Тепловой насос принцип работы: принцип работы, типы, применение и эффективность тепловых насосов для отопления дома

Принцип действия теплового насоса | Viessmann

Принцип работы теплового насоса очень напоминает по своей сути работу холодильника. В то время как холодильник отводит тепловую энергию и направляет ее наружу, то есть из внутренней части холодильника, тепловой насос делает наоборот: он забирает тепловую энергию от окружающей среды за пределами помещения и преобразует ее в полезную для отопления. Тепловой насос может забирать тепловую энергию как из воздуха внутри помещения или снаружи, так и из грунтовых вод и почвы. И поскольку температура полученного тепла, как правило, не достаточна для того, чтобы отапливать здание или обеспечивать его горячей водой, в дело вступает термодинамический процесс.

В независимости от того, какой тип теплового насоса используется для отопления, в функционал теплового насоса также входит процесс охлаждения, который происходит в четыре этапа.

1. Испарение

Для того, чтобы начать процесс испарения жидкости, необходима энергия. Этот процесс можно наблюдать на примере с водой. Если емкость с водой нагревается до 100 градусов Цельсия (тепловая энергия подается) вода начинает испаряться. При дальнейшем подаче тепловой энергии температура воды не повышается. Вместо этого вода полностью преобразуется в пар.

2. Сжатие газа

При сжатии газа, например воздуха (давление увеличивается), также повышается температура. Вы можете наблюдать это например, если вы придержите отверстие в велосипедном воздушном насосе и начнете процесс «накачки» воздуха, вы почувствуете тепло.

3. Конденсация

Согласно закону сохранения энергии при конденсации водяного пара, высвобождается тепловая энергия, которая ранее использовалась для испарения.

4. Расширение

При резком снижении давления в жидкости, находящейся под давлением, температура снижается в несколько раз. Это можно наблюдать на примере баллона с сжиженным газом для кемпинговой горелки. Открытие клапана может привести к образованию льда на клапане баллона с жидким газом даже летом. (Здесь давление снижается с 30 бар до 1 бар.)

Постоянное повторение процесса

Эти процессы происходят внутри теплового насоса в замкнутом контуре. Для транспортировки тепла используется жидкость (хладагент), которая испаряется при очень низких температурах. Чтобы испарить эту жидкость, используется тепловая энергия из земли или наружного воздуха. Для этого достаточно даже температуры в минус 20 градусов по Цельсию. Холодные пары хладагента затем очень сильно сжимаются компрессором. При этом их температура возрастает до 100 градусов Цельсия. Эти пары хладагента конденсируются и отдают тепло в систему отопления. Затем давление жидкого хладагента на расширительном клапане сильно снижается. При этом температура жидкости снижается до исходного уровня. Процесс может начинаться заново.

Процесс на примере воздушно-водяного теплового насоса

Проще всего объяснить этот процесс на примере воздушно-водяного теплового насоса: тепловой насос «воздух-вода» может состоять из одной или двух составляющих. В обоих случаях встроенный вентилятор активно  направляет  окружающий воздух в теплообменник. Через теплообменник проходит хладагент, который переходит из одного состояния в другое при очень низких температурах. Внутри теплообменника хладагент нагревается воздухом из окружающей среды  и постепенно переходит в газообразное состояние. Для повышения температуры, возникающих при этом паров, используется компрессор. Он сжимает пары хладагента и увеличивает как давление, так и их температуру до требуемого значения.

Другой теплообменник (конденсатор) затем передает тепло от нагретых паров хладагента на отопление (теплые полы, радиаторы, буферная емкость или водонагреватель). Хладагент, находящийся под давлением отдает тепло, его температура падает и он снова переходит в жидкое состояние. Перед тем, как поступить обратно в контур, хладагент сначала расширяется в расширительном клапане. После того, как он достигнет своего исходного состояния, процесс процесс в холодильном контуре может начинаться с самого начала.

Принцип работы теплового насоса — Учебный центр Верконт Сервис

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

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

Рабочий цикл теплонасоса

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

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

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

У тепловых насосов есть ряд существенных преимуществ:

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

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

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

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

 

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

 

СК3 — Сервис и техническое обслуживание систем кондиционирования и вентиляции

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

Практические занятия с 09.03.по 15.03

СП1 — Слесарь по ремонту и обслуживанию систем вентиляции и кондиционирования

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

Практические занятия с 09.03.по 15.03

 

 

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

Что такое тепловой насос?

