Тепловой кондиционер: Что дешевле: газ, тепловой насос или инверторный кондиционер

ПРЕИМУЩЕСТВА СЕРИИ

Сиситема очистки воздуха Plasma Quad
Воздух, подобно воде, мы используем неосознанно. Тем не менее, это важнейший фактор, влияющий на здоровье человека. Обычно воздух содержит множество загрязняющих частиц. Их нужно удалить и нейтрализовать для того, чтобы сделать его чистым и свежим. Уникальная система очистки воздуха «Plasma Quad» («плазма квад») имеет 4 направления действия: бактерии, вирусы, аллергены и пыль.






 
_{^{Естественный воздушный поток
Для того чтобы воздушный поток кондиционера был безопасным и здоровым, он должен быть близким к тому, что встречается в природе. Компания Mitsubishi Electric нашла решение, назвав его «Естественный воздушный поток». Имитировать его позволяет гибкое управление исполнительными устройствами внутреннего блока серии FH.}}

Высокогорный курорт Киригамине — это одно из самых известных туристических мест в Японии, которое ежегодно привлекает своей атмосферой и красотой тысячи туристов со всего мира. Компания Mitsubishi Electric способна воссоздать ощущение этого курорта у вас дома. Для этого были измерены и проанализированы  параметры естественных воздушных потоков. Используя полученные результаты, разработчики запрограммировали управление вентилятором внутреннего блока серии FH таким образом, что оно передает особенности природных потоков и незаметно создает ощущение спокойствия и тишины.

3D I-See Sensor
Внутренние блоки систем серии Deluxe MSZ-FH оснащены 3D датчиком температуры. Этот датчик фиксирует излучение в инфракрасном диапазоне (пирометр), определяя дистанционно температуру в различных точках помещения. Датчик имеет ось вращения и состоит из 8 чувствительных элементов, расположенных вертикально. Такая конструкция датчика в сочетании с электромеханическим приводом обеспечивает сканирование объема помещения. Встроенный в электронный печатный узел микроконтроллер обрабатывает полученную трехмерную температурную картину помещения и находит положение людей в помещении. На этих данных базируются режимы автоматического отклонения или наведения воздушного потока, а также режим энергосбережения.

_{^{Поток в сторону от человека
Автоматическое отклонение воздушного потока от пользователя может быть полезно в режиме охлаждения, когда прямой поток кажется слишком сильным или холодным.}}

_{^{Поток на человека
Направление воздушного потока непосредственно на пользователя необходимо для быстрого создания комфортной зоны. Например, в режиме нагрева, когда большая часть помещения еще не прогрелась.}}

_{^{Функция энергосбережения
Функция основана на определении присутствия человека в обслуживаемом помещении. Если датчик фиксирует, что в помещении никого нет, то система автоматически переключается в энергосберегающий режим.}}

Кондиционер наизнанку

Холод. Наша главная проблема и в то же время наше главное достояние. Враг и, одновременно, защитник Земли Русской. А в последние годы — главная проблема электромобилей. И она, кажется, решена. Холод может греть. Более того, холод уже греет. Как? Сейчас узнаете.

Для начала встречайте нашего героя — Toyota Prius Plug-In Hybrid, он же Prius Prime. Подзаряжаемый гибридный хетчбэк с запасом хода на электротяге в 50 км. Ничем, казалось бы, не примечательный. Кроме одной огромной инновации. О которой говорят уже много десятилетий. И которую впервые применила на автомобиле именно Toyota. Имя ей — тепловой насос с впрыском газа, по-английски — gas injection heat pump.

Но сначала — немного предыстории. Недавно мы испытывали плагин-гибрид BMW X5 xDrive 40e. Его тест-драйв мы опубликуем в ближайшее время. Так вот, забегая вперед, скажем: эта без сомнения отличная машина спасовала перед русской зимой со смешной температурой воздуха — всего минус 8 градусов по Цельсию. И ведь у BMW была автономная система электроотопления — чтобы отопить салон и прогреть тяговую батарею, вовсе не требуется запускать бензиновый двигатель.

Казалось бы, воткни подзаряжаемый гибрид в обычную 220-вольтовую розетку и будет тебе счастье: машина за ночь зарядится, батарея будет в тепле, а в заранее запрограммированный час включится электрообогреватель салона и прогреет автомобиль. Садишься зимой за подогретый руль, опускаешь пятую точку в подогретое сиденье и, используя подогретую и полностью заряженную батарею, едешь на электротяге по своим делам.

Так вот, в BMW при температуре -8°C это не работает. Тока в 220-вольтовой розетке не хватает не только на обогрев батареи, но и на обогрев салона. В итоге электропечка, даже когда машина включена в розетку, расходует энергию не из сети, а из батареи, и с парковки вы выезжаете на холодном аккумуляторе, 20% заряда которого уже потрачено на обогрев салона.

В Toyota Prius PHV эта проблема решена. Как? За счет использования более эффективной «печки». Простите нас за долгое вступление, но именно о ее устройстве мы сейчас расскажем.

Собственно, технология не нова, просто в автомобилестроении ее ранее не применяли — не было смысла. Машины с ДВС вообще обходятся без электрообогрева: из-за низкого КПД двигателя внутреннего сгорания образуется очень много «лишнего» тепла — именно оно и используется для обогрева салона. В электромобилях лишней энергии нет, а значит для обогрева приходится использовать то, что может быть потрачено на движение. Согласитесь, энергию жалко.

Все мы видели обычные тепловые электрообогреватели — те, что используются в квартирах, на дачах, в офисах. В полном соответствии с первым законом термодинамики, даже если их КПД равен 100%, то для того, чтобы выделить в час два киловатта тепла, им требуется израсходовать два киловатта электроэнергии. При этом 100% КПД не бывает, а значит, требуется больше. Но можно ли потратить из батареи 1 киловатт электричества и закачать в автомобиль 3 киловатта тепла? Оказывается, можно.

Никакого вечного двигателя тут нет. Тепло берется не из ниоткуда, а из окружающей среды. Абсолютный ноль, как известно, равен -273,15 градусам по Цельсию. То есть все, что выше этого значения, в той или иной степени можно считать теплым.

Далее на сцену выходят хладагенты — замечательные вещества, которые меняют температуру в зависимости от давления. В принципе хладагентом может выступать все что угодно, например, воздух. Но эффективнее использовать специальные вещества — фреоны. Сожмешь такой газ — он нагреется, сбавишь давление — охладится.

А теперь представьте: мы имеем два радиатора, замкнутый контур с хладагентом, и посреди — компрессор. Сжимаем фреон — он нагревается. Загоняем его в радиатор — он отдает свое тепло, нагревая окружающий воздух. Далее снижаем давление — фреон резко остывает. Загоняем холодный газ в другой радиатор — он начинает нагреваться. Впитывая тепло окружающего воздуха.

Ничего не напоминает? Да-да, я описываю устройство простого холодильника: именно таким образом вытягивается тепло изнутри морозильника наружу, где оно рассевается через решетчатый радиатор на задней стенке прибора.

По тому же принципу работает кондиционер, в том числе автомобильный — внешний радиатор рассеивает тепло наружу, внутренний — впитывает тепло из салона машины, охлаждая воздух.

А что если поставить систему задом на перед? Что если заставить климатическую систему работать на то, чтобы температура на улице была еще холоднее, а температура в салоне за счет этого — теплее?

Допустим, мы сжимаем хладагент и его температура становится +45°C. Гоним его во внутренний радиатор автомобильной печки. Тем он остывает до +40. Сбавляет давление и температура хладагента падает до -20 градусов. Но на улице -5°C! В итоге во внешнем радиаторе хладагент нагревается — хотя бы до -15°C. Мы вновь его сжимаем, нагревая тем самым до +45°C, и подаем в салонный радиатор — и так много раз.

Постойте, но что если температура снаружи опустится ниже -5°C? Да и внутри радиатор, разогретый до +45°C, не быстро согреет салон — надо бы потеплее. Все верно — классическая технология теплового насоса работает с разницей температур во внешнем и внутреннем радиаторах до 65 градусов — не больше. Так машину не согреешь.

Наука, однако, на выдумку хитра: тут на помощь приходит технология впрыска испаренного хладагента непосредственно в компрессор. Вкратце схема такова: теплый хладагент, после того как покинул радиатор салонной печки, делится на два потока. Один из них теряет давление и охлаждается. Другой остается сжатым и нагретым.

В дополнительном теплообменнике поток сжатого теплого фреона отдает свое тепло потоку холодного фреона с низким давлением. Далее охлажденный таким образом сжатый фреон разжимается и тем самым охлаждается еще сильнее — на сей раз уже не до -20°C, а до -30°C — то есть при температуре наружного воздуха в -5°C он может нагреться до -15°C быстрее.

Второй поток хладагента с низким давлением, подогретый теплообменником, впрыскивается в компрессор, где смешивается с первым потоком из внешнего радиатора. Но поскольку его температура изначально не очень низка, то и после сжатия хладагента из обоих потоков их температура возрастает не до +45°C, а уже до +55°C. В таком состоянии газ попадает в радиатор печки. И в систему обогрева тяговой батареи — тоже.

