тепловых насосов: как кондиционер может быть обогревателем?
Что выбрать: портативный кондиционер или портативный кондиционер, который также работает как обогреватель? Если вы хотите сэкономить немного мелочи и избавиться от беспорядка в доме, последний может быть хорошим выбором для вас.
Но как это работает? Каким образом прибор, предназначенный для охлаждения воздуха, обеспечивает также тепло? На самом деле это довольно просто, как эта статья поможет вам понять.
Прежде всего, вы должны знать, что термин «тепловой насос» — в научном жаргоне — относится к любому устройству, используемому для перемещения тепла из одного места в другое. Существует много типов тепловых насосов (см. нашу статью о термоэлектрическом охлаждении, чтобы узнать о твердотельных тепловых насосах). В этом смысле кондиционеры, холодильники и морозильники — это все тепловые насосы, которые обычно используются для охлаждения путем перемещения тепла в другое место.
На профессиональном жаргоне HVAC тепловой насос — это отдельное устройство, которое можно использовать для обогрева и охлаждения одного и того же помещения.
Холодильный цикл
Чтобы лучше понять, как все это работает, полезно понять основы парокомпрессионного холодильного цикла . Говорите ли вы о портативном кондиционере или о центральном кондиционере, механика одинакова. Химический хладагент «переносит» тепловую энергию (тепло) от одной части системы к другой, а затем отдает ее.
Этому способствуют четыре основных компонента:
- Компрессор. Компрессор сжимает хладагент (например, хладагент, хотя сегодня хладагент используется реже, чем другие более экологичные хладагенты) и превращает его в горячий газ под высоким давлением, который закачивается в конденсатор.
- Конденсатор. Конденсатор представляет собой длинную спиральную трубку (как на задней части холодильника).
Когда хладагент проходит через него, тепло рассеивается в окружающую среду (обычно помогает вентилятор). Когда он охлаждается, он снова превращается в жидкость, прежде чем попасть в расширительный клапан. В центральном кондиционере конденсатор находится снаружи дома, поэтому тепло остается снаружи. В переносном блоке тепло от змеевиков конденсатора выбрасывается наружу через вытяжной шланг. - Расширительный клапан. Расширительный клапан дополнительно снижает давление хладагента, возвращая его в жидкое состояние перед закачкой в испаритель.
- Испаритель. Испаритель представляет собой еще один длинный змеевик. Внутри этого змеевика, подвергаясь меньшему давлению, хладагент начинает превращаться в газ. Когда он испаряется, он забирает тепло из воздуха, чтобы использовать его в качестве энергии для преобразования жидкости в газ. Поскольку газ поглощает тепло, холодный воздух, образующийся в процессе, выдувается в помещение вентилятором.
Когда хладагент проходит через него, тепло рассеивается в окружающую среду (обычно помогает вентилятор). Когда он охлаждается, он снова превращается в жидкость, прежде чем попасть в расширительный клапан. В центральном кондиционере конденсатор находится снаружи дома, поэтому тепло остается снаружи. В переносном блоке тепло от змеевиков конденсатора выбрасывается наружу через вытяжной шланг. Затем холодный газ низкого давления из испарителя возвращается в компрессор, и цикл начинается снова.
Короче говоря, кондиционер забирает тепло с одной стороны системы (внутри) и передает его на другую сторону системы (снаружи).
От кондиционера к обогревателю
Можно ли обратить процесс теплопередачи? Да! Добавление одного компонента — реверсивного клапана — это все, что нужно для реверсирования потока тепловой энергии через систему теплового насоса.
При переводе в режим обогрева реверсивный клапан переключается, и поток хладагента через систему меняет направление. Горячие змеевики конденсатора теперь становятся холодными змеевиками испарителя, и наоборот. Вместо того, чтобы выпускать горячий воздух наружу, холодный воздух выбрасывается, а нагретый воздух нагнетается в помещение.
Является ли тепловой насос лучшим обогревателем?
