычно это экологически чистый R410А, то в системах с чиллером кроме холодильного агента есть еще и вода. Причем, объем воды в несколько десятков или даже сотен раз превышает объем холодильного агента. В качестве основного рабочего вещества выступает вода, а холодильный агент является промежуточным звеном. 

Вода, нагретая холодильным агентом, насосами подается на внутренние блоки в помещениях, и охлаждает или нагревает воздух. Так же, как и сплит-системы, чиллеры могут работать на охлаждение и на тепло.

Тепловые насосы

В последнее десятилетие сильно начало развиваться направление в области обогрева с помощью чиллеров. Такие системы начали называть тепловыми насосами или чиллерами, работающими в режиме теплового насоса. Такие тепловые насосы имеют узкую направленность и специализируются на отоплении. Кроме отопления такие системы могут обеспечить дом и теплым воздухом и горячей водой, т.е. это современный комплекс тепло-водоснабжения нескольких помещений одновременно. 

С каждым годом производителей тепловых насосов становится все больше, и тепловой насос становится все экономичнее и более адаптированным к низким температурам окружающего воздуха. Новые конструкции тепловых насосов используют не воздух в качестве источника тепла, а грунтовые воды или тепло земли. Такие источники тепла имеют постоянную температуру и зимой, и летом. Причем, на глубине ниже расстояния промерзания грунта температура всегда положительная, что позволяет забыть о низких температурах наружного воздуха. Эффективность таких систем очень высокая, и может считаться почти полностью автономной по тепло-водоснабжению отдельно стоящего здания. Особенно это актуально для домов, которые далеко расположены от других источников теплопоступлений.

Одним из недостатков данной системы являются достаточно большие капитальные затраты, связанные с дополнительным контуром, насосными модулями и применением протяженных трубопроводов и незамерзающих жидкостей. В связи с тем, что подобные системы все еще развиваются, модернизируются, улучшается их работа, — стоимость тепловых насосов остается большой. 

Также следует отметить, что работы по монтажу и проведение других сопутствующих работ следует доверять сертифицированным специалистам, что также может быть дорого. 

И наконец, тепловые насосы – это сложное оборудование, и следует учитывать, что при выходе его из строя нужно предусмотреть временное резервное отопление, так как ремонт может занять какое-то время.

устройство насоса, его установка и свойства

В настоящее время тепловые насосы — это самая распространенная система теплоснабжения для отопления помещения. Потому что именно насосная установка обладает высокой эффективностью работы и имеет достаточно простую конструкцию. Рассмотрим в данной статье, как работает тепловой насос для отопления дома во избежание недоразумений после монтажа.

Принцип работы теплового насоса

Разберем общий принцип работы теплового насоса для отопления дома. Для образования тепла в насосе встроен внутренний контур, по которому движется хладагент, соединенный с трубами в доме при помощи специального теплообменника. Так же функционирует внешний контур, отвечающий за образование тепла от внешнего источника.

Разберем по пунктам, как работает отопление с помощью теплового насоса:

  1. внешний контур генерирует тепловую энергию, которую поглощает хладагент, находящийся в газообразном состоянии. А температура газа, поднявшаяся до +10ºС, уже будет оптимальна для начала процесса работы;
  2. любой вид тепловых насосов имеет составную часть в виде компрессора. При повышении давления хладагент превращается в воду. При этом температура воды достигает +65ºС;
  3. теплообменник в свою очередь отдает тепло воде, находящейся в этот момент в системе отопления;
  4. процесс, описанный выше, происходит заново, потому что дроссельный клапан и капельник понижают давление. От этого хладагент опять переходит в газообразное состояние.

Рассмотрев принцип работы теплового насоса для отопления, становится ясно, что никаких сложностей нет в этой системе обогрева.

Установка насосов

Многие задаются вопросом, насколько эффективно можно использовать тепловые насосы для отопления дома. При установке важно знать, что в большинстве случаев эту систему устанавливают как вспомогательную к основной системе отопления. Из этого следует, что у большинства людей в домах работают два насоса в системе отопления одновременно. Очень редко такую установку монтируют своими силами, потому что нужно произвести точные и сложные расчеты, а это займет немало времени. Легче прийти в магазин и приобрести тепловой насос, изготовленный на заводе.

И лучше воспользоваться услугами специалиста, потому что установка насосов в системе отопления предполагает наличие определенных знаний в данном вопросе. Можно осуществить все работы самостоятельно, но если установка насоса отопления займет больше времени, чем предполагалось, то заводской брак купленной в магазине системы вряд ли будет виновником в данной ситуации. Как происходит монтаж теплового насоса можно прочитать здесь.

Технические характеристики

По техническим характеристикам насос для батареи отопления гарантирует бесперебойную работу в диапазоне температур от -30º до +35º. Производители позаботились о том, чтобы их устройство насоса для отопления работало и в холод, и в жару. Отличным примером для этого служит насос для отопления Dab, который будет обеспечивать тепло в доме год за годом. Перед покупкой отопительной системы покупателя предупреждают о том, что насос отопления шумит, для того чтобы не возникало недоразумений.

Нередко заказчики обращаются с жалобами на неисправности циркуляционного насоса отопления после приобретения и последующего монтажа. Необходимо знать, что если гудит насос отопления, то скорее всего виновата газовая служба по установке системы.

Обязательно вызовите специалиста, чтобы подтвердить опасения или их опровергнуть.

Виды тепловых насосов

В основном в домах большинства людей «поселились» 2 вида тепловых насосов. Это компрессионный и абсорбционный насосы. Компрессионный использует для работы механическую и электрическую энергию. Абсорбционный насос имеет более сложную конструкцию, но зато является более экономичным, потому что передает тепло, образовавшееся за счет самого источника тепла.

В зависимости от источника тепла тепловые насосы подразделяются на следующие категории:

  • геотермальный – из названия можно догадаться, что энергия черпается из недр земли, а также из наземных и подземных водных источников;
  • воздушный – энергия берется из окружающей среды;
  • тепловой насос по забору вторичного тепла. Устанавливается обычно на промышленных предприятиях. Потому что использует тепло из стоков канализации и центрального отопления, т. е. ненужное.

По видам теплоносителя насосы классифицируются на след типы: земля, вода, воздух, в некоторых случаях допускаются их сочетания между собой.

Геотермальные насосы и их разновидности

Такой вид теплового насоса, как геотермальный подразделяется в свою очередь на закрытый и открытый тип. Система открытого типа предполагает, что вода возвращается в недра земли, после того как становится отработанной в системе отопления. Эта система идеальна для большого количества чистой воды. Но стоит учитывать, что использование этого типа не должно противоречить законодательству по охране окружающей среды.

Закрытые системы отопления делятся следующим образом:

  1. геотермальный с горизонтальным расположением (коллектор размещен на глубине в допустимых пределах около 1,5 метров) – самый хороший способ для незанятых земельных площадей в больших масштабах;
  2. геотермальный с вертикальным расположением (коллектор размещен на глубине до 200 метров в специально пробуренной скважине) – распространенный тип при использовании неровной гористой местности;
  3. геотермальный с водным расположением (коллектор закладывается чаще всего кольцами, как в горизонтальном типе, но ниже уровня промерзания воды в водоеме) – может быть ограничен только максимальной глубиной в разных местах установки и отсутствием достаточного количества воды в водоеме.

Правильный подбор и установка теплового насоса своими руками

Перед установкой будет обязательным исследование и тщательное изучение земельного участка, который имеется в распоряжении для монтажа теплового насоса.

Лучше всего, если на участке имеется водоем, это значительно уменьшит объем земляных работ.

Но даже если нет, то можно использовать воздушный насос в том месте на участке, где постоянно ветрено.

Но самым распространенным является тепловой насос с использованием энергии земли. В этом виде монтажа допустимо использовать специальные зонды или коллектор. Что лучше выбрать напрямую зависит от участка. Если площадь небольшая, установите зонды, а если позволяет масштаб, то отличным вариантом для установки теплового насоса станет коллектор.

Системы различаются, поэтому нужно разобраться подробнее с этим вопросом перед установкой.