Согласитесь, -30°C в наружном радиаторе и +55°C в салонной печке — это уже что-то. Конкретно Toyota уверяет, что ее система способна обогревать салон и тяговую батарею при температуре окружающего воздуха не ниже -10 градусов по Цельсию. Если настали более существенные морозы — у гибрида заведется бензиновый ДВС.

Возникает резонный вопрос — а зачем все эти сложности? Чем плоха обычная электропечка? Ответ очевиден — система с тепловым насосом эффективнее минимум в три раза. Иными словами, если вы тратите 1 киловатт электричества на выработку тепловой энергии, то в лучшем случае вы получаете тот же 1 киловатт тепла. А на деле и того меньше: у печки КПД все-таки не достигает 100%. Если же вы тратите электричество не на выработку тепла, а на его «перекачку» с улицы в салон машины, то, затратив 1 киловатт, вы можете закачать в салон до 3 киловатт тепла!

Как видим, сделать такую систему непросто. Но, как показал пример Toyota – возможно. Судя по всему, обогрев электромобилей с помощью теплонасосов с промежуточным впрыском газа в скором времени станет стандартом для всех EV!

Принцип отопления тепловым насосом. Принцип действия теплового насоса

Принцип работы теплового насоса, как и кондиционера, основан на переносе тепла. Если кондиционер переносит тепло из помещения на улицу, тепловой насос наоборот переносит тепло с улицы внутрь дома, таким образом меняются местами внутренний и наружный блоки. Любой современный кондиционер можно рассматривать, как тепловой насос. Для того чтобы изменять режим «обогрев» на « охлаждение» в кондиционере используется 4-х ходовой клапан, переключающий направление потока фреона. Такие кондиционеры можно рассматривать как тепловой насос «воздух-воздух»,т.е. перекачивает тепло из наружного воздуха в воздух в помещении.

Наш интернет-магазин «Климат-а» занимается продажей , а также проектированием, монтажом и сервисным обслуживанием тепловых насосов.

Отличия кондиционеров от тепловых насосов

Однако, производители кондиционеров ограничивают использование кондиционеров в режиме «обогрев» при низкой температуре окружающей среды. Например, неинверторные кондиционеры ограничены нижней температурой менее -5С.

Инверторные кондиционеры допускается использовать при температуре не ниже -15С.

Поэтому обычный кондиционер нельзя назвать полноценным тепловым насосом, но при выполнении некоторых технических требований, таких как:

1. использование инверторной технологии управления двигателем;
2. подогрев внешнего блока кондиционера
3. подогрев картера компрессора
4. подогрев поддона кондиционера

Возможное использования энергоэффективного отопления тепловым насосом при температуре наружного воздуха до -25С.

Энергоэффективность тепловых насосов

Принцип получения тепла в тепловых насосах отличается от прямого преобразования электрической энергии в тепловую (например, в бойлерах или ТЭН-ах КПД  около 95%) или прямого сжигания газа или топлива (КПД не превышает 70%).

Тепловой насос потребляя 1 кВт электроэнергии перекачивает в помещение от 2Квт до 6Квт тепловой энергии , в зависимости от условий работы, забирая её из наружного воздуха. Энергоэффективность тепловых насосов характеризуется величиной COP (или SCOP).СOP равна отношению произведенной тепловой энергии к затраченной электроэнергии. Наибольший коэффициент СOP теплових насосов в моделях Mitsubishi electric равен 9,1!!!

Современные тепловые насосы «воздух-воздух» и «воздух-вода» имеют наивысшие коэффициенты энергопотребления класса А++, поэтому финансовые затраты по сравнению с отоплением газом меньше в 2раза, а по сравнению с электрическим отоплением в 4 раза.                           

Варианты применения тепловых насосов

1. Воздушное отопление (охлаждение) помещения.
2. Нагрев воды (ГВС)
3. Отопление помещения водяными теплыми полами, радиаторами или фанкойлами
4. Воздушное отопление + ГВС
5. Отопление водяными полами + ГВС
6. Подогрев приточного воздуха в системе вентиляции

Тепловой насос может эффективно взаимодействовать с резервными источниками тепла, например, с проточными электронагревателями или в накопительный бак монтируются погружные ТЭНы. Такое взаимодействие позволяет увеличить температуру воды в системе отопления или ГВС.

Система отопления  с применением теплового насоса легко интегрируется в действующую рабочую систему. Возможно использование теплового насоса до температуры наружного воздуха до -25С, а при дальнейшем снижении температуры применение газового или жидкотопливного котла.

Кондиционер (тепловой насос) Ballu BSUI-09HN8

Как сделать из сплит системы тепловой насос?

Тепловой насос из бытового кондиционера…

Если вы решили кардинально повысить эффективность своей системы отопления за счёт переделки (кустарной переделки) обычного бытового кондиционера в тепловой насос, то могу огорчить – у вас вряд ли что получится. Выполняя такую переделку без достаточной технической подготовки, специализированного оборудования и инструмента вы с большой вероятностью просто испортите свой кондиционер. С другой стороны, если в вашей квартире (доме) установлен кондиционер системы «тепло-холод», оборудованный специальным устройством осуществляющим реверс потока теплоносителя (четырёх-ходовой переключающий клапан), то вы уже являетесь обладателем теплового насоса, и в переделках ваша сплит система не нуждается. Так или иначе, мощность её на нагрев увеличить не получится. И это не смотря на то, что и кондиционер, и тепловой насос — тепловые машины (холодильные машины), работающие по абсолютно одинаковому принципу. Ниже попытаюсь объяснить, в чём тут дело, и так:

Первое о чём необходимо вспомнить – обо всем известном принципе сохранения энергии. На этом принципе основаны законы сохранения энергии абсолютно во всех разделах физики, в том числе и термодинамике. «Термодинамическая формулировка» закона:

Изменение внутренней энергии термодинамической системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил над системой и количества теплоты, переданного системе, и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход.

На этом законе основана работа всех без исключения тепловых машин. Кондиционер – не что иное, как тепловая машина, спроектированная для выполнения конкретной задачи – передачи тепла от одного объекта к другому за счёт выполнения работы двигателем. А сплит система тот же кондиционер, только разделённый на две части.

На бытовом уровне — кондиционером тепло из обслуживаемого помещения передаётся на улицу (в окружающую среду) за счёт работы совершаемой электрокомпрессором. Если поменять местами внутренний и наружный блоки кондиционера, соответственно будет получен и обратный результат – обслуживаемое помещение будет нагреваться за «счёт» улицы. Сколько тепла будет поступать – да столько, какова холодопроизводительн­ость вашего кондиционера. Для облегчения жизни владельцам кондиционеров, желающим использовать свои аппаратики «по полной программе» и придуманы системы «тепло-холод».

Использование кондиционера в качестве теплового насоса ограничивается их конструктивными различиями, определяющие эффективность их работы. Посмотрите в инструкцию, в каких температурных условиях производитель гарантирует работу кондиционера. Для обычного кондиционера это 10 ÷ 46 Гр.С по наружному блоку (температура улицы) и 18 ÷ 30 Гр.С по внутреннему блоку (температура помещения). А теперь подумайте, при какой температуре наружного воздуха возникает потребность в отоплении помещения…

Переделка обычного кондиционера в тепловой насос, работающий в качестве дополнительного нагревательного прибора в обслуживаемом помещении.

Вариант 1. Необходимо разобрать трубную магистраль кондиционера, проходящую сквозь наружную стену и переставить блоки – сделав внутренний блок наружным, а наружный соответственно внутренним. При необходимости использования кондиционера по прямому назначению выполнить перестановку блоков в исходное положение.

Вариант 2. Выполнить модернизацию кондиционера, установив в него четырёхходовой переключающий клапан с той или иной степенью автоматизации.

Готовы вы на перечисленные переделки? Лично я в своей практике таких энтузиастов тепловых насосов не встречал…

Принципиальное конструктивное отличие теплового насоса от кондиционера – конструкция «наружного блока». У обоих аппаратов это теплообменники обеспечивающие теплообмен с окружающей средой. Только теплообменник кондиционера работает в воздухе, а теплообменник теплового насоса работает в грунте и (или) воде и называется тепловым зондом. Конструктивно он выглядит как на картинке:

Прокладка теплового зонда — отдельная серьёзная тема.

Теперь несколько слов об экономичности и эффективности.

Спорить с продавцами и кондиционеров и тепловых насосов, равно как и выяснять у них ,что либо — дело неблагодарное. Некоторые из них способны так заморочить голову, что «позабудешь, где право, где лево». Позволю себе лишь напомнить ещё один принцип термодинамики — коэффициент полезного действия тепловой машины не может равняться единице… Именно поэтому, не затратив энергию невозможно переместить ни одного Вт тепла от одного объекта к другому. Нас и интересует конкретно: какое количество кВт тепла наш аппарат – (кондиционер или тепловой насос) перемещает одним истраченным кВт энергии. У современных холодильных машин это соотношение равняется 3 ÷ 7. Естественно интересны модели с наибольшим коэффициентом. Однако за качество нужно дороже платить.

Думаю, что прочитав эти слова, вы сможете принять решение переделывать или нет свою сплит систему в тепловой насос.

Сравнить Солнечные кондиционеры | Обзоры и сравнение солнечных кондиционеров

Ниже перечислены различные типы солнечных кондиционеров, имеющихся в настоящее время на рынке (Обновлено 10/2012).