Содержание

Тепловые насосы наиболее распространены во всем мире. Тепловой насос — это оборудование, которое преобразует механической энергии в тепловую энергию . Тепловой насос работает по термодинамическому принципу (т. е. холодная жидкость превращается в теплую жидкость при сжатии в небольшом объеме). Если этот насос работает в обратном направлении (т. е. когда жидкость расширяется, она становится холодной), такой насос называется 9.0005 обратный тепловой насос . Это означает, что тепловые насосы и обратные тепловые насосы работают по одному и тому же принципу (т. е. теплопередача ). В этой статье мы в основном обсуждаем типы тепловых насосов и стоимость их установки.

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос представляет собой насос с электрическим приводом, который переносит тепло из одной области в другую. Тепловые насосы обычно используются для отвода тепла от земли или воздуха для обогрева жилых помещений или рабочих мест. Однако обратный тепловой насос обычно используется для охлаждения конкретного помещения или здания.

Тепловые насосы содержат компрессоры и хладагенты для передачи тепла из одной области в другую. Это часть системы вентиляции и кондиционирования.

Если вы знаете, как работает система кондиционирования воздуха, вы легко поймете, как работает тепловой насос. Тепловые насосы работают по тому же принципу, что и системы кондиционирования воздуха.

Когда вы устанавливаете тепловой насос для своего офиса или шланга, вам не нужно устанавливать отдельный насос для охлаждения или обогрева вашего дома или офиса. По этой причине тепловые насосы предпочтительнее систем кондиционирования воздуха (HVAC) и традиционных систем отопления и вентиляции.

Эти насосы не сжигают топливо для выработки тепла, поскольку они только передают тепло. Поэтому они имеют очень высокий КПД. По этой причине тепловые насосы более экологичны по сравнению с газовыми печами.

Эффективность тепловых насосов определяется с точки зрения SCOP (сезонный коэффициент полезного действия) или COP (коэффициент полезного действия). Чем больше числовое значение, тем выше эффективность насоса и меньше энергии или электроэнергии.

Правительство Великобритании объявило, что газовые котлы должны быть полностью заменены тепловыми насосами к 2050 , а после 2025 продажа газовых котлов будет незаконна . По этой причине в UK набирают популярность тепловые насосы.

Как работает тепловой насос?

Тепловой насос представляет собой электрическое оборудование, которое подает тепло от источника (низкотемпературная область) к приемнику (высокотемпературная область). Тепловой насос работает по принципу передачи тепла . Тепловой насос работает следующим образом:

1. Прежде всего, жидкий хладагент подается во внутренний змеевик через расширительное устройство. Этот внутренний змеевик работает как испаритель.
2. Когда внутренний воздух дома или другого здания проходит через змеевик, хладагент извлекает тепло из воздуха и снижает температуру воздуха. Этот охлажденный воздух дует по воздуховодам помещения и охлаждает помещение. Поскольку хладагент поглощает теплоту воздуха в помещении, температура хладагента увеличивается, и он превращается в газообразный хладагент.
3. Когда жидкий хладагент превращается в газообразный хладагент, он поступает в компрессор. Компрессор сжимает газовый хладагент; из-за этого температура и давление газа становятся очень высокими.
4. После процесса сжатия сжатый газ-хладагент поступает в наружный змеевик.
5. Эти наружные змеевики работают как змеевики конденсатора, снижая температуру сжатого газа и снова превращая его в жидкий хладагент. Имеется наружный вентилятор для подачи наружного воздуха (т. е. атмосферного воздуха) в наружные змеевики.
6. Атмосферный или окружающий воздух дома имеет более низкую температуру, чем температура сжатого газа. Таким образом, тепло сжатого газового хладагента передается в окружающий воздух через наружные змеевики.
7. После теплообмена газообразный хладагент превращается в жидкость. Этот жидкий хладагент переносится из наружного змеевика в расширительный клапан для дальнейшей обработки.
8. Когда горячий жидкий хладагент поступает в расширительный клапан, он расширяет хладагент и снижает его давление. Этот процесс быстро превращает горячий жидкий хладагент в холодный жидкий хладагент. Когда хладагент остывает, он перекачивается обратно во внутренний змеевик, и весь цикл повторяется.