  • Если выбран способ, при котором устанавливаются зонды, то лучше учесть сразу, что своими силами произвести установку не получится. Это связано с тем, что при работе данного типа используется спецтехника по бурению скважин глубиной 100 м и диаметром около 20 см. Потом в них и будут помещены зонды. А количество таких скважин на участке будет зависеть от его площади.
  • Самым оптимальным способом является горизонтальный насос. Выкапывается траншея на 1,5 м глубиной или больше. Затем прокладывается трубопровод. Тепловой насос в данном случае использует энергию земли и работает бесперебойно и эффективно.
  • Коллектор с использованием водоема не доставит никаких хлопот. В этом случае допустима самостоятельная сборка. В готовом виде коллектор транспортируется доступными средствами на самую середину водоема и опускается на дно.
  • Если все перечисленные способы установки не доступны по каким-либо причинам, то стоит задуматься о воздушном насосе на том месте земельного участка, где часто бушует ветер. Единственным обязательным условием, будет то, что устанавливается насос на расстоянии не больше 20 м от дома.

Заранее необходимо составить схему установки, что значительно облегчит работу в дальнейшем и поможет сэкономить время. У каждого типа тепловых насосов есть свои плюсы и минусы. Стоит тщательно обдумать все «за» и «против» перед тем, как сделать выбор. Как подобрать насос для отопления мы уже писали здесь. В заключении хочется отметить, что именно тепловые насосы завоевали большую любовь потребителей по той причине, что работа тепловых насосов для отопления дома не требует вложения дополнительных денежных средств и считается самой эффективной.

Тепловой насос для отопления загородного частного дома, отзывы

Ни один современный дом не сможет существовать без правильно смонтированной отопительной системы. Точнее – в нем не смогут жить люди, поскольку в зимнее время достичь комфортной температуры без отопления какого-либо типа будет попросту невозможно. Именно поэтому и создаются разнообразные системы, которые способны сделать наш дом боле теплым, а нашу жизнь в нем – максимально комфортной. Справедливости ради следует сказать, что отопительная система – достаточно дорогое удовольствие. И за ее использование, а соответственно, и за тепло в доме, человек согласен платить довольно крупные суммы. Ведь никому не хочется мерзнуть.

Тепловой насос для отопления дома

Виды тепловых насосов

Но непрерывный рост цен заставляет все чаще задумываться об альтернативных источниках тепла, которые и стоят недорого, и работают хорошо. Многие скажут – так не бывает. И они не правы. На самом деле, уже довольно долго ведутся работы по созданию такого устройства, как тепловой насос для отопления дома, который способен и обогреть человека, и сэкономить ему немало средств.

Зачем придумывать что-то новое – скажут скептики. Но проблема в том, что тепловая энергия окружает человека постоянно – она дается самой природой и исходит из земли, воды и даже воздуха. Просто человек до недавнего времени не умел правильно ее собирать. Но теперь это возможно. Для этого созданы специальные тепловые насосы для отопления дома – они могут собирать энергию из окружающей среды и правильно распределять ее по дому таким образом, что в нем постоянно поддерживается наиболее комфортная температура.

На сегодняшний день существует несколько типов тепловых насосов.

Основное распределение – то, откуда тепловые насосы для отопления дома берут тепловую энергию, и куда ее отдают. Итак:

  • воздух-воздух;
  • вода-воздух;
  • вода-вода;
  • грунт-вода.

Принцип работы тепловых насосов довольно прост. Например, отопление дома тепловым насосом «грунт-вода» забирает тепловую энергию из земли. И при помощи этой энергии можно нагреть воду, которая и выступает теплоносителем, циркулируя в отопительной системе. Разумеется, тепло в такой отопительной системе накапливается постепенно – но и отдается оно тоже не все сразу.

Рекомендуем к прочтению:

тепловые насосы для отопления дома

Виды тепловых насосов

Недостатков тепловой насос имеет достаточно мало. В частности, одно из наибольших неудобств – энергозависимость оборудования. Ведь для циркуляции воды или для выброса потока теплого воздуха в помещение требуется дополнительное оборудование. Однако, даже учитывая то, что установка будет потреблять определенное количество киловатт, использование теплового насоса является все же весьма выгодным.

Ведь при выбросе тепловой энергии на 10-12 кВт установка потребляет всего 1 кВт электроэнергии – а таким образом, выгода становится явно заметной. Однако даже такая незначительная энергозависимость делает использование тепловых насосов недоступным в том случае, если в доме наблюдаются довольно частые перебои с электроэнергией. Конечно, если они кратковременные и довольно редкие, то решением может стать обычный мощный аккумулятор. В противном случае – владельцу дома придется искать другой способ отопления.

Схема работы теплового насоса

Одним из неудобств, с которыми сталкиваются владельцы домов, желающие установить отопление частного дома тепловым насосом, является необходимость тщательной подготовки места для установки оборудования.

В частности, насос «грунт-вода» требует обязательного наличия весьма глубокой скважины. А организовать ее на собственном придомовом участке могут не все.

Принцип работы тепловых насосов

Принцип работы современного теплового насоса разработан инженером Карно. Обогрев жилья выполняется по определенному циклу. Прежде всего, используется специальный хладагент – газ, подобный фреону. Через тончайшие капилляры он под очень высоким давлением попадает в специальную камеру. Там давление значительно меньше, чем то, которое воздействовало на газ – и благодаря этому происходит довольно быстрое испарение.

Испаряясь, газ забирает тепло у стенок испарительной камеры. В последней из камер происходит активный отбор тепла у используемого контура (водного, земляного, воздушного). После этого хладагент, который находится в парообразном состоянии, сжимается посредством применения специального компрессора. Именно в этот момент и наблюдается значительное повышение температуры газа – а сам он перемещается в специальный отсек – конденсатор. Примерная температура газа в конденсаторе – 85-125 градусов.

Рекомендуем к прочтению:

отопление частного дома тепловым насосом

Принцип работы тепловых насосов

Именно от этого тепла и происходит прогрев теплоносителя – это делается в специальном теплообменнике. А горячий теплоноситель легко перемещается по отопительной системе при помощи циркуляционного насоса. В том же конденсаторе происходит и охлаждение хладагента. А он, остывая, вновь возвращается к капиллярам. Именно таким образом цикл Карно постоянно повторяется.

Достоинства тепловых насосов

Достоинство теплового насоса состоит еще и в том, что они имеют электронный блок управления, при помощи которого можно контролировать весь процесс. Кроме того, при помощи блока можно регулировать и степень нагрева. Специальные датчики, установленные в помещении, регулярно подают на блок управления информацию о температуре. Как только она достигнет определенного уровня – работа насоса автоматически прекращается. В момент, когда температура опустится до минимального показателя – насос автоматически включается.

Современные модели тепловых насосов отличаются значительной функциональностью. То есть, с его помощью можно не только обогревать дом, но и обеспечивать его горячим водоснабжением.

Кроме того, отопление загородного дома тепловым насосом может не только нагревать, но и охлаждать помещение. Для того чтобы отопительная система работала одновременно и как охлаждающая, на самом деле, нужно не так много. В частности, понадобится просто дополнить отопление загородного дома и тепловые насосы специальным реверсивным клапаном. Таким образом, установив тепловой насос, вы получите современную климатическую установку, которая поможет поддерживать комфортную температуру в доме в течение всего года.

Конечно, многие современные пользователи отмечают единственный недостаток теплового насоса, как показывают отзывы, – его достаточно высокую стоимость. Однако следует учитывать тот факт, то приобретя и установив тепловой насос, вы больше не будете тратить средства на что-либо. То есть, вам не нужно будет приобретать большое количество топлива – а это явная экономия.

Тепловые насосы для отопления частного дома


Окт
09/12

Тепловая энергия есть практически везде: в земле, воде и даже в воздухе. Она была там все время, вот только извлекать ее научились сравнительно недавно. Все дело в том, что даже в воздухе, температура которого приближается к нулю, этой энергии вполне достаточно, чтобы обогреть частный дом довольно-таки немалой площади – просто она рассеяна, и собирать ее было довольно проблематично. Но не сейчас, когда лучшие умы человечества разработали тепловые насосы для отопления.