Чиллеры на солнечных батареях (коммерческие Только)

Эти холодильные системы могут питаться от солнечных тепловых коллекторов с вакуумными трубками или солнечных концентраторов.Они также могут работать за счет рекуперации энергии отходящего тепла от различных промышленных или коммерческих процессов. В основном эти системы работают на горячей воде или паре, которые можно производить разными способами, в том числе с использованием солнечной энергии.

1. Абсорбционные кондиционеры с охладителем — бромид лития Пример: Yazaki
Может работать на горячей воде в диапазоне 170-200F, в пределах диапазона откачиваемых солнечных батарей.

2. Адсорбционные чиллеры для кондиционирования воздуха — диоксид кремния — Пример: Eco-Max
Может работать на горячей воде в диапазоне 170-200F, в диапазоне откачиваемых трубок солнечной энергии.

3. Абсорбционные чиллеры для кондиционирования воздуха — Аммиак — Пример: Robur (Serval)
Может работать на горячей воде в диапазоне температур> 240F, работает с параболическим солнечным концентрирующим коллектором.

Наша команда установила и настроила несколько эвакуированных ламповые солнечные системы Yazaki, у нас есть сертификат Yazaki установщик в штате. Все вышеперечисленные системы имеют мин. 10 тонн, только для коммерческого использования.

Солнечные кондиционеры на солнечных батареях (для жилых домов) И коммерческие)

В этих кондиционерах используются компрессоры BLDC (бесщеточный постоянный ток) или стандартные компрессоры. типа компрессоров, они получают часть или всю свою мощность от солнечной.Солнечные фотоэлектрические панели вырабатывают постоянный ток, который в некоторых модулях используется изначально, а в других должен быть преобразован в переменный ток.

1. Солнечные кондиционеры со 100% -ным постоянным током — Все компрессоры постоянного тока, вентиляторы и элементы управления — Пример: DC48 Telco / Solar
Система с питанием от постоянного тока, построенная на основе VRF-компрессора постоянного тока, используемого в автономных солнечных мобильных командных пунктах , телеком охлаждение. 48 В постоянного тока, инвертор не используется, очень высокий КПД.

2. Гибридные солнечные кондиционеры переменного и постоянного тока — смешанные солнечные системы переменного / постоянного тока — Пример: ACDC12C
Официально ВИДЯЩИЙ 22 и рассчитанный эквивалент ВИДЯЩИХ 75 или выше с 3 солнечными панелями, принимает питание постоянного тока напрямую, инвертор или батареи не требуются, использует до 100% солнечную энергию. Требует Подключение к сети переменного тока для работы при слабом солнечном свете или в ночное время.

3. Блоки переменного тока «Solar Ready» — Питание переменного тока — Пример: Lennox
Центральная система переменного тока подключается к сети переменного тока, инвертированной из солнечные панели и подключенные к сети переменного тока.Умный маркетинговый подход, использует инвертированную солнечную энергию, но это устройство с питанием от переменного тока.

Гибридные тепловые солнечные кондиционеры (Sedna Aire и различные китайские подражатели)

Производитель заявляет, что имеет запатентованную технологию который использует солнечное тепло, добавленное к нормальному сжатию пара холодильный цикл с заявлением об экономии энергии. Эти гибридные тепловые солнечные «абсорбирующие» воздух кондиционеры подключены к солнечному тепловому коллектору, нагнетательный газ компрессора перекачивается через солнечную коллектор для сбора дополнительного перегрева перед конденсацией.

1. Солнечный гибридный термоабсорбционный кондиционер — кондиционер с солнечным теплом — Пример: Ecoline (Sedna Aire)

* Примечание. Сюда входит так называемый солнечный кондиционер. только на основании заявлений производителя. Мы не могу найти никаких данных для проверки заявлений производителей и наши инженеры не распознают Sedna Aire или аналогичный «гибрид» системы поглощения тепла »в качестве солнечного кондиционера потому что они не верят, что солнечная энергия способствует к любой чистой экономии энергии в системе.Мы не протестировал любой из этих агрегатов.

Одна вещь, которую мы находим особенно любопытной в этих заявлениях, — это вариант нагрева воды Sedna. Если (а мы с этим не согласны) добавление дополнительного перегрева в систему каким-то образом сделает ее более эффективной, то немедленное отключение добавленного перегрева для получения бесплатной горячей воды, похоже, не соответствует сюжетной линии. Даже если основные утверждения в чем-то верны, мы не видим, как можно добиться того и другого.

Узнайте, что такое профессиональные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в Интернете Сообщество говорит о системах Sedna Aire:
http: // hvac-talk.com / vbb / showthread.php? 933472-Sedna-solar-assisted-a-c-are-the-действительно-эффективный

См. Sedna Aire PDF , что утверждает EnergyStar, AHRI & UL (Примечание. * Ни один из трех заявленных сертификатов кажутся поддающимися проверке).

Более профессиональные отзывы о HVAC о солнечно-тепловом гибридном кондиционере Sedna Aire.

http://hvac-talk.com/vbb/showthread.php? 896812-Solar-Assisted-A-C

Кондиционирование воздуха с использованием солнечной энергии: что нужно знать инженерам

Из Информационный бюллетень журнала ASHRAE, 8 сентября 2020 г.

Системы кондиционирования воздуха с использованием солнечной энергии являются частью решения отрасли HVAC & R для разработки систем с низким энергопотреблением и низким уровнем выбросов. Но некоторые системы переменного тока с солнечной батареей могут работать лучше, чем другие.

Ранее в этом году Флоридский центр солнечной энергии при Университете Центральной Флориды выпустил отчет ¹ , в котором подробно описываются параллельные испытания традиционных систем тепловых насосов с солнечным тепловым коллектором и без него.Результаты показали, что солнечный тепловой коллектор не увеличивает производительность системы в режиме кондиционирования воздуха. Тим Мерриган, пожизненный член ASHRAE, член технического комитета ASHRAE 6.7, Солнечная и другие возобновляемые источники энергии, объясняет, что инженеры должны знать о различных типах систем охлаждения с использованием солнечной энергии и о том, как они работают.

1. Как работает кондиционер с использованием солнечной энергии?

Система кондиционирования воздуха с использованием солнечной энергии (AC) представлена ​​в четырех основных конфигурациях, и все они работают по-разному:

• Чиллеры абсорбционные; ²
• Чиллеры адсорбционные; ³
• AC с осушителем; ⁴ и
• Фотовольтаический (PV) источник парокомпрессионного переменного тока.

Первые три требуют подвода тепла либо для регенерации пар абсорбционного хладагента, либо для десорбции пара из адсорбента, либо для вывода воды из осушителя, поэтому солнечные тепловые системы могут использоваться для обеспечения необходимого тепла в этих конфигурациях. Как абсорбционные, так и адсорбционные охладители обеспечивают явное и скрытое охлаждение, в то время как адсорбционные системы обеспечивают только скрытое охлаждение. Жидкие и твердые адсорбционные системы также являются простейшими системами кондиционирования воздуха с использованием солнечной энергии, поскольку адсорбент удаляет влагу из воздуха, а затем регенерируется за счет солнечного тепла.

Для компрессии пара переменного тока, который также обеспечивает как явное, так и скрытое охлаждение, только солнечные электрические системы подходят для обеспечения солнечной помощи. Добавление солнечного тепла к хладагенту в цикле сжатия пара может помочь тепловому насосу только в режиме нагрева. Добавление тепла к хладагенту не работает в режиме кондиционирования воздуха. ⁵

2. Каковы преимущества использования систем кондиционирования воздуха с использованием солнечной энергии?

Кондиционирование воздуха с использованием солнечной энергии, очевидно, также направлено на стремительный рост систем кондиционирования и охлаждения во всем мире.Используя возобновляемые источники энергии, системы переменного тока с солнечной батареей сокращают использование ископаемого топлива и сокращают годовые затраты на электроэнергию. Кроме того, в солнечных системах охлаждения используются природные хладагенты, такие как хлорид лития, вода и цеолиты. ⁶ Таким образом, солнечное охлаждение решает важнейшие проблемы выбросов парниковых газов и истощения озонового слоя. ⁷

3. Существуют ли особые типы зданий, проекты или климатические зоны, в которых системы кондиционирования воздуха с использованием солнечной энергии работают лучше всего?

В то время как все системы кондиционирования воздуха с использованием солнечной энергии работают в зданиях с охлаждающей нагрузкой, здания с охлаждающей нагрузкой, одновременной с пиковым летним солнечным излучением, являются идеальными.Например, если летом в школе нет людей, она, как правило, не является экономически эффективным кандидатом для системы переменного тока с солнечной батареей.

В то время как все системы кондиционирования воздуха с использованием солнечной энергии хорошо работают в солнечном климате, системы кондиционирования воздуха с добавлением адсорбента лучше всего работают во влажном климате, где скрытые охлаждающие нагрузки значительны.

4. С какими проблемами сталкивается рынок солнечного охлаждения и как эти проблемы влияют на инновации / технологии?