Работа реверсивного теплового насоса

Реверсивный тепловой насос работает в цикле отопления . Этот насос устанавливается в помещении или здании, которое необходимо утеплить. В цикле отопления насос забирает тепло из окружающей среды и подает его в помещение. Цикл нагрева работает следующим образом:

• В первую очередь жидкий хладагент поступает в наружные змеевики, где извлекает тепло из наружного воздуха. В результате процесса теплопередачи температура хладагента повышается, и он превращается в газообразный хладагент.
• Газовый хладагент поступает в компрессор, где сжимается. Из-за процесса сжатия давление и температура газообразного хладагента становятся очень высокими.
• Горячий газ поступает во внутренние змеевики, которые действуют как змеевики конденсатора. Эти змеевики берут тепло от горячих газов и передают это тепло внутрь помещения. За счет этого процесса теплопередачи внутренняя температура помещения становится высокой, и оно прогревается.
• После этого процесса хладагент поступает в расширительный клапан, где охлаждается и превращается в жидкость. После этого процесса жидкий хладагент направляется обратно в наружные змеевики, и весь цикл повторяется.

Для лучшего понимания, посмотрите следующее видео:

Части теплового насоса

Тепловой насос имеет следующие основные компоненты:

1. Expension Valve
2. Compressor
3. .
4. Наружный блок

1) Расширительный клапан

Расширительный клапан используется для регулирования потока хладагента. Поскольку название расширительного клапана означает, что он используется для расширения хладагента.

Когда хладагент расширяется внутри расширительного клапана, давление и температура хладагента падают, и он охлаждается.

Подробнее: Различные типы клапанов

2)Внутренний блок 

Назначение внутреннего блока такое же, как и у наружного блока, т. е. передача тепла снаружи внутрь помещения или наоборот . Есть вентилятор и змеевик.

Змеевик работает как конденсатор (в цикле нагрева) или испаритель (в цикле охлаждения). Вентилятор используется для обдува воздухом змеевиков и воздуховодов дома.

3) Наружный блок

Наружная система имеет вентилятор и змеевик. Этот змеевик работает либо как испаритель (в цикле нагрева), либо как конденсатор (в цикле охлаждения). Вентилятор обдувает змеевики окружающим воздухом для передачи тепла.

4) Хладагент 

Хладагент – это вещество, играющее жизненно важную роль в охлаждении или обогреве помещения. Он циркулирует по насосной системе. Он поглощает тепло и передает это тепло внутрь помещения посредством процесса теплопередачи.

5) Реверсивный клапан

Реверсивный клапан используется в реверсивном тепловом насосе. Он позволяет хладагенту течь в обратном направлении.

6) Компрессор 

Основной задачей компрессора является сжатие хладагента и повышение его давления и температуры. В тепловых насосах используются различные типы компрессоров, некоторые из них приведены ниже:

• Центробежный компрессор
• Поршневой компрессор
• Screw compressor
• Diaphragm compressor

Read More: Different types of Compressors

Types of Heat Pumps

The heat pump has the following major types:

1. Air source pump
2. Solar
3. Геотермальный тепловой насос
4. Водяной насос
5. Вытяжной насос
6. Гибридный насос
7. Бесканальный насос

1) Воздушный тепловой насос

Воздушный тепловой насос получает тепло из области с низкой температурой и передает его в вашу комнату или дом для повышения температуры.

Этот насос используется для передачи тепла между двумя теплообменниками. Первый теплообменник установлен снаружи помещения, он имеет несколько ребер и вентилятор, используемый для продувки воздуха через ребра, в то время как другой теплообменник используется для непосредственного нагрева внутреннего воздуха помещения или нагрева воды, которая затем использует тепловые излучатели для нагрева. распространяют тепло по комнате и переносят тепло в комнату.

Этот воздушный насос также используется для охлаждения помещения или здания. Этот тип насоса может также работать как обратный тепловой насос, работающий по циклу охлаждения. В этом насосе внутренний теплообменник используется для отвода внутреннего тепла помещения и его охлаждения.

Эти типы тепловых насосов имеют ту же конструкцию, что и системы кондиционирования воздуха. Размер этих насосов варьируется в зависимости от потребности в тепле.

Эти насосы отличаются низкой стоимостью, простотой установки и эксплуатации. Поэтому они наиболее широко используются во всем мире. Стоимость воздушно-тепловой насосной системы от 10 500 до 18,9 долларов США.75.

Преимущества воздушных тепловых насосов

• Эти типы насосов просты в установке.
• Имеют длительный срок службы.
• Требуют минимального обслуживания.
• Нет необходимости в хранении топлива, так как этот насос использует в качестве топлива окружающий воздух.