Принцип теплового насоса был известен давно, а использовать его в плане альтернативной энергии для отопления зданий сообразили недавно. По большому счету, тепловой насос являет собой некое подобие холодильника, только вместо холода он вырабатывает тепло. Никогда не замечали, насколько горячим может быть мощный промышленный холодильник снаружи? Это именно тот эффект, о котором и идет речь.

Тепловые насосы для отопления дома

Существует четыре вида тепловых насосов:

  • грунт-вода;
  • вода-вода;
  • вода-воздух;
  • воздух-воздух.

Их названия говорят сами за себя. К примеру, тепловой насос «грунт-вода» вытягивает тепло из недр земли, концентрирует его и перерабатывает в энергию горячей воды, которая и обогревает здание. В общем, вы поняли, первое слово в названии говорит об источнике тепла, а второе – о теплоносителе (насос «воздух-воздух» концентрирует тепло из воздуха и обогревает помещение струей горячего воздуха).

Каждый из четырех видов тепловых насосов для отопления обладает своими преимуществами и недостатками. Взять, к примеру, насос «грунт-вода», для его нормального функционирования нужна довольно глубокая скважина. Такие тепловые насосы для отопления обладают очень высоким КПД, ведь из недр земли он извлекает тепло не ниже чем 15˚С. И разогреть с его помощью воды до температуры 60-70 градусов по Цельсию довольно таки просто. А вот тепловым насосам, отбирающим энергию воды или воздуха, приходится немного труднее, но в отличие от первых, для их работы не нужна скважина.

В принципе, технологии отопления тепловым насосом равноценные и особых различий в них не наблюдается. А вот общего у них достаточно много – все они позволяют практически полностью отказаться от использования таких природных ресурсов как газ, бензин, дизельное топливо или электричество. От последнего полностью уйти не получилось – без электричества насос работать не будет. Но это не значит, что вам придется оплачивать большие счета за электроэнергию – она нужна только для работы компрессора. Скажем так, на каждый затраченный киловатт электрической энергии тепловой насос выдает 10-12Квт тепловой энергии.

Отопление тепловым насосом

Весь процесс отопления дома тепловым насосом можно представить в виде цикла – он назван по имени изобретателя. Обратный цикл Карно выглядит примерно так. Хладагент (газ наподобие знакомого нам фреона) под очень высоким давлением через мельчайшие отверстия – капилляры, попадает в испарительную камеру, в которой благодаря очень резкому снижению давления он испаряется и отбирает тепло у внутренних стен испарительной камеры. Последняя камера, в свою очередь, отбирает тепло у водяного, земляного или воздушного контура. Дальше идет отбор и сжатие парообразного хладагента компрессором – в этот момент температура газа резко повышается и происходит его выброс в так называемый конденсатор.

В конденсаторе хладагент находится уже при температуре от 85 до 125 градусов по Цельсию. Именно в конденсаторе при помощи специального теплообменника и происходит нагрев теплоносителя, который служит для обогрева помещения. А сам же хладагент остывает, отдавая тепло жидкости, и возвращается к капиллярам, чтобы повторять весь цикл Карно снова и снова.

Для управления тепловым насосом отопления существует специальный терморегулятор. Когда температура воздуха в помещении достигает установленной отметки, он срабатывает и тепловой насос прекращает свою работу. И, наоборот, при понижении температуры в доме, насос снова включается в работу.

отопление дома тепловым насосом

Отопление дома тепловым насосом

Как и многие вещи в нашем мире, тепловые насосы для отопления способны не только нагревать воду или помещение, но также и охлаждать их. Достигается это довольно просто – насос дополнительно оснащается реверсивным клапаном, и вот вам уже не тепловой насос, а универсальный генератор микроклимата, способный как отопить помещение, так и охладить его. А заодно и снизить расходы на поддержание комфортных климатических условий примерно на 75%, в отличие от агрегатов, работающих на традиционном топливе. Отсюда и стоимость теплового насоса – вместе с монтажом всей системы в целом это удовольствие обойдется вам порядка 10000 Евро и выше. Все зависит от мощности насоса и обогреваемой площади.

Автор Сергей Голиков

Принципы работы теплового насоса 🚩 как работает тепловой насос 🚩 Квартира и дача 🚩 Другое

Что такое тепловой насос

Тепловой насос представляет собой парокомпрессионную установку, которая переносит тепло от холодных, низкопотенциальных источников тепла к горячим, высокопотенциальным. Тепло передается за счет конденсации и испарения хладагента, в качестве которого чаще всего используется фреон, циркулирующий по замкнутому контуру. Электроэнергия, от которой работает тепловой насос, тратится только на эту принудительную циркуляцию.

Принцип работы теплового насоса основан на так называемом цикле Карно, который прекрасно знаком вам по работе холодильных установок. На самом деле, бытовой холодильник, стоящий на вашей кухне, также является тепловым насосом. Когда вы помещаете в него продукты, пусть даже холодные, но температура которых все-таки выше, чем температура в камере холодильника, по закону сохранения энергии выделяемое ими тепло никуда не девается. Поскольку температура внутри повышаться не должна, тепло выводится наружу через решетку радиатора, нагревая воздух в кухне. Чем больше продуктов вы поместите одновременно в холодильник, тем больше будет теплоотдача.

Простейшим вариантом теплового насоса станет открытый холодильник, помещенный на улице, радиатор которого находится в комнате. Но пусть холодильник исполняет свои прямые обязанности, ведь уже существуют специальные устройства — тепловые насосы, имеющие кпд гораздо выше. Принцип их действия достаточно прост.

Как работает тепловой насос

Любой теплонасос состоит из испарителя, конденсатора, расширителя, понижающего давление, и компрессора, который давление повышает. Все эти устройства соединены в один замкнутый контур трубопроводом. По трубам циркулирует хладагент, инертный газ с очень низкой температурой кипения, поэтому в одной части контура, холодной, он представляет собой жидкость, а во второй, теплой, он переходит в газообразное состояние. Точка кипения, как известно из физики, может меняться в зависимости от давления, вот зачем нужны в этой системе расширитель и компрессор.

Предположим, что снаружи теплоноситель циркулирует по трубам, уложенным в земле, поскольку он имеет низкую температуру, то проходя по ним, он нагревается, даже когда внешняя температура составляет всего около 4-5оС. Поступая в испаритель, который выполняет функцию теплообменника, теплоноситель отдает полученное тепло во внутренний контур системы, который заполнен хладагентом. Даже этого тепла достаточно, чтобы хладагент перешел из жидкого в газообразное состояние.

Двигаясь дальше, газ перемещается в компрессор, где под действием высокого давления сжимается, а его температура при этом повышается. Став горячим, газ поступает в конденсатор, который также является теплообменником. В нем происходит передача тепла от горячего газа к теплоносителю обратного трубопровода, входящего в отопительную систему дома. Отдав тепло, газ охлаждается и снова переходит в жидкое состояние, в то время, как нагретый теплоноситель поступает в систему горячего водоснабжения и отопления. Проходя через редукционный клапан расширителя, сжиженный газ снова попадает в испаритель – цикл замыкается.

В холодное время года тепловые насосы работают на обогрев дома, а в жару – на его охлаждение. В этом случае принцип работы тот же, только летом тепло в теплоноситель поступает из внутренних помещений, а не снаружи.

Конструктивные особенности тепловых насосов

В настоящее время используются тепловые насосы, имеющие разные конструкции. Так, насос с открытым циклом применяют, когда дом расположен рядом с водоемом. В этом случае теплоноситель, вода, поступает в открытый контур, проходит весь цикл и, охлаждаясь, вновь сливается в водоем.

Геотермальные насосы закрытого типа прокачивают теплоноситель – воздух или воду, по трубам, заложенным глубоко в землю и проложенным по дну водоема. Закрытый цикл в экологическом плане считается более безопасным. К закрытому типу относятся насосы с вертикальным и горизонтальным теплообменником, которые используются, когда поблизости нет водоемов. Вертикальные тепловые насосы применяются, когда площадь земельного участка, на котором расположен дом, невелика. Иногда вертикальные насосы устанавливают в пробуренных поблизости скважинах.

В комплекс работ по установке теплового насоса входит проведение внутренних электромонтажных работ, прокладка внешнего трубопровода и внутренних воздуховодов.