В то время как рынок солнечного охлаждения исторически был небольшим (в основном из-за экономики ⁸ ), в последнее время интерес к нему возрос в Европе, особенно в Испании и Италии. ⁹ Небольшие модульные адсорбционные системы охлаждения, которые могут работать на солнечной тепловой энергии, производятся компаниями в Италии и Германии. ¹⁰

По мере появления все большего количества больших и малых систем солнечного охлаждения мы можем ожидать получения более долгосрочных данных о производительности систем, которые помогут убедить рынок в их целесообразности. ¹¹ Кроме того, характеристики больших абсорбционных чиллеров постепенно улучшаются. Соответственно, в двигателях с регулируемой скоростью мощность, необходимая для работы насосов и градирен, уменьшилась, что повысило общую эффективность. ⁶

5. Какие ресурсы следует использовать разработчикам для правильного использования или определения надлежащих систем кондиционирования воздуха с использованием солнечной энергии?

Справочник ASHRAE включает несколько ресурсов:

• Справочник ASHRAE — основы, 2017 г. , глава 2: «Термодинамика и циклы охлаждения»;
• 2018 Справочник ASHRAE — Холодильное оборудование , Глава 18: «Абсорбционное оборудование»;
• Справочник ASHRAE 2019 — приложения для ОВК , глава 36: «Использование солнечной энергии»; и
• 2020 ASHRAE Handbook — HVAC Systems and Equipment , Chapter 24: «Адсорбент для осушения и сушки под давлением.”

6. Каковы некоторые распространенные заблуждения при проектировании этих систем?

В более теплых частях США, где преобладает кондиционирование воздуха, таких как Аризона и Флорида, но даже в других юго-восточных и западных штатах, некоторые компании продвигают, в том числе на отраслевых выставках, системы кондиционирования воздуха с использованием солнечной энергии, которые добавляют солнечную энергию. тепло для парокомпрессионной системы переменного тока. Маркетинговые материалы обычно показывают схему или блок-схему типичного цикла кондиционирования воздуха с компрессией пара — испаритель, компрессор, конденсатор и расширительное устройство.Они также включают солнечный тепловой коллектор, либо откачиваемую трубку, либо концентрирующую пластину, либо плоскую пластину между компрессором и конденсатором.

Типичные маркетинговые материалы по «гибридному солнечному охлаждению» утверждают, что солнечный тепловой коллектор нагревает хладагент в цикле кондиционирования воздуха и помогает компрессору выполнять свою работу, повышая энергоэффективность и экономя энергию для потребителя.

Но на самом деле, согласно принципам термодинамики, солнечный тепловой коллектор фактически увеличивает перегрев хладагента, выходящего из компрессора в дневное время, и, следовательно, снижает эффективность конденсатора, потому что этот перегрев теперь должен быть устранен перед хладагент может начать конденсироваться.Ночью солнечный коллектор мог бы действовать как пароохладитель и отводить тепло от хладагента, но только в том случае, если через теперь уже «не солнечный» коллектор, когда хладагент течет, будет установлен дополнительный контур теплообмена.

На основании недавних испытаний во Флориде, ¹ , общая 24-часовая работа такой системы «гибридного солнечного охлаждения» приводит к снижению энергетических характеристик кондиционера, что, очевидно, не обеспечивает экономии энергии. Фактически, эксплуатация кондиционера, как описано в некоторых маркетинговых материалах о «гибридном солнечном охлаждении», обойдется дороже.Цитируя выводы отчета об испытаниях одной системы «гибридного солнечного охлаждения», проведенного Центром энергетических исследований FSEC за 2020 год, «… технология не оказалась жизнеспособной или приносящей какую-либо пользу». ¹

7. Есть ли что-нибудь еще, что, по вашему мнению, нужно знать разработчикам по этой теме?

Инженеры-конструкторы должны знать, чтобы запросить результаты испытаний по стандарту AHRI 210/240 ¹² для любых тепловых насосов с воздушным источником и кондиционеров менее 65 000 БТЕ / ч (19 кВт).

В ряде систем солнечного охлаждения, абсорбции, адсорбции и осушения, а также в системах кондиционирования воздуха на основе солнечных батарей используются фотоэлектрические модули для подачи электроэнергии на компрессор и вентиляторный блок внешнего конденсатора. Эти системы не нарушают принципов термодинамики и обеспечивают экономию энергии. Бытовые и коммерческие клиенты могут извлечь выгоду из их принятия и использования.

Список литературы

1. Шервин, Дж., П.Фейри. 2020. «Параллельное тестирование солнечного переменного тока SolAire», FSEC-CR-2100-20. ФГУП «Центр энергетических исследований». https://tinyurl.com/yc64ov9a.

2. Справочник ASHRAE 2019 — приложения для ОВК , гл. 36, «Использование солнечной энергии», стр. 36.18–19 («Солнечное охлаждение с абсорбционным охлаждением»).

3. Ван, К. Э. Виноградник. 2011. «Адсорбционное охлаждение: новые возможности для солнечной энергии». Журнал ASHRAE 53 (9): 14–24.

4. 2020 ASHRAE Handbook — HVAC Systems and Equipment, Chap.24, «Адсорбционное оборудование для осушения и сушки под давлением».

5. ASHRAE. 2020. «Солнечное кондиционирование воздуха: как солнечная энергия может охладить ваше здание», Семинар 5, Зимняя конференция ASHRAE 2020 г. https://tinyurl.com/ya5wa9xu.

6. Программа солнечного отопления и охлаждения. 2019. «Солнечное тепло в мире 2019, гл. 4.5. https://tinyurl.com/yamgxs3h.

7. Макгоуэн, М. 2019. «Устранение препятствий на пути расширения применения солнечного охлаждения». Журнал ASHRAE 61 (8): 42–44.

8. solarthermalworld.org. 2020. «Солнечное охлаждение: взгляд на нишу рынка». https://tinyurl.com/yakwvf9b.

9. solarthermalworld.org. 2019. «Солнечное охлаждение на Intersolar 2019». https://tinyurl.com/y9agu9h5.

10. solarthermalworld.org. 2019. «Привлекательный рынок солнечного охлаждения в Италии». https://tinyurl.com/y7c2tc8q.

11. Программа солнечного отопления и охлаждения. 2020. «Публикации проекта (задания)». https://tinyurl.com/y9xvuzkk.

12. Стандарт AHRI 210 / 240-2017, Рейтинг производительности унитарного оборудования для кондиционирования воздуха и воздушного теплового насоса.

Кондиционер с тепловыми солнечными панелями

Сводка

— Презентация солнечного теплового кондиционирования воздуха

— Разное циклы кондиционирования воздуха на солнечной энергии

— Преимущества солнечного кондиционирования: экологически чистый кондиционер!

— Недостатки кондиционирования с солнечными тепловыми панелями

— Установка кондиционера с тепловыми солнечными батареями

— Стоимость солнечная система кондиционирования воздуха

Есть два типа солнечного кондиционирования воздуха: фотоэлектрического солнечного кондиционирования воздуха и солнечное тепловое кондиционирование воздуха.Этот пост будет посвящен воздуху кондиционеры с солнечными тепловыми панелями. Это поглощение или адсорбционный кондиционер, поэтому мы говорим о термическом сжатии.

На этот раз есть больше нет необходимости в электричестве (кроме циркуляционных насосов), механическое сжатие заменяется тепловым сжатием, создаваемым повышение температуры жидкости внутри. Тепло исходит от тепловые солнечные панели. Летом в результате этого процесса образуется холодный воздух. и тепло зимой за счет жидкости, содержащейся в воздухе блок кондиционирования.

Этот тип установка также дает возможность круглогодичного производства бытовых охлажденных вода летом и горячая вода зимой. Эта система хорошая инвестиции в долгосрочной перспективе, так как это сокращает время окупаемости и оптимизирует систему.

Необходимо знайте, что существует несколько типов солнечных тепловых систем кондиционирования воздуха. Дифференциация может проводиться по циклам абсорбции или адсорбции, или открытый или закрытый цикл.Если вы хотите сделать решающий шаг и экипировать вы сами, только специалист в данной области сможет посоветовать вам лучший выбор системы в соответствии с вашими потребностями, вашим ситуации, существующей установке, а также в соответствии с вашими бюджет.

Для обоих типов циклов, мы говорим о сорбционных системах. Разница между два поступают от сорбента. В случае абсорбции сорбент жидкость.В случае адсорбции сорбент твердый. На практике, эта разница не имеет большого значения для вашей установки; операция почти идентична.

Разница будет быть на рабочих температурах, стоимости установки, размер и вес кондиционера. Нет лучше, чем Другие; цикл будет более или менее подходящим в зависимости от характеристики устанавливаемой установки.

Открытый цикл — это система, в которой потребляется хладагент.Вода испаряется в воздух, эта вода не восстанавливается, поэтому это называется открытым циклом. Этот открытый цикл предпочтительно использовать в третичном секторе, потому что он требуется система очистки воздуха с высокой пропускной способностью. Этот цикл называется DEC (для адсорбционного испарительного охлаждения).

К кондиционеру в комнате будет обрабатываться дующий воздух. Сначала он будет осушен, затем увлажняют испарением воды. Тогда физический принцип эксплуатируется; испарение воды в воздухе позволяет снизить его температуру на несколько градусов.Чем больше осушается воздух , тем эффективнее будет охлаждение.