Недостатки воздушных тепловых насосов

• Эти насосы производят меньше тепла, чем жидкотопливные и газовые котлы.
• Им нужны большие радиаторы.
• Имеет высокий уровень шума при работе кондиционера.
• Зимой их нужно эксплуатировать постоянно, что увеличивает расходы на электроэнергию.
• Воздушные тепловые насосы имеют низкий КПД.
• Зимой эффективность ниже.
• Если вы живете на газопроводе, воздушные тепловые насосы не подходят.

2) Геотермальный тепловой насос

Геотермальный тепловой насос или система геотермального теплового насоса собирает тепло из грунтовых вод или почвы и передает это тепло отапливаемому помещению. Он поддерживает сравнительно постоянную температуру ниже 9,1 м (30 футов) глубин в течение всего года.

Эти насосы обычно имеют коэффициент полезного действия (КПД) 4,0 в начале отопительного сезона и сезонный КПД до 3,0 при заборе тепла из земли. Эти насосы имеют очень высокие затраты на установку.

Эти типы насосов также можно использовать для охлаждения помещения или здания. Для охлаждения здания он поглощает тепло помещения или здания и передает его земле через контур заземления.

Преимущества системы геотермального теплового насоса

• Экологически чистые.
• Он использует геотермальную энергию, которая является возобновляемым источником энергии.
• Нет необходимости в хранении топлива.
• Геотермальная энергия — это источник энергии, который не иссякнет до разрушения Земли.
• Энергию, производимую этим геотермальным источником, можно легко рассчитать, поскольку она колеблется иначе, чем другие источники энергии (например, ветер и солнце). Это позволяет очень точно прогнозировать выработку геотермальных электростанций.
• Геотермальная энергия более стабильна, чем другие возобновляемые источники, такие как солнечная энергия и энергия ветра. В отличие от энергии ветра и солнца, на Земле всегда есть ресурсы для разработки и использования геотермальной энергии.

Недостатки системы геотермального теплового насоса

• Геотермальные тепловые насосы устанавливаются в фиксированном месте, где доступна геотермальная энергия.
• Геотермальная энергия имеет высокую стоимость.
• Установка этих насосов требует больших затрат.

3) Насос для вытяжного воздуха

Этот насос получает тепло от вытяжного воздуха из помещения и переносит его внутрь помещения или здания. Насос отработанного воздуха нуждается в механической вентиляции. Он нуждается в определенной скорости воздухообмена, чтобы поддерживать его производительность.

Вытяжные тепловые насосы бывают следующих типов:

1. Вытяжные воздушно-водяные тепловые насосы: Он передает тепло в контуры отопления, включая накопительные баки горячей воды.
2. Тепловой насос вытяжного воздуха: Подавал тепло всасываемому воздуху.

Преимущества тепловых насосов на вытяжном воздухе

• Этот насос снижает расходы на электроэнергию.
• Вы можете зарабатывать деньги от RHI (Renewable Heat Incentive), используя этот насос.
• Создает очень низкий уровень шума.
• Компактный дизайн.

4) Солнечные тепловые насосы

Солнечные тепловые насосы также известны как солнечные тепловые насосы. Солнечная энергия используется в этом насосе для нагрева здания или воды. Система SAHP представляет собой устройство, в котором солнечные тепловые панели и тепловой насос объединены в единую систему.

В этой системе солнечная панель действует как источник холодного тепла и используется для передачи выработанного тепла испарителю теплового насоса.

Эти насосы имеют низкую стоимость, производят высокоэффективную энергию и имеют высокий КПД.

Система солнечного теплового насоса имеет следующие два основных режима работы:

1. Прямой нагрев: В методе прямого нагрева солнечная энергия используется непосредственно для обогрева помещения или здания, если аккумулированное тепло имеет достаточно высокую температуру. .
2. Непрямой нагрев с помощью тепловых насосов: Метод косвенного нагрева используется, когда аккумулированное тепло не имеет достаточной температуры для прямого нагрева. В этом методе тепловой насос используется для удовлетворения потребностей в отоплении. Насос получает солнечную энергию и преобразует ее в полезное тепло.

5) Водяные тепловые насосы

Этот насос работает так же, как геотермальный тепловой насос. Однако он использует энергию воды вместо энергии земли. Этот насос извлекает тепло из воды и передает эту энергию в нужное помещение или место.

Принцип работы этих тепловых насосов очень похож на воздушные тепловые насосы.