Так почему же вы предпочитаете кондиционер с функцией обогрева, а не обычный обогреватель? Помимо ранее упомянутых преимуществ экономии места (меньше бытовых приборов в доме) использование теплового насоса имеет очень реальное экономическое и экологическое преимущество: Тепловой насос потребляет меньше электроэнергии.
В качестве доказательства давайте сравним пару продуктов NewAir. Нагреватель кондиционера воздуха NewAir AC-14100H потребляет менее 1000 Вт для охлаждения мощностью 10 000 BTUS, и лишь немногим менее эффективен при обогреве. Напротив, даже высокоэффективный нагреватель сопротивления, такой как NewAir AH, потребляет 1500 Вт для создания всего 5120 БТЕ тепла. Это увеличение на 50% больше энергии, используемой только для половины мощности нагрева.
На это есть научные причины. Нагреватели сопротивления преобразуют энергию в тепло, посылая электричество через резистор. Несмотря на то, что 100 % потребляемой электроэнергии преобразуется в тепло, все равно требуется много энергии для обогрева целой комнаты.
Однако тепловой насос использует естественные свойства термодинамики для перемещения тепла из одного места в другое. Электричество, используемое системой, используется только для питания компрессора и вентиляторов, а не для создания тепла, поэтому требуется гораздо меньше энергии.
Это означает, что при использовании теплового насоса вы потратите гораздо меньше денег на оплату счетов за электроэнергию, чем при использовании отдельного обогревателя, и получите больше тепла!
Поскольку они потребляют значительно меньше электроэнергии, тепловые насосы становятся популярным выбором для систем отопления и охлаждения всего дома. Но портативные обогреватели кондиционеров — отличный выбор для людей, которые не могут установить систему для всего дома (скажем, в квартире) или хотят дополнить обогрев и охлаждение только в одной или двух комнатах.
Следует помнить о нескольких вещах:
- Вентиляция портативного устройства должна осуществляться на открытом воздухе независимо от того, работает ли оно в режиме обогрева или охлаждения. Инструкции по установке выпускного шланга и оконного комплекта прилагаются к каждому устройству.
- Даже в режиме обогрева портативный блок все равно будет «кондиционировать» воздух, то есть удалять излишнюю влажность.Это означает, что вам нужно будет периодически опорожнять резервуар для конденсата.
- Режим обогрева не будет столь эффективным, если температура окружающей среды ниже 45°F. Чем ближе температура к замерзанию, тем менее и менее эффективно пытаться просто перемещать тепло в ту или иную сторону. Если вы дополняете существующее тепло от печи, это не должно быть проблемой, потому что переносной тепловой насос рециркулирует уже нагретый внутренний воздух.
Правильно установленный обогреватель переносного кондиционера может обеспечить круглогодичный комфортный микроклимат в помещении, эффективно и действенно.
Обзор кондиционеров с нагревателями
Купить сейчас
Наверх проверка сайта google: googlef81774aefed46174.htmlПоследовательность работы теплового насоса Узнайте о качестве HVAC сегодня 1
Последовательность работы теплового насоса — Каждая электромеханическая часть оборудования имеет свою последовательность работы.
В то время как некоторые производители тепловых насосов немного различаются по порядку работы своих тепловых насосов, общая последовательность работы теплового насоса одинакова для большинства производителей. Таким образом, если у вас нет специального типа теплового насоса (а они существуют — тепловой насос Acadia предназначен для экстремально низких температур на севере, например, в Канаде), последовательность работы вашего отопительного оборудования должна быть очень похожа на описанную здесь. Это основная операция теплового насоса, как и в обычных тепловых насосах.
Тепловой насос Trane
В автоматическом режиме при запросе тепла переключатель термостата замыкается. Это включает контактор компрессора и двигатель вентилятора в системе обработки воздуха. Контактор компрессора замыкается, и компрессор включается вместе с двигателем вентилятора конденсатора. Хладагент внутри холодильного контура начинает течь.
Хладагент в конденсаторе поглощает тепло из наружного воздуха.