Замкнутый цикл включает тепловое сжатие, заменяющее традиционное электрическое компрессор обычного кондиционера. Этот цикл называется тритерм, потому что он требует трех уровней температуры: захват (солнечные батареи), степень непроницаемости для наружного воздуха, уровень производства холода для кондиционирования помещения.

Когда хладагент жидкость, заправленная как сорбент, нагревается, ее давление повышается естественно.Следовательно, это термическое сжатие. Сжатие жизненно важен для кондиционирования воздуха, потому что он позволяет двум уровням давления получить низкое давление (LP) и высокое давление (HP). Низкий давление позволяет отводить тепло из помещения, кондиционируется, таким образом охлаждая его, в то время как высокое давление позволяет тепло улавливается и выводится наружу.

Очевидное Преимущество такого кондиционирования — воспользоваться бесплатным энергия, обеспечиваемая солнцем.Таким образом, вы значительно уменьшаете свой потребление энергии для кондиционера. Солнечный воздух кондиционирование имеет то преимущество, что производство энергии совпадает со спросом, тем самым ограничивая использование накопителей энергии и таким образом позволяет избежать ненужного повышения счета.

Тепло произведено можно использовать круглый год для горячего водоснабжения или водоснабжения. тепловая сеть зимой. Умножение использования та же панель сокращает срок окупаемости.

Однако это необходимо указать на несколько недостатков солнечного воздуха кондиционирование.Основная проблема гелиотермического кондиционирования воздуха: цена самого кондиционера. Поскольку этой технологии нет несмотря на широкое распространение, цены все еще очень высоки.

Другой майор Недостатком является то, что эти системы предпочтительно рассчитаны на большие до средних мощностей (около 35 кВт), но некоторые производители (SorTech, Invensor) рынок меньше кондиционеры (от 8 до 10 кВт), которые совместимы с установкой некоторых частных домов. Кроме того, это массивные машины.

Перемежаемость солнечный свет необходимо компенсировать, используя резервуары для хранения тепла и с помощью электрического или гидравлического бустера котельного типа.

А солнечный воздух кондиционер не так прост в установке, как традиционный воздушный кондиционер. Важно обратиться к профессионалу, который будет способный помочь вам сделать выбор, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям, в частности, путем проведения технико-экономического обоснования.Действительно, эти технологии не адаптированы ко всем ситуациям.

К сожалению, есть пока нет никаких признаков качества, связанных с установкой солнечной Кондиционеры. С другой стороны, для установки солнечной панели, знаки качества существуют. Для тепловых солнечных панелей выберите профессиональный установщик панелей. Ничто не гарантирует их знание солнечное кондиционирование воздуха, но некоторые конструкторские бюро специализируются на поле.

Вам понравился этот пост? Подробнее здесь: Критерии выбрать свой тип кондиционера

Солнечные кондиционеры в Калифорнии

Кондиционирование воздуха с использованием солнечной энергии (солнечные тепловые кондиционеры) с каждым годом становятся все более популярными в Калифорнии.Звучит достаточно просто — установите панели, отключите блок от сети, и готово! Но есть кое-что, что вам следует знать в первую очередь. Солнечная энергия не для всех. Но это привлекательный вариант, который следует хотя бы изучить большинству домовладельцев Калифорнии.

Поскольку возобновляемые источники энергии находятся на подъеме, также имеет смысл использовать солнце в качестве энергии, когда оно наиболее жарко, с солнечными тепловыми системами кондиционирования воздуха.

Сколько денег я могу сэкономить с помощью кондиционирования воздуха на солнечной энергии?

Сумма, которую вы экономите с помощью солнечного теплового кондиционера, во многом определяется размером и геолокацией вашего дома, средней ценой на солнечную энергию в вашем районе и тем, как долго вы остаетесь в своем доме после инвестиций.

Точно так же, в качестве дополнительного бонуса, они повысят стоимость вашего дома, если вы пытаетесь его продать.

Найдите свой кондиционер с солнечной батареей

Итак, что вам следует выяснить, прежде чем вы решите инвестировать? Во-первых, вы должны узнать стоимость вашего дома на солнечные батареи. Разные дома расположены в разных областях тени и солнца. Район, в котором находится ваш дом, может повлиять на соотношение затрат и выгод при инвестировании в солнечное кондиционирование воздуха.

Как правило, в Калифорнии много солнца, и цены на солнечные панели в этом районе низкие.Кроме того, размер вашего дома может сыграть большую роль в вашем бюджете на монтаж и установку.

Итак, что вы можете сделать, чтобы провести предварительное исследование жизнеспособности перехода на солнечную энергию? Эффективность вашей текущей системы можно измерить, найдя рейтинг SEER (сезонный коэффициент энергоэффективности). Обычно это указано на вашем компрессоре или в справочнике. Если ваш существующий блок A / C имеет рейтинг SEER «7», а вы обновляете его до блока SEER с рейтингом «16», ваша ежемесячная экономия составит примерно 69% с системой SolarCool.

Что такое кондиционирование воздуха с использованием солнечной энергии?

Системы кондиционирования воздуха с солнечной батареей доступны как в блочной, так и в сплит-конфигурации.

Кондиционеры, работающие на солнечной энергии, также могут использоваться для отопления, если они сконфигурированы с системой теплового насоса для холодных месяцев зимой.

Блоки переменного тока, работающие на солнечной энергии, могут сэкономить ваши деньги в долгосрочной перспективе и сохранить прохладу даже в пасмурные дни. Вакуумные трубчатые коллекторы, не требующие особого обслуживания, вырабатывают тепловую энергию, которая может поддерживать работоспособность даже самых энергоемких агрегатов.

Односторонние солнечные тепловые кондиционеры позволяют сэкономить деньги — это право на налоговые льготы и скидки. Чтобы узнать больше об этих способах экономии, установив энергоэффективные системы, позвоните нам или щелкните здесь.

Некоторые преимущества солнечного теплового кондиционирования воздуха

• Устойчивость выбросов парниковых газов от природных источников энергии.
• Масштабируемость / адаптируемость для модернизации и новых установок.
• Чем жарче солнце, тем лучше работает система — в отличие от самых высоких цен на электроэнергию во время пикового спроса.
• Снижает потребление энергии в любое время года.

Теперь мы предлагаем солнечный тепловой кондиционер SolarCool ™. Эта система сочетает в себе современную высокоэффективную двухступенчатую систему кондиционирования воздуха, интегрированную с запатентованной панелью солнечного теплового коллектора. Это самая энергоэффективная солнечная тепловая система переменного тока, доступная на сегодняшний день!

Ключевым элементом является встроенный солнечный тепловой коллектор, который перегревает хладагент системы кондиционирования, что, в свою очередь, снижает требуемую рабочую нагрузку компрессора.Это снижает общее энергопотребление системы, экономя окружающую среду, энергию и деньги.

Хотите узнать больше об установке кондиционирования воздуха smart72 на солнечных батареях? Свяжитесь с нами сегодня!

Представляем кондиционер с тепловым приводом: что это?

Вы слышали о кондиционировании воздуха с тепловым приводом? В противном случае вы, возможно, скоро много услышите об этом.

В настоящее время в глобальном масштабе наблюдается стремление сделать HVAC, в частности, кондиционирование воздуха, более экологически безопасным.HVAC потребляет значительное количество энергии, будь то электричество или природный газ. В кондиционировании воздуха также часто используется хладагент — органическое соединение, некоторые разновидности которого известны как озоноразрушающие вещества. Между тем, изменение климата делает кондиционирование воздуха более важным для нашего комфорта, нашей продуктивности, нашего общего здоровья и благополучия, чем когда-либо прежде. Это уравнение стимулирует инновации, и некоторые из этих инноваций могут изменить мир систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в том виде, в каком мы его знаем.

Чтобы углубиться в концепцию кондиционирования воздуха с тепловым приводом, нам нужно взглянуть на компанию, которая лидирует в этой инновационной технологии: австралийского производителя под названием Chromasun.

Термин «с термическим приводом» и торговая марка «Chromasun» не сразу вызывают мысли о кондиционировании воздуха. Определение «теплового» означает «относящееся к теплу», в то время как Chromasun, как название компании, указывает скорее на солнечное предприятие, чем на что-либо, имеющее отношение к HVAC.

Однако в этом и заключается то, что делает термоуправляемый кондиционер Chromasun такой интересной концепцией: это, по сути, кондиционирование воздуха с тепловым приводом, где тепло поступает от солнечных источников. Chromasun использует так называемый микроконцентратор (или MCT) для сбора солнечной энергии.MCT — это значительно меньший по размеру корпус, чем то, что вы можете себе представить, если представляете фотоэлектрическую солнечную батарею — отсюда и приставка «микро». Chromasun даже называет это «самой компактной солнечной технологией». Благодаря небольшому размеру солнечные коллекторы MCT легче транспортировать, находить место для них и устанавливать — обычно на крыше. Там, где солнечные панели трудно продать многим домовладельцам и предприятиям только из-за нехватки места, MCT Chromasun позволяет собирать солнечную энергию в более удобной упаковке.