Водяные тепловые насосы выполняют процесс теплопередачи, пропуская воду через ряд труб. Когда вода циркулирует, она собирает тепло от озер и водоемов и передает его в вашу комнату или здание.

В летнее время эти насосы работают в обратном направлении (т.е. тепло отбирается из помещения или здания и отдается во внешнюю холодную воду). Охлаждающие тепловые насосы имеют более высокий КПД, чем тепловые насосы отопительного цикла.

Преимущества водяных тепловых насосов

• Это энергосберегающий насос.
• Для этого насоса не требуются большие вентиляционные трубы, изоляция, морозильная камера и трубы для циркуляции воды.
• Имеет относительно невысокую стоимость.
• Эти насосы имеют низкие эксплуатационные расходы.
• Простая установка.

Недостатки системы водяного теплового насоса

• В переходный период вы не можете оптимально использовать свежий воздух.
• Эти типы тепловых насосов создают высокий уровень шума.
• Устройство в основном устанавливается на потолке, что затрудняет техническое обслуживание.

6) Гибридные тепловые насосы

Гибридный тепловой насос использует комбинацию ископаемого топлива и возобновляемой энергии для обогрева помещения или здания.

Эти тепловые насосы поглощают тепло из различных источников в зависимости от внешней температуры.

Эти насосы используют нагрев воздуха, когда температура наружного воздуха в помещении выше 4-8 градусов Цельсия и использовать подземные воды в качестве источника тепла при низкой температуре.

В случае, если тепловой насос не работает, гидравлические системы также могут накапливать летнее тепло, перемещая грунтовые воды в воздухообменник.

7) Бесканальный тепловой насос 

Бесканальный тепловой насос также известен как мини-сплит-насос. Эти насосы просты в эксплуатации и дешевле. Это стоило от $ 1200 до $ 9000. Для установки этого насоса также требуется бетонная подушка, которая стоит до 130 долларов.

Максимально большие здания предпочитают мини-сплиты без воздуховодов, которые хотят удобства и гибкости в своих системах охлаждения и отопления.

Как повысить эффективность теплового насоса?

Если вы хотите повысить эффективность вашего теплового насоса, выполните следующие шаги:

1. Не полагайтесь на аварийный обогрев: В нормальных условиях не следует включать режим аварийного обогрева. Включайте этот режим только в экстренных случаях. Когда вы включаете этот режим, он снижает эффективность вашей помпы и увеличивает счет за коммунальные услуги.
2. Держите воздушный фильтр в чистоте: Воздушные фильтры играют большую роль в работе тепловых насосов. Поскольку тепловой насос всасывает воздух из окружающей среды, воздушный фильтр сначала удаляет мусор и другие твердые частицы из воздуха, а затем передает этот чистый воздух в компрессор теплового насоса. Если вы не очистите фильтры должным образом, частицы загрязнения будут задерживаться в фильтрах, и насосу придется сильно поработать. В таких условиях КПД и срок службы вашего насоса будут снижены.
3. Очистите наружный блок от листьев и мусора: Наружный блок должен обеспечивать эффективную циркуляцию воздуха. Для достижения наилучших результатов регулярно удаляйте опавшие листья, мусор и другие загрязнения с наружных блоков вашей системы HVAC.
4. Не накрывайте систему: Тепловые насосы предназначены для использования вне помещений, и их не следует накрывать зимой. Если вы накроете систему зимой, это может привести к серьезным проблемам, таким как заражение насекомыми и плесенью. Оставляйте лед только в холодное время года. Это серьезная опасность, и ваш блок и система должны работать в режиме разморозки.
5. Не беспокойтесь о режиме разморозки: Вам не нужно беспокоиться о режиме разморозки. Этот режим является частью цикла теплового насоса при нормальной эксплуатации зимой. Однако этот цикл завершается всего за несколько минут. Если ваша система долгое время находилась в режиме разморозки, вам необходимо немедленно это исправить.
6. Техническое обслуживание теплового насоса : Для эффективной работы вашей системы вы должны проводить техническое обслуживание и очистку вашей системы не реже одного раза в год.

Сколько стоит замена теплового насоса?

Установка новых тепловых насосов требует больших затрат. Эта стоимость варьируется в зависимости от региона или области, где вы живете, и типа насоса, который вы хотите купить.

Средняя стоимость установки теплового насоса составляет от 10 990 до 61 850 долларов США. Стоимость установки теплового насоса воздух-вода составляет от 9600 до 15120 долларов.