Преимущества использования тепловых насосов

Экономическая выгода от использования тепловых насосов очевидна – их эксплуатация достаточно дешево обходится, поскольку электроэнергии тратится чуть больше, чем при работе холодильника. Цена оборудования также невысока, так же, как и стоимость монтажа и установки. Использование теплового насоса, позволяет избавиться от забот о приобретении и хранении топливных ресурсов, установке и эксплуатации отопительного оборудования, у вас в доме освобождаются дополнительные помещения, в которых раньше располагалась котельная.

Мы отвечаем на 8 самых распространенных вопросов о тепловых насосах

Тепловой насос Mitsubishi сохраняет прохладу летом и тепло зимой.

Тепловые насосы — это круто — все так говорят? Но они еще … волшебные? Не совсем, конечно. Но технология, которая приводит в действие тепловые насосы, загадочна, если вы не эксперт в физике, а также в области отопления и охлаждения. И большая часть литературы в Интернете либо хочет, чтобы вы купили тепловой насос, либо не хочет, чтобы вы покупали тепловой насос и использовали масло или пропан для тепла.Поэтому мы решили демистифицировать тепловые насосы для всех и прямо ответить на вопросы, чтобы вы могли принимать собственные обоснованные решения о покупке. Вы готовы учиться? Поехали:

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос — это автономное двухкомпонентное устройство, в котором используются холодильная техника и электричество для обогрева и охлаждения домов, предприятий и других приложений. Тепловой насос состоит из двух компонентов: конденсатора, который чаще всего находится вне дома, который производит обогрев или охлаждение, и внутреннего блока, который обычно устанавливается на стене и пропускает горячий или холодный воздух в дом; поскольку конденсатор и воздухообрабатывающий агрегат разделены или «разделены» линией хладагента, тепловые насосы иногда могут называться «мини-разделителями».”Тепловые насосы обеспечивают чрезвычайно высокий КПД, а также возможность обеспечивать обогрев и охлаждение без необходимости прокладки воздуховодов в доме; поскольку использование воздуховодов не требуется, вы можете услышать, что тепловые насосы называют «бесканальными».

Вот пример обычного типа теплового насоса:

Настенная кассета с тепловым насосом Mitsubishi (внутренний блок) вверху и конденсатор (наружный блок) и пульт дистанционного управления внизу. Обратите внимание, что эти изображения непропорциональны, и конденсаторы обычно имеют диаметр два или более футов.

Как работает тепловой насос?

Как работает тепловой насос — на этой диаграмме показан процесс охлаждения.

Проще говоря, тепловой насос использует электричество и хладагент для переноса тепла из одного места в другое.

Тепловой насос для выработки тепла забирает тепло из воздуха за пределами вашего дома и передает его охлаждающему хладагенту. Затем хладагент сжимается, что значительно увеличивает температуру; затем хладагент перемещается во внутренний блок теплового насоса, который затем пропускает воздух над горячим хладагентом, повышая его температуру, чтобы приспособиться к термостатическому запросу тепла внутри дома.

Тепловой насос состоит из двух основных частей — «настенной кассеты», которая устанавливается внутри вашего дома, и конденсатора, который остается снаружи вашего дома. Настенные кассетные и конденсаторные блоки теплового насоса соединены линией хладагента.

Внутренняя настенная кассета с термостатическим управлением обеспечивает как обогрев, так и охлаждение. Когда есть запрос на тепло, тепловой насос включает вентилятор в наружном блоке, чтобы начать процесс отвода тепла из воздуха за пределами вашего дома.Линия хладагента передает это тепло к внутреннему блоку, который затем передает тепло воздуху внутри вашего дома через вентилятор внутри настенной кассеты. В режиме охлаждения процесс обратный: тепло выводится из дома, а холодный воздух возвращается внутрь.

В чем преимущество теплового насоса?

Тепловые насосы действительно экономят ваши деньги на расходах на электроэнергию.

Поскольку тепловой насос использует электричество только для выработки энергии, а не для выработки тепла, он обеспечивает чрезвычайно высокий КПД.При использовании традиционного резистивного электрического нагрева — например, электрического плинтуса или обогревателей — количество выделяемого тепла пропорционально количеству используемой электроэнергии: одна единица тепла на единицу электроэнергии для 100% эффективности.

При использовании теплового насоса коэффициент полезного действия резко возрастает, поскольку потребляемая электроэнергия используется только для питания двух вентиляторов (испарителя и конденсатора), компрессора и насоса, чтобы сконцентрировать тепло снаружи и передать его в ваш дом. Благодаря этому тепловые насосы способны обеспечивать более 3 единиц тепла на каждую единицу электроэнергии, используемой при КПД более 300%.Средняя зимняя температура в штате Мэн составляет 37 градусов, поэтому сезонная эффективность Mitsubishi Hyper Heat составляет около 285%

Это означает более низкие счета за электроэнергию для комфортного дома — тепловые насосы очень недороги в эксплуатации, увеличивая ваши счета за электроэнергию в среднем на 75 долларов в месяц за тепловой насос, который постоянно работает в доме. Если вы используете тепловой насос вместе с основной системой отопления, такой как масляная, газовая или электрическая, вы получите дополнительную экономию, используя тепловой насос для компенсации расхода основного топлива: один тепловой насос может компенсировать до 300 галлонов масла. в типичном доме, экономя деньги на дорогих ископаемых видах топлива.Кроме того, тепловые насосы помогут снизить углеродный след вашего дома.

Как тепловой насос влияет на мои счета за отопление и электричество?

Heat Pumps повысит ваши счета за электроэнергию, но снизит ваши затраты на другие виды топлива для отопления.

Каждый отдельный блок (часто называемый индивидуальным) тепловой насос, который используется ежедневно, увеличивает ваш счет за электричество на 50–100 долларов в месяц. Однако тепловой насос соответственно снизит ваши счета за отопительное топливо — для типичного домашнего хозяйства, которое использует 800 галлонов масла в год, тепловой насос может уменьшить количество используемого масла на 300 галлонов.Если нефть стоит 2,75 доллара за галлон, цена за миллион британских тепловых единиц (британских тепловых единиц, стандартная мера тепла в США) составит 28,06 доллара. Чтобы получить такое же количество тепла, 1 миллион БТЕ, от теплового насоса с текущим стандартным тарифом на электроэнергию 14,5 цента за киловатт-час, вам потребуется 14,71 доллара. Другими словами, отопление дома с помощью теплового насоса эквивалентно отоплению дома маслом по цене 1,44 доллара за галлон, или на 48% меньше.

Какие преимущества дает тепловой насос при использовании солнечной энергии?

Дом с панелью солнечных батарей на крыше

Преимущество солнечных панелей заключается в том, что днем, когда светит солнце, панели на крышах собирают солнечную энергию и преобразуют эту энергию для использования в вашем доме в качестве электричества.Во многих домах энергия, вырабатываемая массивом, которая не используется в доме, возвращается вам вашей электроэнергетической компанией и используется для компенсации вашего счета за электричество в конце каждого месяца. В большинстве домов по-прежнему будет выставляться счет за электроэнергию, использованную в ночное время, во время штормов или в периоды интенсивного использования, например, в очень жаркие периоды лета.

Однако ваш тепловой насос питается от электричества — и когда вы соединяете солнечные панели для электричества с тепловыми насосами для тепла (которые используют электричество для выработки энергии), вы отапливаете свой дом в среднем примерно по 9 центов за кВтч по сравнению14,5 цента за кВтч без солнечной энергии, что эффективно снижает ваши затраты на эксплуатацию теплового насоса почти на 40% в год.

Правда ли, что тепловые насосы перестают работать, когда становится очень холодно?

Сервисный техник True North с конденсаторным агрегатом теплового насоса

Да, но чтобы тепловой насос полностью перестал работать, должно стать очень, очень холодно.

Различные модели тепловых насосов имеют разные характеристики того, насколько холодно может быть, прежде чем они перестанут работать.Для этого примера мы будем использовать рейтинг теплового насоса Mitsubishi Hyper Heat ™, который рассчитан на обеспечение достаточной тепловой мощности до -13 градусов по Фаренгейту.