Хладагент подается внутрь помещения к змеевику испарителя, где включается вентилятор. Скорость вентилятора обычно ниже для обогрева, чем для кондиционирования воздуха, поэтому вентилятор внутри кондиционера, скорее всего, имеет многоскоростной вентилятор или двигатель вентилятора ECM и управляется на более низкой скорости, чем при включенном кондиционировании воздуха.
Последовательность работы теплового насоса – отраслевые различия
Существует лишь небольшая разница в работе, если вы являетесь владельцем системы теплового насоса Rheem или Ruud.
Поскольку вентилятор электродвигателя и контактор компрессора находятся под напряжением, то и реверсивный клапан. Все остальные производители активируют реверсивный клапан в режиме охлаждения.
Причина, по которой большинство производителей активируют реверсивный клапан в режиме охлаждения, заключается в том, что если клапан выходит из строя, они хотят, чтобы клапан вышел из строя в цикле обогрева, поскольку нагрев важнее, чем охлаждение от кондиционера.
Нагрев воздуха
Хладагент проходит через змеевик испарителя, в то время как воздуходувка продувает воздух через змеевик, где тепло передается от хладагента и змеевика в воздух.
Воздух проходит через воздуховоды и подается в помещения через диффузоры. Воздух рециркулировал и возвращался к воздухообработчику через возврат, где расположен фильтр. Этот процесс нагревает воздух, обеспечивая теплом ваш дом или офис.
Термостат находится возле обратки. Когда термостат определяет, что температура достигла заданного значения, он размыкает переключатель внутри термостата, чтобы выключить нагрев. Контактор компрессора внутри блока конденсатора обесточивается, и компрессор выключается вместе с двигателем вентилятора конденсатора. Вентилятор продолжает работать с временной задержкой, и по истечении времени вентилятор выключается. Это работа без включения цикла разморозки.
Цикл оттаивания
В более холодные ночи, когда тепловой насос работает в течение продолжительного периода времени, тепловой насос собирает иней просто потому, что он обычно работает при температуре ниже точки росы, поэтому влажность накапливается в виде инея или льда на катушки конденсатора.
Этот лед нужно разморозить. Постоянные читатели, которые читают страницы о тепловых насосах здесь, в High Performance HVAC, знают, что метод цикла разморозки обычно использует таймер. Когда тепловой насос работает в течение заданного времени, запускается цикл оттаивания и оттаивает иней или лед на змеевиках конденсатора. Временной интервал в цикле оттаивания устанавливается вручную техником по установке ОВКВ при установке устройства и может варьироваться в зависимости от региона.
Последовательность работы теплового насоса – Методы оттаивания и резервного нагрева
Когда включается цикл оттаивания, реверсивный клапан переключает режим на режим кондиционирования воздуха. Это переключает всю систему теплового насоса в кондиционер в режиме охлаждения. Это необходимо для разморозки змеевиков конденсатора. Этому противодействует контроль размораживания через нагревательные полосы.
Управление оттаиванием включает резервный электрический источник тепла, поэтому тепловой насос продолжает обеспечивать тепло.
Этот временной цикл заканчивается через определенное время, установленное производителем теплового насоса. Все переключается обратно в обычный режим теплового насоса.
Существуют также тепловые насосы с газовыми или масляными печами для резервного нагрева. Он работает так же, как и с нагревательными полосами, описанными выше, за исключением того, что вместо электрических нагревательных полос, обеспечивающих тепло, тепло обеспечивает газовая или масляная печь. Эти системы называются в области HVAC двухтопливными системами и считаются более эффективными, чем тепловые насосы с электрическими нагревательными полосами для резервного тепла.
Устранение неполадок с тепловым насосом
Если вы занимаетесь устранением неполадок с тепловым насосом, вам нужно разбить информацию на группы. Это проблема управления или это механическая проблема? К механическим проблемам относятся проблемы с охлаждением, проблемы с потоком воздуха и механические детали. К проблемам управления относятся реле, термостат теплового насоса и все, что связано с схемой управления системой.