Стоимость установки воздушного теплового насоса варьируется от 10300 долларов и 26120 долларов. Стоимость установки геотермального теплового насоса варьируется от 27 480 до 48 110 долларов.

The below-given table represents the average cost of different heat pump types:

Type	Unit Cost	Installation Cost
Gas-Fired Pump	от 2090 до 6010 долларов	$1,200 to $2,100
Ductless Mini-Split	$1,100 to $3,600	$400 to $1,600
Geothermal Heat Pump	$2,080 to $6,100	$91,000 to $30,000
Air-Source	от 2010 до 5600 долларов	от 1200 до 2100 долларов

Как видите, геотермальные тепловые насосы или тепловые насосы, использующие грунт, имеют более высокую стоимость по сравнению с другими типами тепловых насосов.

Сколько стоит ремонт теплового насоса?

Стоимость ремонта теплового насоса зависит от стоимости рабочей силы и ремонта неисправной детали. The repair cost of the heat pump is given below according to the repair type:

Repair Types	Average Cost
Compressor and condenser	$1,400 to $4,600
Ductwork	$740 to $3,400
Thermostat	$90 to $260
Defroster repairs	$90 to $660
Leaks	$80 to $620
Clear blockage	$70 to $160
Электромонтажные работы	от 90 до 610 долларов

Преимущества и недостатки тепловых насосов

Тепловой насос имеет следующие преимущества и недостатки:

Преимущества теплового насоса

• Это электрические насосы.
• Тепловые насосы имеют низкие эксплуатационные расходы.
• Они требуют минимального обслуживания.
• Имеет долгий срок службы.
• Обеспечивает превосходную безопасность.
• Выделяет сравнительно малоуглеродистые газы.
• Тепловые насосы имеют двойную функцию (т. е. и охлаждают, и нагревают помещение в соответствии с требованиями).

Недостатки теплового насоса

• Эти насосы имеют сложную установку.
• У них высокие первоначальные затраты.
• Они создают проблемы в холодную погоду.
• Эти насосы не отличаются высокой надежностью.

Применение теплового насоса

1. Тепловые насосы чаще всего используются в системах HVAC.
2. Устанавливаются для обогрева зданий.
3. Реверсивные тепловые насосы предназначены для охлаждения различных помещений жилых и коммерческих зданий.

Heat Pump Vs AC

The main difference between a heat pump and an air conditioner system is given below:

Heat Pump	Air Conditioner
A heat pump может охлаждать или нагревать здание.	Кондиционер может просто охладить здание. Он не может обогреть здание.
Внутренние тепловые насосы дешевле, чем кондиционеры.	Кондиционеры стоят дорого.
Эти насосы потребляют меньше электроэнергии, чем кондиционеры в режиме охлаждения.	Они потребляют больше электроэнергии в режиме охлаждения.
Обладает высокой эффективностью.	Имеет низкую эффективность.

Кто делает лучшие системы тепловых насосов?

Ниже перечислены самые известные бренды, производящие лучшие тепловые насосы:

9 503 504 503 5060005 Goodman 4

Марка	Output Capacity	Components	Price/Value	Efficiency
Trane	60,000 BTUs	Very Good	Very Affordable	Up to 20 SEER
RUUD	60 500 БТЕ	Отлично	Отлично	До 23,5 SEER	59,500 BTU	Very Good	Excellent	Up to 19 SEER
Rheem	60,500 BTUs	Very Good	Very Good	Up to 20 SEER
York	От 2 до 5 тонн	Очень хорошо	Очень хорошо	До 20 SEER
Lennox	60,0497	Good	Up to 23. 5 SEER
Coleman	60,000 BTU	Excellent	Good	Up to 20 SEER
Amana	52,000 BTU	Very Good	Very Хорошо	До 21 SEER

FAQ Раздел

Что такое COP?

COP означает коэффициент полезного действия . COP системы кондиционирования воздуха или теплового насоса представляет собой соотношение между теплота, подводимая или отводимая желаемой системой (Q) , и работа, необходимая для желаемой системы (Вт) . Коэффициент производительности используется для представления или измерения эффективности тепловых насосов или кондиционеров. Если значение COP выше, система кондиционирования воздуха будет выше.

При какой температуре тепловой насос теряет эффективность?

Тепловой насос не работает эффективно при температуре от 25 до 40 градусов по Фаренгейту. Когда температура наружного воздуха становится выше 40 градусов по Фаренгейту, тепловые насосы работают эффективно. Когда температура наружного воздуха падает ниже 40 градусов по Фаренгейту, эффективность насоса начинает снижаться.