Тепловые насосы рассчитаны на «мощность». В этом примере при температуре 30 градусов тепловой насос легко будет производить 100% своей мощности с максимальной эффективностью. Однако, когда температура начинает падать, начинает падать и мощность, а когда она начинает падать, тепловой насос будет «усерднее работать», чтобы поддерживать температуру в доме.Это похоже на то, как вам приходится нажимать на педаль газа, чтобы поднять машину на крутой холм, именно здесь эффективность тепловых насосов начинает падать — больше энергии используется, чтобы производить меньшую мощность.

С тепловым насосом Mitsubishi Hyper Heat ™ КПД начинает падать примерно при 2 градусах по Фаренгейту. При -2 градусах вы получите около 87% мощности агрегата. А при -13 градусах вы получите около 76% мощности устройства. Неясно, при какой температуре устройство полностью перестанет работать — у нас еще не было достаточно холодного дня, чтобы продемонстрировать это с тепловыми насосами Hyper Heat ™, хотя в некоторых документах Mitsubishi предлагается точка остановки -18 градусов.

В старых домах с меньшей теплоизоляцией, большими потерями тепла или сквозняками тепловому насосу также потребуется больше работать, чтобы компенсировать быструю потерю тепла из-за этих проблем. Тем не менее, новые дома часто имеют отличную изоляцию и построены для предотвращения потерь тепла — в этих случаях тепло, создаваемое тепловым насосом, сохраняется внутри дома и помогает тепловому насосу работать с большей эффективностью.

Могу ли я отапливать дом с помощью тепловых насосов без каких-либо других источников тепла?

В некоторых регионах с более теплым климатом тепловые насосы могут быть единственным источником тепла зимой.Однако здесь, в штате Мэн, мы рекомендуем, чтобы в большинстве домов был либо основной, либо резервный источник тепла на очень холодные дни или длительные периоды низких температур, в течение которых тепловые насосы будут иметь проблемы с восстановлением после потери тепла. Этими другими источниками могут быть нефть, газ, пропан, электричество или биомасса. True North предлагает тепло из древесных гранул из биомассы или тепло природного газа для снижения затрат на топливо для отопления и снижения выбросов углерода, которые способствуют изменению климата.

Что такое водонагреватель с тепловым насосом?

Этот водонагреватель с гибридным электрическим тепловым насосом Geospring Pro был установлен в подвале штата Мэн для обеспечения максимальной эффективности

Водонагреватель с тепловым насосом использует ту же технологию теплового насоса, которая описана выше, для нагрева горячей воды в доме.Водонагреватели с тепловым насосом очень хорошо изолированы, и вода может очень хорошо удерживать тепло — как таковые, водонагреватели с тепловым насосом могут обеспечить горячей водой типичную семью из четырех человек при очень низких эксплуатационных расходах, чаще всего 15 долларов или меньше в месяц.

Есть вопросы? Хотите узнать, подходит ли для вашего дома тепловой насос или водонагреватель с тепловым насосом? Позвоните нам в любое время по телефону 207-221-5677 или напишите нам по адресу [email protected]!

Страница 1 из 11

Повышенный КПД за счет тандемной работы тепловых насосов

Ecohome Ecohome

  • Начать
  • Войти
  • РУКОВОДСТВО ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ

      • Планирование и дизайн

        • Образ жизни, местоположение и поездки на работу

        • Гранты и поощрения

        • Строительные нормы и правила

        • Сертификаты зеленого строительства

        • Концепция и дизайн

        • Автономное и нулевое жилищное строительство

        • Материалы и ресурсы

        • Архитектура и планировка

        • Как найти квалифицированных специалистов по экологическому строительству

        • Здоровое качество воздуха в помещении

        • Управление отходами

        • Недвижимость

      • Фундаменты и подвалы

        • Раскопки

        • Радон в домах — смягчение

        • Новые фундаменты и монолитные плиты

        • Улучшения фундамента и цоколя

        • Гидроизоляция и дренаж

      • Стены и Крыши

        • Монтаж стен — новое строительство

        • Монтаж стен — ремонт

        • Воздухо- и пароизоляция

        • Изоляция и звукоизоляция

        • Окна и двери

        • Монтаж кровли — новое строительство

        • Монтаж кровли — ремонт

        • Кровельные покрытия

        • Внешняя облицовка

        • Борьба с вредителями

      • Механические системы

        • Отопление и охлаждение

        • Вентиляция

        • Сантехника и водонагреватели

        • Электричество

        • Возобновляемая энергия

      • Интерьеры

        • Стены и потолки — внутренние поверхности

        • Полы и лестницы

        • Краски, отделочные материалы и натуральные покрытия

        • Двери и отделка

        • Кухни

        • Ванные комнаты

        • Отделка подвала

        • Дизайн интерьера и меблировка

        • Чистка и уход

        • Переработка и компостирование

      • Экстерьер — экологически чистые альтернативы

        • Палубы, веранды и беседки

        • Проходимые переулки и патио

        • Ландшафтный дизайн

        • Сбор дождевой воды и полив

        • Производство продуктов питания

        • Природные бассейны и пруды

        • Теплицы и солярии / Солярии

  • СПРОСИТЕ ЭКСПЕРТОВ

  • ВДОХНОВЛЯЮЩИЕ ДОМА

      • Сборные эко дома

      • Витрина зеленого дома

      • Зеленые дома на продажу

  • ЗЕЛЕНЫЕ СЕРТИФИКАЦИИ

      • LEED Главная

      • Пассивный солнечный индекс

      • Пассивный дом

  • ПОСЛЕДНИЕ ЗАПИСИ

heat pumps in tandem with heat pump hot water tanks Тепловые насосы в тандеме с тепловым насосом баки горячей воды Mitsubishi Mr.Тонкий тепловой насос © Ecohome

Связанное руководство

Ductless mini-split air source heat pump installed in a LEED certified PH Home

Как работают тепловые насосы в высокоэффективных системах LEED или пассивных домах с нулевым потреблением энергии…

What is a heat pump

Тепловые насосы: что это такое и как работают

Heat pump hot water heaters, why they

Как работают водонагреватели с тепловым насосом и почему вы должны их приобрести

Solar panels power the Kenogami House in Saguenay, Quebec

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.

С технической точки зрения тепловой насос — это холодильная система с механическим компрессионным циклом, которая может быть преобразована в режим нагрева или 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, аналогичного 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. У них одинаковые энергоэффективные функции. За исключением нескольких небольших технических отличий, тепловые насосы и кондиционеры охлаждают ваш дом одинаково, без реальной разницы в качестве комфорта, энергоэффективности или стоимости энергии.

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 передачи 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 электроэнергии, они не выделяют вредных выбросов, которые, как было доказано, способствуют изменению климата.

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

Что такое геотермальный тепловой насос? Как работает тепловой насос

Стоимость установки геотермальной системы теплового насоса значительна. Однако стоимость установки может быть уменьшена за счет налоговых льгот, предоставляемых федеральным правительством.Эти федеральные налоговые льготы составляют до 30% от общей стоимости установки системы геотермального теплового насоса (включая установку или модификацию воздуховодов), что снизит стоимость установки системы геотермального теплового насоса на сумму 30 000 долларов США до 21 000 долларов США. Правительства некоторых штатов предлагают дополнительные налоговые льготы и субсидии, которые могут быть применены к стоимости установки геотермальной системы теплового насоса, чтобы снизить стоимость еще больше.

Как только система геотермального теплового насоса будет установлена ​​и начнет нормально функционировать, начнется экономия.Во-первых, геотермальная система с тепловым насосом требует минимального обслуживания и не производит выхлопных газов, поэтому затраты на ежегодное обслуживание системы и чистку дымохода не потребуются. На постоянной основе можно значительно сэкономить на отоплении или охлаждении здания с помощью геотермальной системы теплового насоса.