Chromasun использует солнечные коллекторы для производства тепла. Этот процесс происходит путем фокусировки и концентрации солнечного света на трубе, заполненной маслом или водой. В конструкции Chromasun используется линза Френеля — линза, используемая в маяках и прожекторах для формирования узких, высококонцентрированных лучей — для концентрации и увеличения света. Это увеличение, в свою очередь, помогает генерировать больше тепла.

В конструкции кондиционирования воздуха Chromasun с тепловым приводом эта солнечная тепловая энергия является движущей силой процесса охлаждения.В системе используются чиллеры, которые обычно используют либо компрессор с электрическим приводом для создания холодного воздуха, либо бойлер, вырабатывающий пар. Последний вариант технически представляет собой переменный ток с тепловым приводом, но в конечном итоге он все еще использует электричество, поскольку котельные системы в первую очередь полагаются на электроэнергию для нагрева воды. Система Chromasun является экологически чистым вариантом HVAC, поскольку она может производить достаточно высокие температуры, чтобы заменить паровую функцию котла, и при этом достигать той же цели.Таким образом, система обеспечивает полное охлаждение, используя только солнечную энергию и удачно расположенную установку MCT.

Если солнце не светит, система Chromasun использует резервный природный газ, который действует как альтернативный источник энергии для чиллеров. Этот резервный источник поддерживает поступающий прохладный воздух до тех пор, пока небо снова не прояснится, и система сможет возобновить сбор и концентрацию солнечной энергии. Как и в случае с другими типами солнечной энергии, система Chromasun, вероятно, по-прежнему не подходит для областей, которые, как правило, имеют много облачного покрова.Однако в более солнечных частях мира, в том числе здесь, в Калифорнии, этот тип охлаждения с использованием солнечной энергии и тепла является разумным, экономичным и устойчивым вариантом.

Основатели Chromasun утверждали, что использование их систем MCT для охлаждения помещений заметно более эффективно и с учетом окупаемости инвестиций, чем покупка фотоэлектрических солнечных панелей. Вместо того, чтобы собирать солнечную энергию и затем преобразовывать ее в полезную электроэнергию, эти системы используют солнечное тепло для управления процессом, который, тем не менее, часто вызывается теплом.Таким образом, вместо использования массива фотоэлектрических панелей для сбора энергии, использования инвертора для преобразования ее в полезное электричество, а затем использования этого электричества для питания системы кондиционирования воздуха, конструкция Chromasun эффективно сокращает средние ступени и направляет солнечную энергию. непосредственно в охлаждение.

Этот фактор является первым значительным преимуществом системы кондиционирования воздуха с тепловым приводом. Во-вторых, он может заменить некоторые из менее эффективных систем кондиционирования воздуха на основе хладагента, представленных на рынке.В совокупности эта конструкция с двойными преимуществами означает как сокращение энергопотребления, так и сокращение потенциально вредных выбросов. Технология Chromasun все еще относительно нова и еще не стала обычным явлением на рынке, но это умная и инновационная концепция, которая может принести много преимуществ для будущего охлаждения дома или на работе. Если вы хотите узнать, возможно ли для вас кондиционирование воздуха на основе тепла — или если вы просто ищете способы сделать использование HVAC более экологичным, — поговорите со своим подрядчиком по HVAC сегодня.

Геотермальное охлаждение — все, что вам нужно знать

Знаете ли вы, что летом можно использовать двор для охлаждения дома?

В этом посте мы подробно расскажем обо всем, что касается геотермального переменного тока: что это такое, как он работает, чем он отличается от обычных систем переменного тока и чем он отличается от геотермального отопления. Мы также поможем вам понять некоторые из основных преимуществ геотермального кондиционера, включая эффективность, стоимость, удобство, комфорт и экологичность.

Да! Ваш геотермальный тепловой насос на самом деле представляет собой систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха два в одном, которая используется как для отопления, так и для охлаждения. Несмотря на вводящее в заблуждение название, геотермальные насосы « heat » столь же эффективны для охлаждения вашего дома летом, как и для обогрева его зимой!

Напомним, геотермальное отопление работает за счет перемещения теплопроводящей жидкости по подземной петле труб под вашим домом или рядом с ним.Это позволяет жидкости собирать тепловую энергию, депонированную в Земле от солнца. Это хорошо работает даже в самые холодные зимы, потому что температура земли ниже линии замерзания составляет 55 градусов по Фаренгейту в течение всего года. Тепло возвращается обратно в насос, а затем равномерно распределяется по всему дому с помощью воздуховодов.

Теперь к большому вопросу: как тот же геотермальный тепловой насос, который обогревает ваш дом зимой, также производит кондиционер летом?

По сути, процесс теплопередачи работает в обратном направлении.Вот краткое объяснение: поскольку воздух циркулирует в вашем доме, тепловой насос отводит тепло из воздуха и передает его жидкости, которая циркулирует в земле. Поскольку земля имеет более низкую температуру (55 ° F), тепло рассеивается от жидкости к земле. Ощущение, когда в ваш дом дует холодный воздух, является результатом процесса удаления тепла из циркулирующего воздуха, передачи этого тепла земле и возврата холодного воздуха обратно в ваш дом.

Вот немного более длинное объяснение: цикл начинается, когда компрессор внутри вашего теплового насоса увеличивает давление и температуру хладагента.Этот горячий хладагент проходит через конденсатор, где он контактирует с жидкостью контура заземления и передает тепло жидкости контура заземления. Затем эта жидкость циркулирует по трубопроводу контура заземления, где отдает тепло земле.

Но вернемся к тепловому насосу. После передачи тепла контурам заземления хладагент проходит через расширительный клапан, который снижает как температуру, так и давление хладагента. Теперь холодный хладагент проходит через змеевик испарителя, чтобы вступить в контакт с горячим воздухом внутри вашего дома.Тепло из воздуха внутри поглощается холодным хладагентом, оставляя только холодный воздух. Этот цикл повторяется, пока ваш дом не достигнет желаемой температуры.

Когда дело доходит до эффективности, геотермальный кондиционер намного превосходит обычный центральный кондиционер. Ваш геотермальный тепловой насос не тратит впустую электроэнергию, пытаясь перекачивать горячий воздух из помещения в и без того жаркую улицу; вместо этого он легко выделяет тепло в прохладное подземелье.

Как вы понимаете, ваш геотермальный тепловой насос всегда будет эффективно охлаждать ваш дом, даже в самое жаркое лето. Установка геотермального кондиционера может снизить потребление электроэнергии на 25-50 процентов! Использование геотермального охлаждения — отличный способ избежать болезненных скачков счетов за коммунальные услуги в предстоящие жаркие летние месяцы.

Чем выше коэффициент энергоэффективности (EER), тем больше энергии вы получаете от своей системы HVAC по сравнению с тем, сколько энергии требуется для ее работы.Система HVAC с EER 3,4 находится в точке безубыточности, где вырабатывает столько энергии, сколько требуется. Геотермальные системы переменного тока обычно имеют EER от 15 до 25, в то время как даже самые эффективные традиционные системы переменного тока имеют EER только от 9 до 15!

Возможно, вы слышали о некоторых других методах измерения эффективности, таких как сезонный EER (SEER) и коэффициент производительности (COP). Однако все эти аббревиатуры — всего лишь сбивающий с толку результат нестандартизации в отрасли.По сути, все они выполняют одну и ту же функцию. Таким образом, независимо от того, какой метод измерения вы используете, рейтинги эффективности систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха остаются неизменными, и геотермальные источники энергии каждый раз побеждают.

Чем эффективнее ваша система HVAC, тем больше вы получите от своих вложений! Выбор эффективной системы HVAC с высоким EER, такой как геотермальный кондиционер, поможет вам минимизировать ежемесячные счета за охлаждение.

Важно отметить разницу между авансовыми и эксплуатационными затратами: авансовые затраты переводятся как единовременные затраты (или множественные единовременные затраты, если вы выберете рассрочку), в то время как операционные затраты повторяются ежемесячно.Обычные системы HVAC обычно имеют более низкую первоначальную стоимость, но более высокие эксплуатационные расходы, в то время как обратное верно для геотермальных систем HVAC.

В конце концов, геотермальный кондиционер обычно оказывается намного более доступным, чем обычный кондиционер, потому что после более высоких первоначальных затрат возникают очень низкие эксплуатационные расходы. Экономия при эксплуатации геотермального переменного тока становится очевидной, когда вы видите свой счет за электричество: геотермальные тепловые насосы сокращают потребление электроэнергии летом!

Самое приятное то, что через несколько лет ваша геотермальная система в конечном итоге окупится экономией! Мы называем это время «сроком окупаемости».

Другими важными соображениями относительно затрат являются федеральные, государственные и коммунальные льготы, предлагаемые домовладельцам, которые переходят на геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с традиционных систем. Геотермальная энергия не сжигает ископаемое топливо для обогрева и охлаждения зданий, поэтому в программах использования возобновляемых источников энергии часто используются финансовые стимулы для дальнейшего поощрения домовладельцев к обновлению и экологизации. Эти финансовые стимулы дополнительно снижают первоначальные затраты на геотермальную энергию, в то время как эксплуатационные расходы остаются прежними. Это означает, что ваш геотермальный «период окупаемости» сокращается еще больше благодаря финансовым стимулам — в некоторых случаях он может достигать пяти лет!