Может ли КПД теплового насоса меняться?

КПД тепловых насосов варьируется в зависимости от температуры грунта (температура на входе) и температуры, необходимой для нагрева радиатора или пола (температура на выходе).

Тепловой насос какой марки самый надежный?

Наиболее надежными являются следующие бренды:

1. Trane
2. Amana 
3. Coleman
4. RUUD
5. Lennox
6. Goodman
7. York
8. 05
9. Рим

Как выглядит тепловой насос?

В большинстве случаев тепловой насос состоит из двух частей. Первая часть содержит внутренний блок с вентилятором, дополнительным нагревателем и внутренними змеевиками. Вторая часть содержит наружный блок с вентилятором, реверсивным клапаном, компрессором и наружным блоком.

Внешний вид внутреннего блока очень похож на газовую печь. Наружный блок теплового насоса очень похож на центральный кондиционер.

Сколько стоит установка теплового насоса?

Стоимость установки тепловых насосов варьируется в зависимости от района, в котором вы живете, и бренда, который вы хотите приобрести. Средняя стоимость установки теплового насоса составляет от 4000 до 7200 долларов. Стоимость установки геотермального насоса составляет от 90 000 до 31 000 долларов США. Стоимость системы бесканального теплового насоса варьируется от 1900 до 14 600 долларов.

Какой тип теплового насоса наиболее эффективен?

Только геотермальные тепловые насосы являются наиболее эффективными насосами. Эти насосы экологически безопасны и эффективны. Однако они имеют очень высокую стоимость, поскольку требуют много времени и сложной установки. Они потребляют меньше энергии, чем другие традиционные тепловые насосы.

Сколько мини-систем сплит-тепловых насосов обычно используется в доме с четырьмя основными атомами?

Одна mini – сплит-система  в каждой комнате. Это означает, что вам нужно использовать четыре мини-сплит-системы на четыре комнаты.

Какой режим должен быть включен при работе моего теплового насоса?

В случае чрезвычайной ситуации вы должны включить режим аварийного нагрева вашего теплового насоса, когда ваш насос не работает зимой. Если этот режим не включен, помпа будет потреблять электроэнергию; из-за этого ваш счет за электроэнергию будет выше.

Подробнее

1. Различные типы насосов
2. Различные типы компрессоров
3. Работа и типы солнечных насосов
4. Типы котлов

Как работают тепловые насосы? – DW – 31.08.2022

Тепловые насосы работают как холодильник наоборот Изображение: picture Alliance/dpa/dpa-Zentralbild

Природа и окружающая средаГлобальные проблемы

Геро Рютер

92/31 августа 31, 2022

Тепловые насосы рекламируются как экологически безопасный способ обогрева домов, поскольку люди ищут альтернативу нефти и газу. DW объясняет тайны, стоящие за ними.

https://p.dw.com/p/4Fild

Реклама

Около половины домов в Германии отапливаются природным газом, а четверть — мазутом. По мере того, как страна отказывается от ископаемого топлива перед лицом климатического кризиса, многие ищут альтернативы.

Тепловые насосы – одна из широко обсуждаемых технологий. Но как именно они работают?

Тепловой насос извлекает тепло из наружного воздуха, земли или близлежащего источника воды для выработки тепла с помощью так называемого испарительного охлаждения. Вы узнаете, как приятно прикладывать холодную ткань к коже в изнуряющую температуру. Это тот же эффект. Холодная вода испаряется, становится газообразной, и вы остываете.

За этим стоит наука: переход от воды к пару требует много энергии. Чтобы изменить состояние, молекулы воды черпают эту энергию из своего окружения, в данном случае из теплой кожи. Этот процесс вызывает охлаждающий эффект. И наоборот, большая часть этой энергии высвобождается в виде тепла обратно в воздух, как только испарившаяся вода снова становится жидкой.

Тепловые насосы, холодильники и кондиционеры используют эти переходы. Холодильники остывают внутри и нагреваются снаружи. Для тепловых насосов все наоборот.

В тепловых насосах специальный хладагент циркулирует в замкнутой системе трубопроводов. Хладагенты испаряются при очень низких температурах, иногда ниже минус 50 градусов по Цельсию (минус 58 по Фаренгейту).