Пол Уилкс из Garden State Geothermal в течение многих лет устанавливает геотермальные системы отопления и охлаждения в районах Нью-Джерси, Нью-Йорка и Пенсильвании. Для хорошо изолированного дома площадью 2000 квадратных футов с трехтонной геотермальной системой отопления и охлаждения в Нью-Джерси Пол сказал: «Я бы оценил ваши общие расходы на отопление и охлаждение где-то в диапазоне 1500 долларов в год.Отопление, вероятно, составляет около 1000 долларов от этой общей стоимости, и это будет электричество ». Это составляет примерно 125 долларов в месяц (в среднем за один год) на отопление и охлаждение дома площадью 2000 квадратных футов с помощью геотермальной системы отопления и охлаждения. Обогрев того же дома мазутом и охлаждение его с помощью центрального кондиционера будет стоить примерно 230 долларов в месяц в течение одного года, при условии, что мазут стоит 3,50 доллара за галлон. Это означает экономию 1260 долларов в год на расходах на отопление и охлаждение.Таким образом геотермальные системы отопления и охлаждения могут постоянно экономить деньги.

Пол подчеркнул, что это только приблизительная оценка. Он также заявил, что «не ведется учета использования образа жизни, и нет двух домов, одинаковых по количеству потребляемой энергии. Два одинаковых дома в разных местах будут использовать разное количество энергии для обогрева и охлаждения ».

Если установка геотермального теплового насоса стоит 20 000 долларов после того, как федеральные и государственные налоговые льготы и субсидии учтены в стоимости, а ежегодная экономия останется на уровне 1260 долларов в год на отопление и охлаждение, система окупится за 16 лет.Длительный период времени, но он того стоит, если вы собираетесь оставаться в здании в течение длительного периода времени. Если бы стоимость природного газа и топочного мазута значительно вырастет, а затраты на электроэнергию увеличатся незначительно, то срок окупаемости соответственно увеличится. Установка геотермальной системы отопления и охлаждения в здании также увеличивает стоимость здания, поскольку потенциальных покупателей привлекают низкие затраты на отопление и охлаждение.

Как работают системы тепловых насосов? | Тепловые насосы Kensa | Тепловые насосы Kensa

Земные тепловые насосы работают за счет поглощения энергии земли и сжатия низкопотенциальной энергии в полноценное тепло.Затем они доставляют тепло через систему распределения тепла, такую ​​как радиаторы или полы с подогревом, для надежного отопления и горячего водоснабжения в любое время года.

Тепловые насосы, работающие на грунте, могут обеспечивать температуру до 65 ° C. Помимо обогрева зданий любого размера и возраста, они также могут обеспечивать активное или пассивное охлаждение.

Могу ли я использовать геотермальный тепловой насос с подогревом пола?

Да.Полы с подогревом с помощью геотермального теплового насоса — очень эффективный способ обогрева вашей собственности. Вместе они могут достичь эффективности около 400%.

Распределительные системы под полом особенно хорошо работают с геотермальными тепловыми насосами, поскольку они работают при более низких температурах подачи. Благодаря большой площади полов с подогревом тепловой насос может обеспечивать температуру до 35 ° C. Это повышает эффективность и может привести к более низким счетам за отопление и эксплуатационным расходам.

Теплый пол vs.радиаторы

При обогреве полов можно добиться более высокой эффективности из-за низкой температуры, необходимой для теплового насоса. Радиаторы необходимо либо правильно выбрать по размеру, либо заменить их на более крупные, чтобы обеспечить более низкую температуру подачи, либо тепловому насосу необходимо производить более высокие температуры, чтобы выделять достаточно тепла с меньшей площади поверхности.

Как добиться максимальной эффективности от теплого пола?

Низкие температуры подачи

Для наиболее эффективной работы теплового насоса важно, чтобы температура на выходе из системы распределения отопления поддерживалась как можно более низкой.Таким образом, тепловой насос должен выполнять меньше работы, чтобы довести энергию земли до приемлемой температуры внутри помещения.

В случае систем пола идеальным вариантом является укладка пола в стяжку. Из-за большей площади поверхности пол в стяжке может работать при более низких температурах, около 35 ° C. Стяжку можно даже использовать в качестве тепловой массы, чтобы тепловой насос мог работать в непиковые тарифы на электроэнергию. Это дополнительно снижает эксплуатационные расходы на геотермальный тепловой насос.

Идеальные материалы для разных полов

Для приложений первого этажа:

Идеальная конструкция здания — это балка и блок с укладкой пола и стяжки сверху.

Для подвесных полов:

Сухая или песчаная стяжка может использоваться как между балками, так и над балками.Однако при использовании этих систем необходимо учитывать конструкцию и высоту. Возможно, тепловому насосу потребуется работать при более высокой температуре, чтобы прогреть тепло через ДСП и отделку пола. Имейте в виду, что это снизит его эффективность.

Ground Source Review: Rimmer

На что следует обратить внимание при использовании теплого пола?

Дополнительные расходы на подвесные деревянные перекрытия

Если у вас подвесной деревянный пол, любые трубопроводы теплого пола, которые обычно устанавливаются в пустотах балок, должны поддерживаться стальной теплообменной пластиной.Это не только увеличивает стоимость, но также может замедлить выполнение программы сборки.

Эффективность полов по сравнению с радиаторами для подвесных полов

Поскольку температуру потока для подвесных полов необходимо повысить примерно до 45 ° C (для отвода тепла через вышележащую древесно-стружечную плиту и окончательную отделку пола), нет большей эффективности для пола, чем если бы тепловой насос обслуживал радиаторы.

Отсутствие внепиковых тарифов на тепловые плиты

Если в установке используются теплоизлучающие пластины, внепиковые тарифы не могут быть эффективно использованы, так как нет накопителя тепла и, опять же, могут потребоваться более высокие температуры.

Расскажите о своих планах по совету

Теперь у нас есть красивый дом, в котором комфортно тепло в прохладные или холодные месяцы, но в котором сохраняется прохладное внутреннее пространство в разгар лета.Горячая вода постоянно и обильно. Это почти волшебно — иметь возможность принимать душ каждое утро, не полагаясь на газовые или электрические котлы центрального отопления. Система интуитивно понятна в использовании и при необходимости ее легко адаптировать к сезону.

Домовладелец

Работают ли геотермальные тепловые насосы с радиаторами?

Да. Когда радиаторы используются с геотермальными тепловыми насосами, радиаторы обычно имеют большие размеры, чтобы обеспечить соответствующую температуру подачи.Чтобы обеспечить достаточное движение воздуха и, следовательно, теплового потока, радиаторам требуется определенная температура или размер потока, поскольку тепловой поток пропорционален температуре и площади поверхности.

При понижении температуры подачи необходимо увеличить площадь поверхности радиатора, чтобы сохранить ту же тепловую мощность. Вот почему полы с подогревом — с их большей площадью теплоотдачи — более популярны среди геотермальных тепловых насосов.

How do heat pump systems work?

Используйте радиаторы с вентилятором для повышения производительности

Радиаторы с вентилятором, такие как блоки Jager DBE, можно использовать с тепловым насосом для повышения производительности.Эти агрегаты сочетают в себе теплообменник с медными и алюминиевыми оребрениями с низким содержанием воды и несколько небольших вентиляторов. По мере того, как вентиляторы увеличивают поток воздуха вокруг теплообменника, мощность радиатора увеличивается и может отдавать до 3 раз больше тепла, чем у обычного радиатора с такими же размерами.

Поскольку эти агрегаты содержат низкое содержание воды, они быстро реагируют на изменения окружающей среды и ночную пониженную температуру. Радиаторы с вентилятором работают с электрическими вентиляторами, поэтому их необходимо подключать к электросети и потреблять небольшое количество электроэнергии — около 2-3 Вт.Они также обычно имеют кнопку наддува, которая обеспечивает максимальное тепловыделение в течение примерно 15 минут для быстрого обогрева холодного помещения.

На что следует обратить внимание перед использованием радиаторов с тепловым насосом?

Размер радиатора должен обеспечивать температуру подачи до 55 ° C

Радиаторы должны быть большего размера, чтобы обеспечивать температуру подачи, совместимую с тепловым насосом.Более высокие температуры подачи снижают коэффициент полезного действия (CoP) и, следовательно, эффективность системы отопления.

Используйте байпасные радиаторы, чтобы избежать коротких циклов

Во избежание коротких циклов работы теплового насоса в режиме обогрева помещения, примерно 25% радиаторов следует использовать в качестве байпасных радиаторов, то есть без термостатических регуляторов. Эти байпасные радиаторы следует устанавливать в местах, где не требуется тщательный контроль температуры, например в коридорах. Если во всех зонах требуется тщательный контроль температуры, следует использовать буферную емкость.