Geothermal — это чистое удобство по сравнению с обычными системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.Если бы вы могли упростить и сократить количество деталей, необходимых для достижения тех же результатов, почему бы вам этого не сделать? В обычных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха разные приборы выполняют разные функции. Эти различные движущиеся части играют свою роль в зависимости от сезона.

Возможно, вы отапливаете свой дом с помощью центральной печи, работающей на природном газе, электричестве или даже масле. Или, может быть, у вас есть котел, работающий на природном газе, топливе или масле. Возможно, вы используете газовые или электрические обогреватели в дополнение к дровяной печи или камину.

Летом это оборудование не используется, и ваше внимание обращается на центральный кондиционер с его различными частями, как внутри, так и снаружи. Как минимум, для обычного отопления и охлаждения требуются две совершенно разные системы для разных сезонов.

Геотермальная система состоит всего из двух частей: контура заземления и теплового насоса. Эта простая, понятная и удобная система может обеспечить как нагрев , так и охлаждение , что экономит ваши деньги, пространство и так много головной боли.Вместо того, чтобы устанавливать, эксплуатировать и обслуживать как минимум два отдельных оборудования HVAC в вашем доме, у вас может быть просто одно, которое будет обслуживать ваш дом круглый год.

Обычные системы центрального кондиционирования обычно служат от 12 до 15 лет. Часто основные компоненты значительно деградируют в течение первых 5-10 лет, вызывая неуклонное снижение эффективности. Они также требуют более регулярного обслуживания и с большей вероятностью будут повреждены, поскольку компрессор подвергается воздействию элементов.

Насос геотермальной системы охлаждения прослужит более 20 лет, а подземная петельная система — более 50 лет. В течение этого времени они также требуют очень небольшого обслуживания, если вообще требуют. Не подвергаясь воздействию элементов, части, которые поддерживают работу геотермальной системы, служат дольше и в течение этого времени сохраняют отличную эффективность.

Одной из причин продления срока службы геотермальной системы является ее защита от внешних воздействий: контуры заземления находятся глубоко под землей, а тепловой насос находится в закрытом помещении.Обе части геотермальной системы с гораздо меньшей вероятностью пострадают от сезонных повреждений из-за колебаний температуры и неблагоприятных погодных условий, таких как снег и град.

Напротив, обычные блоки переменного тока оставляют над землей и на открытом воздухе, поэтому воздействие элементов вызывает повышенный износ. В результате рекомендуется регулярное техническое обслуживание системы, если оно не требуется.

Обычные блоки переменного тока имеют репутацию шумных устройств, но не секрет, почему они такие громкие.Обычные блоки переменного тока ведут непрекращающуюся тяжелую борьбу с наукой, перекачивая тепло из помещения в жаркую погоду и потребляя при этом огромное количество энергии.

Геотермальные системы кондиционирования намного тише, потому что они направляют горячий воздух в помещении в прохладную землю. Вместо того, чтобы беспокоиться о перегрузке вашего кондиционера, вы можете расслабиться и насладиться освежающим комфортом тихого, прохладного дома летом.

Геотермальное охлаждение не оказывает отрицательного воздействия на здоровье, а также отрицательного воздействия на окружающую среду!

Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используют только температуру земли и электричество для выработки тепла или переменного тока для вашего дома.В некоторых случаях геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха все еще могут быть не полностью возобновляемыми, поскольку некоторые поставщики коммунальных услуг поставляют электроэнергию только из невозобновляемых источников энергии.

Тем не менее, вы можете быть уверены, что косвенное использование невозобновляемой энергии геотермальной системой по-прежнему меньше, чем прямое использование ископаемого топлива в любых традиционных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в больших количествах. Таким образом, в целом использование геотермальной энергии вместо обычного переменного тока снижает ваш экологический след.

Геотермальная энергия также лучше обычных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, когда речь идет о воздействии на здоровье человека.Когда вы включаете отопление зимой, обычные системы отопления, работающие на сжигании, создают в качестве побочного продукта окись углерода, которая является ядовитой и вызывает болезнь или даже смерть. Окись углерода не имеет запаха, вкуса и цвета, поэтому ее часто невозможно обнаружить, пока не станет слишком поздно.

Между тем, геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования вообще не сжигают ископаемое топливо ни зимой, ни летом. С геотермальной энергией нет опасности для здоровья ни вам, ни вашим близким!

Более того, качество воздуха внутри вашего дома остается чистым, поскольку в нем отсутствуют пары или твердые частицы, образующиеся при сжигании ископаемого топлива.

В широком смысле это относится не только к качеству воздуха в вашем доме, но и к нашей атмосфере в целом. Переход на геотермальную систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха — одно из самых эффективных действий, которые вы можете сделать для поддержания более здоровой окружающей среды. Только кондиционеры в США ежегодно выбрасывают в атмосферу более 100 миллионов тонн углекислого газа.

Geothermal — это здоровая, безопасная и устойчивая альтернатива обычным системам кондиционирования воздуха, которые имеют негативные последствия как для окружающей среды, так и для здоровья человека.

Думаете о переходе на геотермальный кондиционер на лето? Пришло время обратиться за дополнительной информацией о геотермальном охлаждении для вашего дома. Свяжитесь с нами здесь!

Как тепло от Солнца может охладить всех нас

По мере роста спроса на кондиционеры некоторые видят решение именно в том, что заставляет нас потеть: в Солнце.

Теплопоглощающие панели средней школы Дезерт-Маунтин в Аризоне являются частью крупнейшей в мире солнечно-тепловой системы кондиционирования воздуха.Кредит: SOLID

В отеле Star Sapphire в Давей, Мьянма, гости потягивают кокосовые орехи в прохладной атмосфере кондиционирования воздуха, пока продолжается жаркая тропическая ночь. В семи тысячах километров к западу, в сухом Хартуме, Судан, пациенты отдыхают в больнице Организации Объединенных Наций, окруженные палящим жаром пустыни.

В обоих зданиях приятные условия обеспечиваются кондиционерами, которые частично полагаются на трубки из темного стекла, которые превращают солнечный свет в охлаждающую способность. Это не привычные солнечные батареи, собирающие свет для производства электричества.Вместо этого они используют солнечное тепло для охлаждения зданий с помощью хитрой термодинамической ловкости рук. Исследователи и некоторые эксперты в области энергетики говорят, что эта форма охлаждения, известная как солнечное тепловое, может помочь удовлетворить растущий мировой спрос на топливо для энергоемкого кондиционирования воздуха. Межправительственная группа экспертов по изменению климата прогнозирует, что к 2100 году потребность в электроэнергии для охлаждения увеличится более чем в 30 раз по сравнению с 2000 годом.

Надеясь, что солнечно-тепловая технология приближается к решающему поворотному моменту, исследовательские группы считают демонстрируя свои системы во все большем числе отелей, торговых центров и других зданий по всему миру.Сегодня насчитывается около 1200 установок — это более чем в 10 раз больше, чем десять лет назад. Компании, производящие гелиотермические чиллеры, говорят, что они потребляют на 30–90% меньше электроэнергии, чем обычные кондиционеры, которые работают в большинстве зданий, в зависимости от типа и размера установки. И исследователи работают над тем, чтобы сделать системы более эффективными и дешевыми в строительстве.

Но эта технология сталкивается с серьезными препятствиями, и некоторые эксперты сомневаются, что она когда-либо станет чем-то большим, чем ниша в мире, который каждый год добавляет 100 миллионов обычных кондиционеров, которые используют компрессоры, работающие от электричества.Гелиотермические чиллеры слишком дороги и обычно стоят примерно в пять раз дороже обычных, говорит Даниэль Мунье, инженер компании Tecsol, занимающейся солнечными технологиями, из Перпиньяна, Франция. По его словам, несмотря на то, что цена падает, технологии не хватает субсидий и инвестиций, необходимых для повышения ее конкурентоспособности.

Очень жаль, добавляет он, потому что тепловые системы имеют ряд преимуществ. Они могут снизить пиковый спрос на электрическую сеть, уменьшив отключение электроэнергии и потребность в использовании более грязных источников энергии.Они также молчат и обычно используют экологически чистые хладагенты — вопрос, который приобрел новое значение в октябре, когда более 170 стран согласились поэтапно отказаться от гидрофторуглеродов, используемых в большинстве кондиционеров и холодильников. А солнечное тепло доступно в больших количествах именно там, где потребность в охлаждении наиболее высока. «Это почти как брак, заключенный на небесах», — говорит Христос Маркидес, исследователь солнечной энергии из Имперского колледжа Лондона.

Ключом к кондиционированию воздуха является испарение: охлаждение происходит, когда жидкость поглощает энергию из окружающей среды и меняет фазу на испарение в виде газа.Вот как пот охлаждает наши тела, и это также происходит почти в каждом кондиционере, от небольших оконных блоков до 8-метровых гигантов, используемых для охлаждения больших зданий в Катаре.

В современных электрических кондиционерах жидкий хладагент подается через маленькое сопло в большую камеру. Это вызывает резкое падение его давления, поэтому он быстро испаряется и отводит тепло из воздуха в помещении. Затем газообразный хладагент перемещается в другую камеру, где механический компрессор, работающий от электричества, сжимает газ для дальнейшего повышения его температуры.Этот горячий газообразный хладагент затем проходит через конденсатор — часто змеевик из тонких трубок — где он снова превращается в жидкость и выводит тепло наружу. Затем жидкий хладагент впрыскивается обратно в испарительную камеру, и цикл повторяется.