Тепло от земли или воздуха, например, нагревает хладагент, который затем испаряется в контуре. Компрессор сжимает молекулы газообразного хладагента вместе, еще больше повышая его температуру. Когда он затем снова сжижается, он выделяет дополнительное тепло в систему отопления. Это означает, что тепловые насосы можно использовать для обогрева или охлаждения дома, офиса или любого другого помещения.

Вода, воздух или геотермальный тепловой насос: что лучше?

Хотя существуют разные виды тепловых насосов, все они работают по одному и тому же принципу извлечения тепловой энергии из окружающей среды.

Водяные тепловые насосы могут использовать грунтовые воды или воду из рек или озер. Воздушные работают на обычном воздухе, поступающем извне, или на горячем вытяжном воздухе, производимом на промышленных объектах или в центрах обработки данных.

Для геотермальных тепловых насосов зонды бурят на глубину 100 метров (328 футов) или более в землю, в зависимости от плотности породы. Чем глубже скважина в землю, тем теплее становится.

Грунтовые тепловые насосы более эффективны, но и дороже. Варианты с воздушным источником работают практически везде, но могут быть шумными.

В процессе обогрева здания тепловые насосы могут охлаждать грунтовые воды на 4 градуса или снижать температуру воздуха вокруг него на 10 градусов.

Могут ли тепловые насосы обогревать и в холодную погоду?

Даже в холодные зимние дни под землей, в воздухе или в грунтовых водах достаточно тепловой энергии для обогрева здания. В Скандинавии, например, многие люди отапливаются воздушными тепловыми насосами даже в суровые зимы. Они извлекают тепловую энергию из воздуха при температуре до минус 20 по Цельсию.

Тем не менее, им требуется больше энергии для работы на холоде и лучше в теплую погоду. Тепловые насосы также оснащены нагревательными стержнями, которые используют электричество в качестве резерва.

Сколько электроэнергии потребляют тепловые насосы?

Хотя большая часть энергии берется из окружающей среды, устройствам требуется дополнительная мощность для работы электродвигателя компрессора, насосов и вентиляторов. В хороших условиях один киловатт-час электроэнергии привода может генерировать около шести киловатт-часов тепла. На утепленную квартиру площадью 80 кв. м требуется менее 1000 киловатт-часов электроэнергии в год.

Тепловые насосы более эффективны в новых утепленных зданиях, особенно в домах с подогревом полов и большими радиаторами. В старых домах в Германии воздушные тепловые насосы генерируют около трех киловатт-часов тепла из одного киловатт-часа электроэнергии, согласно исследованию Фраунгоферовского института систем солнечной энергии. При использовании подземных вод в качестве источника энергии выделяется в среднем в четыре раза больше тепла по сравнению с другими.

В принципе, тепловые насосы могут генерировать температуру более 70 градусов Цельсия. Это означает, что они также могут обогревать неизолированные дома со старыми радиаторами. Но тогда потребление электроэнергии устройством будет значительно выше.

Дешевая комбинация: питание теплового насоса с солнечными панелями на крыше Изображение: picture Alliance / dpa

Экономически выгодно использовать солнечную энергию для тепловых насосов?

Солнечная энергия с вашей крыши дешевле, чем из электросети, а также безвредна для климата. Но солнечные модули производят гораздо меньше электроэнергии в более холодных условиях. Таким образом, для производства такого же количества электроэнергии в зимний отопительный сезон потребуется больше. Или вам придется покупать дополнительную электроэнергию.

Могут ли тепловые насосы охлаждать?

Современные насосы могут переключаться из режима нагрева в режим охлаждения. В этом случае тепловая энергия внутри зданий просто передается наружному воздуху или грунтовым водам. Точно так же современные кондиционеры могут нагревать.

Опасны ли хладагенты для климата?

Большинство из них. Химические хладагенты, называемые гидрофторуглеродами, традиционно использовались в качестве хладагентов, используемых в тепловых насосах и системах кондиционирования воздуха. Они до 4000 раз более вредны для климата, чем CO2, если они попадают в атмосферу, что может произойти в результате утечки или неправильной утилизации.

В настоящее время все больше и больше тепловых насосов продается с более безопасными для климата хладагентами пропаном, CO2 или аммиаком. Европейский союз постепенно отказывается от использования ГФУ в тепловых насосах и кондиционерах в пользу более экологичных альтернатив.

Альтернативные источники энергии в Германии столкнулись с блокпостами

Для просмотра этого видео включите JavaScript и рассмотрите возможность обновления до веб-браузера, поддерживающего видео HTML5

Эта статья была первоначально опубликована на немецком языке.

No related posts.