Расскажите о своих планах по совету

Radiator

Могу ли я использовать существующие радиаторы с геотермальным тепловым насосом?

Можно, но если радиаторы еще не увеличены, система отопления будет не такой эффективной, как могла бы.

Чтобы получить достаточное количество тепла от радиатора, температуру на выходе теплового насоса необходимо увеличить примерно до 45–50 ° C. Для получения температуры на выходе 50 ° C КПД теплового насоса составляет примерно три. Таким образом, из каждой единицы электроэнергии, используемой для питания теплового насоса, он производит три единицы тепла.

Поскольку радиаторы в модернизируемых свойствах обычно рассчитаны на температуру потока 71–82 ° C, они могут быть заниженными. В этом случае было бы целесообразно, если возможно, заменить их радиаторами увеличенного размера, которые работают при более низких температурах подачи, совместимых с тепловым насосом (45 ° C-50 ° C).Любая труба с микропроцессором, ведущая к радиаторам, также должна быть заменена.

Помните, что по мере увеличения температуры на выходе теплового насоса его эффективность снижается. Если температура на выходе из радиатора превышает 50 ° C, это снизит эффективность и COP системы теплового насоса, уменьшив преимущества в эксплуатационных расходах.

Как узнать, подходят ли мои радиаторы для теплового насоса?

Чтобы узнать, совместимы ли имеющиеся у вас радиаторы или достаточно ли их габариты для наземного теплового насоса, найдите установщика в надежной сети Kensa.

Вы также можете проверить это, опробовав свои радиаторы в течение отопительного сезона. Подробнее здесь.

Могу ли я использовать комбинацию теплого пола и радиаторов с тепловым насосом?

Да. Тепловые насосы можно использовать для обогрева зданий с системами подпольного отопления, с радиаторами или их комбинацией.Хотя на нижних этажах часто используются напольные системы, возможно, вы предпочтете использовать радиаторы для отопления наверху.

Если вы используете смесь обоих типов систем отопления, необходимо принять во внимание ряд вещей:

Тепловой насос должен работать при более высокой температуре

Из-за меньшей площади поверхности радиаторам требуется более высокая температура подачи для обеспечения теплом помещения. Эта температура означает, что тепловой насос работает менее эффективно, чем если бы система отопления находилась исключительно под полом.

Возможна задержка отпуска тепла

Пол, установленный в стяжке, действует как большой радиатор и поглощает большую часть тепла, производимого тепловым насосом. Это поддерживает низкую температуру возврата к тепловому насосу.

Тем не менее, при низких температурах подачи радиаторы в системе не будут обеспечивать тепло и будут казаться теплыми, пока температура пола не достигнет рабочей температуры. Это может вызвать задержку между включением системы отопления и фактическим нагревом радиаторов.Эта задержка более выражена при первоначальном запуске, но также может возникать при нормальных условиях работы.

Плотность трубы под полом

Из-за более низкой температуры подачи Kensa рекомендует увеличить плотность труб для всех систем подпольного монтажа, используемых с тепловыми насосами. Это поддерживает тепло.

В системах с радиаторами температура подачи 45 ° C может быть снижена до 35 ° C с помощью смесительных клапанов. Однако важно помнить, что напольные покрытия, выступающие в качестве изолирующего слоя, могут нуждаться в температуре потока выше 35 ° C для подпольной системы.

Могу ли я использовать геотермальный тепловой насос для горячей воды?

Да. Земельные тепловые насосы Kensa способны производить накопленную горячую воду до 60 ° C.

Тепловой насос Shoebox может генерировать более горячую воду, чем любая другая система Kensa (65 ° C).Между тем, высокотемпературные тепловые насосы Twin Compact, Evo * и гибридные наземные тепловые насосы могут обеспечивать горячую воду с температурой 60 ° C.

Компания Kensa впервые применила подход к производству горячей воды для бытовых нужд в моделях тепловых насосов с грунтовым источником, что позволяет избежать необходимости в термостатах для горячей воды.

* кроме Evo 17 кВт — только обогрев помещения.

Domestic hot water

Как грунтовые тепловые насосы производят горячую воду?

Когда таймеры для горячей воды для бытового потребления требуют производства горячей воды, трехходовой клапан направляет поток из контура распределения отопления в змеевик косвенного нагрева в накопителе горячей воды.Температура воды от теплового насоса повышается.

Когда период времени производства горячей воды заканчивается, трехходовой клапан переключается обратно на распределение под полом, и температура возвращается к расчетной температуре отопления помещения. Затем тепловой насос возвращается в режим обогрева помещения или выключается, если ни одна из зон не требует тепла.

Из-за низкой температуры подачи, создаваемой тепловым насосом, резервуар для горячей воды должен иметь змеевик увеличенного размера для обеспечения надлежащей теплопередачи.Чем больше размер змеевика в резервуаре, тем лучше площадь теплопередачи и тем выше будет производительность по ГВС.

Насколько сильно геотермальный тепловой насос может нагреть воду?

Максимальная температура горячей воды, которую может производить тепловой насос, составляет приблизительно 65 ° C.

Помните, что чем выше производство горячей воды и потребность в тепле, тем ниже эффективность геотермального теплового насоса. Максимальная температура воды на выходе теплового насоса зависит от многих факторов, в том числе:

  • Максимальное давление контура хладагента
  • Расход горячей воды через змеевик накопителя горячей воды
  • Температура земли
  • Расход по трубопроводу

Компания Kensa первой использовала подход к производству горячей воды для бытовых нужд во всем диапазоне тепловых насосов с грунтовым источником, который обеспечивает оптимальную и эффективную температуру горячей воды, устраняя необходимость в термостатах.Регулирование максимальной температуры воды на выходе с помощью термостата или реле фиксированной температуры может привести к более низкой температуре воды, чем это было бы возможно в противном случае.

Вот почему Kensa использует реле давления хладагента, которое автоматически завершает цикл ГВС в точке самого высокого давления и, следовательно, самой высокой температуры. Это гарантирует, что тепловой насос подает максимально горячую воду с максимальной эффективностью.

После того, как тепловой насос Kensa завершает цикл горячего водоснабжения, внутренний таймер предотвращает начало другого цикла в течение двух часов.Этот таймер настраивается в процессе ввода теплового насоса в эксплуатацию.

Нужен ли мне погружной нагреватель с тепловым насосом?

В стандартном исполнении погружные нагреватели не используются ни в каких моделях тепловых насосов Kensa из-за их возможных дорогостоящих последствий для конечных пользователей.

Однако, если температура 65 ° C требуется круглый год, рекомендуется подключить погружной нагреватель к функции автоматического повышения температуры на моделях Kensa Evo. Наши модели Shoebox обеспечивают температуру 65 ° C без погружения.

Если допустима вода с температурой 60 ° C, рекомендуется запрограммировать погружной нагреватель на повышение температуры до 65 ° C один раз в неделю с помощью таймера для горячего водоснабжения или контроллера Evo (Genesis System Manager).

Если геотермальный тепловой насос производит достаточно горячую воду, нет необходимости в дополнительной подпитке от погружного нагревателя.Тем не менее, погружные устройства могут быть встроены в резервуары с горячей водой в качестве резервных мер.

Можно ли использовать тепловой насос для охлаждения?

Да. Тепловой насос с грунтовым источником в режиме охлаждения предлагает более низкую углеродную и недорогую альтернативу системам кондиционирования или охлаждения.

Уникальные геотермальные тепловые насосы Kensa обеспечивают пассивное охлаждение для сверхнизкого комфорта летом, одновременно подзаряжая землю для более энергоэффективной системы обогрева грунта.

Наши геотермальные тепловые насосы также могут быть изготовлены для обеспечения активного охлаждения здания за счет работы в режиме обратного цикла. Он работает так же, как чиллер.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ОХЛАЖДЕНИИ

Могу ли я использовать геотермальный тепловой насос с бойлером?

Да, это называется двухвалентным нагревом.Двухвалентная система отопления сочетает в себе геотермальный тепловой насос и вторичный котел. Эта система предназначена для подачи тепла в распределительную систему, когда тепловой насос не рассчитан на 100% пиковой нагрузки. Бивалентные системы обычно используются при модернизации, когда уровень теплоизоляции здания недостаточен и тепловой насос не может эффективно удовлетворить всю тепловую нагрузку.