Этап сжатия газа необходим, потому что для эффективного отвода тепла на открытом воздухе хладагент должен быть очень горячим, прежде чем он пройдет через конденсатор, — объясняет Колин Чиа, соучредитель сингапурской компании Ecoline, которая разработала систему кондиционирования воздуха для отеля Star Sapphire. система.В электрических агрегатах это делается механически. Но есть другой способ — просто использовать тепло.

Один из старейших кондиционеров, построенных на этом принципе, сжигал древесину для подачи тепла и был представлен на Всемирной выставке в Париже в 1878 году. Это была «чудесная старая машина», — говорит Кристиан Холтер, исполнительный директор SOLID. компания в Граце, Австрия, которая специализируется на крупномасштабных солнечно-тепловых системах охлаждения и отопления. Эти устройства, называемые абсорбционными чиллерами, используют солнечное тепло для выкипания хладагента из раствора — обычно воды из солевого раствора или газообразного аммиака из воды.Затем газообразный хладагент проходит стадии конденсации и испарения, аналогичные таковым в системах сжатия (см. «Два способа охлаждения»).

Предоставлено: Wes Fernandes / Nature

Компрессия доминирует на рынке, потому что «ее легко купить, подключить и запустить», — говорит Холтер. Но еще в 1980-х годах растущее беспокойство по поводу озоноразрушающих хладагентов, используемых в компрессионных кондиционерах, возродило интерес к тепловым системам.Однако они никогда не прижились, потому что они не могли конкурировать с теми, кто работает на дешевой электроэнергии, и потому, что их источник тепла — сжигание биомассы или природного газа — трудно контролировать.

Heat from the Sun не имеет этих проблем. В современных гелиотермических системах специальные коллекторные трубы или пластины поглощают энергию солнечных лучей и затем передают это тепло абсорбционному охладителю. На данный момент SOLID установила крупномасштабные системы в 18 школах, офисах и на складах в 10 странах.Одна из них, крупнейшая на сегодняшний день в мире солнечно-тепловая система охлаждения, с 2014 года охлаждала среднюю школу в Аризоне, где кондиционирование воздуха обычно составляет значительную часть годового счета за электроэнергию.

Академические исследователи и компании также пытаются улучшить работу другими способами. Большинство абсорбционных чиллеров, включая SOLID, нагревают хладагенты примерно до 80 ° C. Если бы температуру можно было поднять до 120–170 ° C, тогда бы больше хладагента испарилось и циркулировало бы в виде газа в системе одновременно, что сделало бы агрегат более эффективным.

Это означает, что солнечный коллектор должен более эффективно концентрировать солнечное тепло. Некоторые специализированные коллекторы могут следовать за Солнцем и достигать температуры до 400 ° C, но они дороги. Чтобы разработать более дешевую альтернативу, группа под руководством инженера Роланда Уинстона из Калифорнийского университета в Мерседе совершенствует конструкцию коллекторных трубок. В трубках команды есть специальный металлический элемент, который быстро передает тепло гликолевой жидкости во внутренней медной трубе.

Команда Уинстона также помещает изогнутые листы светоотражающего материала под внешние трубки, что помогает им собирать солнечную энергию при движении Солнца по небу.Система может нагревать гликоль до 200 ° C и сейчас проходит испытания с различными охладителями.

Другие команды оставляют абсорбционные чиллеры и строят совершенно новые системы. Группа, возглавляемая Стивеном Уайтом из Организации научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO) в Ньюкасле, Австралия, разработала систему с осушающим колесом, которая с июня 2016 года охлаждает торговый центр в Балларате, штат Виктория. Сначала окружающий воздух проходит через медленно вращающееся колесо, содержащее материал, который адсорбирует влагу, оставляя воздух горячим и сухим.Этот сухой воздух попадает в камеру, где он вызывает испарение воды, тем самым понижая температуру. Холодный влажный воздух используется для охлаждения воздуха из здания, проходящего через отдельный канал. Затем этот влажный воздух выбрасывается наружу, а солнечное тепло используется для сушки адсорбирующего влагу материала в колесе.

Свежие подходы в порядке, потому что абсорбционные чиллеры дороги и сложны в изготовлении, — говорит Майк Деннис, частный консультант по солнечной энергии из Канберры. «В них нет никакого смысла», — говорит он.Для превращения солнечного света в электричество проще использовать фотоэлектрические панели, которые затем могут запускать стандартные компрессионные кондиционеры. Падение цен на фотоэлектрические элементы делает такие системы все более привлекательными.

«Это почти как брак, заключенный на небесах. ”

Фотоэлектрические системы теперь получают выгоду от экономии за счет масштаба, а также от огромных государственных субсидий и инвестиций, которых нет в солнечно-тепловых технологиях, говорит Мунье.«Я опасаюсь, что конкуренция нечестная».

Другой подход — создать гибрид: обычную электрическую компрессорную машину, которая использует солнечное тепло для помощи потребляющему энергию компрессору. В качестве примера можно привести систему кондиционирования воздуха Ecoline в отеле Star Sapphire.

Чтобы создать систему, Чиа вставила U-образную медную петлю в каждую трубку солнечного коллектора, а затем соединила медные трубки в длинную ленту. Гликоль внутри труб быстро передает тепло от трубок к резервуару с гликолем.Другой набор медных трубок, содержащих хладагент, змейками проходит через резервуар, нагревая хладагент. Затем хладагент проходит через компрессор. Он превращается в газ намного легче, чем в стандартной системе, потому что он уже очень горячий.

Компания установила более 1000 кондиционеров в 6 странах, а в середине 2018 года будет кондиционировать общежитие в Сингапурском технологическом университете Наньян. В ходе параллельных испытаний, по словам Ecoline, ее кондиционер позволил сэкономить 35% энергии по сравнению со стандартным высокоэффективным кондиционером.По словам Чиа, гибридные системы стоят на 15% дороже в установке, но дешевле в эксплуатации и окупаются за 2 года, исходя из цен на электроэнергию в Сингапуре.

Сторонники уверены, что расходы значительно упадут, если рынок солнечной энергии расширится. Постдок Уинстона Лун Цзян отмечает, что в 1990-х годах эвакуированные трубы, используемые для солнечного нагрева воды, стоили более 100 долларов США за метр, но теперь они стоят всего 2–3 доллара из-за массового производства, обусловленного широким использованием систем в Китае.

Другие говорят, что тепловые технологии могут использовать отходящее тепло, а фотоэлектрические, которые собирают только свет, не могут. Они могут убирать энергию, которая концентрируется в жарких городах, промышленных предприятиях и центрах обработки данных. Фактически, Ecoline сейчас работает с компанией по управлению центрами обработки данных в Индонезии, чтобы охлаждать помещения с использованием собственного отработанного тепла.

По словам Чиа, в таком подходе есть смысл в тепловых измерениях. «Горячее лучше.»

Информация об авторе

Принадлежности

1. Сяо Чжи Лим — журналист из Бостона, штат Массачусетс.

   Сяо Чжи Лим

Об этой статье

Цитируйте эту статью

Лим, X. Как тепло от Солнца может сохранять всех нас прохладными. Nature 542, 23–24 (2017). https://doi.org/10.1038/542023a

Ссылка для скачивания

Дополнительная литература

• Масштабируемые селективные солнечные поглотители металл – изолятор – металл на основе металла с отличной устойчивостью к высоким температурам

  • Янпэй Тянь
  • , Сяоцзе Лю
  • , Алок Ганекар
  • и И Чжэн

  Прикладная энергия (2021 год)

• Динамическая оценка вариантов испарительного охлаждения с осушением адсорбентом для тепличного кондиционирования воздуха в Мултане (Пакистан)

  • Хадид Ашраф
  • , Мухаммад Султан
  • , Редмонд Р.Шамшири
  • , Фаррух Аббас
  • , Мухаммад Фарук
  • , Узаир Саджад
  • , Хафиз Мд-Тахир
  • , Мухаммад Х. Махмуд
  • , Фиаз Ахмад
  • Р. Бадар МК Ниази

  Энергия (2021 год)

• Высокотемпературные и износостойкие металлоизоляторы-метаматериалы металл.

  • Ю.Тиан
  • , Л. Цянь
  • , Х. Лю
  • , А. Ганекар
  • , Дж. Лю
  • , Т. Тундат
  • , Г. Сяо
  • и Я. Чжэн

  Материалы сегодня Энергия (2021 год)

• Идеальные поглотители с полостью черного тела для сбора солнечной энергии

  • Янпэй Тянь
  • , Сяоцзе Лю
  • , Алок Ганекар
  • , Фанци Чен
  • , Эндрю Каратенуто
  • и И Чжэн

  Научные отчеты (2020)

• Равный доступ к кондиционированию воздуха: взгляд городского департамента здравоохранения на предотвращение смертей, связанных с жарой

  • Казухико Ито
  • , Кэтрин Лейн
  • и Кэролайн Олсон

  Эпидемиология (2018)

Комментарии

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и принципы сообщества.