Бивалентные системы должны быть тщательно спроектированы, чтобы избежать слишком высокой температуры обратной воды в контуре отопления.Если эта температура обратки выше встроенной уставки температуры, при которой тепловой насос отключается, тепловой насос никогда не включится, и вся нагрузка будет принята на вторичный котел, что приведет к более высоким, чем ожидалось, счетам за электроэнергию. и выбросы углерода.

Для большинства проектов с тепловыми насосами Kensa стремится подобрать систему таким образом, чтобы она полностью удовлетворяла потребности в отоплении, поэтому двухвалентные системы не нужны. Свяжитесь с Kensa, чтобы обсудить тип установки, который может подойти вашему проекту.

Свяжитесь с нами

Как добиться оптимальной производительности от двухвалентной системы?

Самый простой и наиболее эффективный способ обеспечить максимальную эффективность бивалентной системы отопления, сохраняя при этом комфорт жителя, — это использовать логику управления «или / или».Проще говоря, работает либо тепловой насос, либо вторичный котел, но не оба вместе.

Система работает с использованием внешнего датчика температуры. Он устанавливается на внешнюю температуру, выше которой тепловая нагрузка удовлетворяется только тепловым насосом. Если внешняя температура окружающей среды опускается ниже этой уставки, тепловой насос выключается, а вторичный котел включается для подачи тепла в систему распределения отопления. Из-за более высокой выходной температуры вторичного котла важно, чтобы поток котла смешивался через смесительный клапан с обратным потоком, чтобы снизить температуру до уровня, подходящего для системы распределения отопления.

См. Пример схемы для бивалентной системы

Связанное содержимое

Ambient shared ground loops with ground source heat pumps overcome overheating and provide passive cooling

Активное охлаждение против пассивного охлаждения

Пассивное или активное охлаждение доступно по цене, безвредно для окружающей среды и решает общие проблемы, связанные с перегревом.Обеспечение энергоэффективного, низкоуглеродного и недорогого охлаждения — без ущерба для окружающей среды и перегрева — это баланс, достижимый только с помощью геотермальных тепловых насосов.

Ground source heat pump in a single building

Какова эффективность теплового насоса?

Земельный тепловой насос может производить от 3 до 4 киловатт (кВт) тепла на каждый 1 кВт потребляемой им электроэнергии.Используя свободно доступную тепловую энергию земли, она обеспечивает более высокую эффективность, чем любая другая система отопления. Создавая в 3-4 раза больше потребляемой энергии, тепловой насос может…

Kensa Ground Source Heat Pumps Diagram for Self Builds and Renovations with Renewable Heat Incentive

Сравнение наземных тепловых насосов

Пытаетесь найти лучшую систему отопления для вашей собственности? Благодаря эффективности наземных тепловых насосов эксплуатационные расходы можно снизить на 30-50% по сравнению с ископаемым топливом.Посмотрите, как они сравниваются с другими системами отопления: • Тепловые насосы с воздушным источником и грунтовыми источниками • Нефть и сжиженный газ…

Тепловые насосы для домов в штате Мэн

За последние пять лет в домах и на предприятиях штата Мэн было установлено более 45 000 тепловых насосов. Они являются самой популярной системой отопления среди всех скидок Efficiency Maine, поскольку они предлагают высокоэффективное отопление, кондиционирование воздуха и осушение.Efficiency Maine предлагает скидки на тепловые насосы для жилых, малообеспеченных и коммерческих потребителей.

Heat Pump Outdoor Unit

Наружный блок с тепловым насосом

Как они работают?

Тепловые насосы состоят из наружного блока, подключенного к одному или нескольким внутренним блокам с помощью линейного набора, который передает тепло между ними. Тепловые насосы способны обеспечить эффективное отопление в холодном климате даже при температуре наружного воздуха до -15 ° F.

Есть четыре типа внутренних блоков:

1) Секции
Ductless Heat Pump Wall Unit
2) Единицы этажа
Ductless Heat Pump Floor Unit

3) Потолочные кассеты
Ductless Heat Pump Ceiling Cassettes
4) Канальный
Ductless Heat Pump Mini Ducts

Финансовый пример 1

Один внутренний блок

Установленная стоимость $ 3750
Скидка 1 000 долл. США 90 600
Чистая стоимость 2 750 долл. США
Стоимость в месяц (10 лет 4.9% годовых) $ 29

Примечание. Ваши расходы и экономия могут отличаться.

Финансовый пример 2

Два внутренних блока

Отдельные зоны Мультизональный
Установленная стоимость 7 500 долл. США 7 100 долл. США
Скидка 1500 долларов США 750 долл. США
Чистая стоимость 6000 долларов США $ 6 350
Стоимость в месяц
(10 лет 4.9% годовых)
$ 63 $ 67

Примечание. Ваши расходы и экономия могут отличаться.

Какие преимущества?

  • Недорогое тепло — Тепловые насосы — один из самых дешевых источников тепла. Щелкните здесь, чтобы сравнить затраты на отопление различных систем отопления.
  • Недорогое кондиционирование воздуха — Современные тепловые насосы в два раза эффективнее обычных кондиционеров.
  • Управление по комнатам — При установке с несколькими внутренними блоками тепловые насосы позволяют регулировать температуру по комнатам.
  • Безопасность — Поскольку тепловые насосы имеют электропитание, риск утечки продуктов сгорания отсутствует.
  • Качество воздуха — Тепловые насосы фильтруют воздух в помещении круглый год и осушают его летом, улучшая качество воздуха.

Какие еще соображения?

  • Характеристики при низких температурах — Поскольку тепловые насосы извлекают тепло извне, чтобы обеспечить теплый воздух внутри в течение отопительного сезона, по мере того, как на улице становится холоднее, тепловые насосы работают тяжелее, чтобы не отставать, что снижает их эффективность.Например, система, доставляющая четыре единицы тепла на каждую единицу электроэнергии при температуре 50 ° F, может выдавать только две единицы тепла на каждую единицу электроэнергии при температурах ниже нуля. Есть свидетельства того, что на Преск-Айл работают агрегаты с наивысшей производительностью и обеспечивают тепло даже ниже -15 ° F. Но если температура упадет достаточно низко, система может полностью отключиться. Обязательно проверьте минимальную рабочую температуру, указанную для вашего теплового насоса. Если вы испытываете длительные периоды ниже этой температуры, подумайте о дополнительной резервной системе отопления, чтобы поддерживать желаемый уровень комфорта в самые холодные ночи.Если вы используете резервную систему, просто не забудьте снова переключиться на тепловой насос после повышения температуры, иначе вы можете быстро потерять экономию энергии.
  • Движение воздуха — Тепловые насосы не подают свежий воздух в дом, но рециркулируют воздух. Воздух, направленный прямо на вас, может повысить комфорт во время сезона охлаждения, но может быть неудобным во время отопительного сезона. Ознакомьтесь с советами пользователей тепловых насосов Efficiency Maine, чтобы узнать о рекомендуемых настройках вентиляторов для сезона отопления и охлаждения.
  • Распределение тепла — Тепловые насосы полагаются на движение воздуха для распределения тепла. Это может затруднить попадание тепла из-за углов и в тупик. Ознакомьтесь с советами пользователя и рекомендациями по установке теплового насоса Efficiency Maine, чтобы узнать, как получить максимальную отдачу от теплового насоса.
  • Взаимодействие с основной системой отопления — Если вы думаете об использовании теплового насоса вместе с другой системой отопления, убедитесь, что тепловой насос установлен так, чтобы он не конфликтовал с термостатом другой системы.Такой конфликт может привести к тому, что одна система будет препятствовать работе другой. Это не представляет опасности, если вы используете тепловой насос в качестве единственной системы отопления. Ознакомьтесь с рекомендациями по установке теплового насоса Efficiency Maine, чтобы узнать, где установить тепловой насос.
  • Эстетика — Внутренние и внешние блоки могут быть более заметными, чем компоненты других систем отопления.

Полезные ссылки для теплового насоса

.

Want to say something? Post a comment

Ваш адрес email не будет опубликован.