Тепловой насос википедия: Тепловой насос — это… Что такое Тепловой насос?

Содержание

Тепловой насос — это… Что такое Тепловой насос?

Воздушный тепловой насос

Тепловой насос — устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой^[1]. Термодинамически тепловой насос аналогичен холодильной машине. Однако если в холодильной машине основной целью является производство холода путём отбора теплоты из какого-либо объёма испарителем, а конденсатор осуществляет сброс теплоты в окружающую среду, то в тепловом насосе картина обратная. Конденсатор является теплообменным аппаратом, выделяющим теплоту для потребителя, а испаритель — теплообменным аппаратом, утилизирующим низкопотенциальную теплоту: вторичные энергетические ресурсы и (или) нетрадиционные возобновляемые источники энергии.

Общие сведения

Основу эксплуатируемого сегодня в мире парка теплонасосного оборудования составляют парокомпрессионные тепловые насосы, но применяются также и абсорбционные, электрохимические и термоэлектрические. Эффективность тепловых насосов принято характеризовать величиной безразмерного коэффициента трансформации энергии К тр, определяемого для идеального цикла Карно по следующей формуле:

где — температуры соответственно на выходе и на входе насоса.

где: Тоut-температурный потенциал тепла, отводимого в систему отопления или теплоснабжения, К; Тіn -температурный потенциал источника тепла , К. Коэффициент трансформации теплового насоса, или теплонасосной системы теплоснабжения (ТСТ) Ктр представляет собой отношение полезного тепла, отводимого в систему теплоснабжения потребителю, к энергии, затрачиваемой на работу теплонасосной системы теплоснабжения, и численно равен количеству полезного тепла, получаемого при температурах Тоut и Тin, на единицу энергии, затраченной на привод ТН или ТСТ. Реальный коэффициент трансформации отличается от идеального, описанного формулой (1 1), на величину коэффициента h, учитывающего степень термодинамического совершенства ГТСТ и необратимые потери энергии при реализации цикла. В

[2] приведены зависимости реального и идеального коэффициентов трансформации (К тр) теплонасосной системы теплоснабжения от температуры источника тепла низкого потенциала Тin и температурного потенциала тепла, отводимого в систему отопления Тоut. При построении зависимостей, степень термодинамического совершенства ТСТ h была принята равной 0,55, а температурный напор (разница температур хладона и теплоносителя) в конденсаторе и в испарителе тепловых насосов был равен 7 °C. Эти значения степени термодинамического совершенства h и температурного напора между хладоном и теплоносителями системы отопления и теплосбора представляются близкими к действительности с точки зрения учета реальных параметров теплообменной аппаратуры (конденсатор и испаритель) тепловых насосов, а также сопутствующих затрат электрической энергии на привод циркуляционных насосов, систем автоматизации, запорной и управляющей арматуры. В общем случае степень термодинамического совершенства теплонасосных систем теплоснабжения h зависит от многих параметров, таких, как: мощность компрессора, качество производства комплектующих теплового насоса и необратимых энергетических потерь, которые, в свою очередь, включают: — потери тепловой энергии в соединительных трубопроводах; — потери на преодоление трения в компрессоре; — потери, связанные с неидеальностью тепловых процессов, протекающих в испарителе и конденсаторе, а также с неидеальностью теплофизических характеристик хладонов; — механические и электрические потери в двигателях и прочее.

В табл.1-1 представлены «средние» значения степени термодинамического совершенства h для некоторых типов компрессоров, используемых в современных теплонасосных системах теплоснабжения.

Таблица 1-1. Эффективность некоторых типов компрессоров, используемых в современных теплонасосных системах теплоснабжения ^{[источник не указан 367 дней]}

Мощность, кВт	Тип компрессора	Эффективность (степень термодинамического совершенства) h, доли ед.
300−3000	Открытый центробежный	0,55-0,75
50-500	Открытый поршневой	0,5-0,65
20-50	Полугерметичный	0,45-0,55
2-25	Герметичный, с R-22	0,35-0,5
0,5-3,0	Герметичный, с R-12	0,2-0,35
<0,5	Герметичный	<0,25

Как и холодильная машина, тепловой насос потребляет энергию на реализацию термодинамического цикла (привод компрессора). Коэффициент преобразования теплового насоса — отношение теплопроизводительности к электропотреблению — зависит от уровня температур в испарителе и конденсаторе. Температурный уровень теплоснабжения от тепловых насосов в настоящее время может варьироваться от 35 °C до 62 °C . Что позволяет использовать практически любую систему отопления. Экономия энергетических ресурсов достигает 70 %

[3]. Промышленность технически развитых стран выпускает широкий ассортимент парокомпрессионных тепловых насосов тепловой мощностью от 5 до 1000 кВт.

История

Концепция тепловых насосов была разработана ещё в 1852 году выдающимся британским физиком и инженером Уильямом Томсоном (Лордом Кельвином) и в дальнейшем усовершенствована и детализирована австрийским инженером Петером Риттер фон Риттингером (Peter Ritter von Rittinger). Петера Риттера фон Риттингера считают изобретателем теплового насоса, ведь именно он спроектировал и установил первый известный тепловой насос в 1855 году^[4] . Но практическое применение тепловой насос приобрел значительно позже, а точнее в 40-х годах ХХ столетия, когда изобретатель-энтузиаст Роберт Вебер (Robert C. Webber) экспериментировал с морозильной камерой^[5] . Однажды Вебер случайно прикоснулся к горячей трубе на выходе камеры и понял, что тепло просто выбрасывается наружу. Изобретатель задумался над тем, как использовать это тепло, и решил поместить трубу в бойлер для нагрева воды. В результате Вебер обеспечил свою семью таким количеством горячей воды, которое они физически не могли использовать, при этом часть тепла от нагретой воды попадала в воздух. Это подтолкнуло его к мысли, что от одного источника тепла можно нагревать и воду, и воздух одновременно, поэтому Вебер усовершенствовал своё изобретение и начал прогонять горячую воду по спирали (через змеевик) и с помощью небольшого вентилятора распространять тепло по дому с целью его отопления. Со временем именно у Вебера появилась идея «выкачивать» тепло из земли, где температура не слишком изменялась в течение года. Он поместил в грунт медные трубы, по которым циркулировал фреон, который «собирал» тепло земли. Газ конденсировался, отдавал своё тепло в доме, и снова проходил через змеевик, чтобы подобрать следующую порцию тепла. Воздух приводился в движение с помощью вентилятора и распространялся по дому. В следующем году Вебер продал свою старую угольную печь.

В 40-х годах тепловой насос был известен благодаря своей чрезвычайной эффективности, но реальная потребность в нём возникла в период Арабского нефтяного эмбарго в 70-х годах, когда, несмотря на низкие цены на энергоносители, появился интерес к энергосбережению.

Эффективность

В процессе работы компрессор потребляет электроэнергию. Соотношение вырабатываемой тепловой энергии и потребляемой электрической называется коэффициентом трансформации (или коэффициентом преобразования теплоты) и служит показателем эффективности теплового насоса. Эта величина зависит от разности уровня температур в испарителе и конденсаторе: чем больше разность, тем меньше эта величина.

По этой причине тепловой насос должен использовать по возможности большее количество источника низкопотенциального тепла, не стремясь добиться его сильного охлаждения. В самом деле, при этом растёт эффективность теплового насоса, поскольку при слабом охлаждении источника тепла не происходит значительного роста разницы температур. По этой причине тепловые насосы делают так, чтобы масса низкотемпературного источника тепла была значительно большей, чем нагреваемая масса. Для этого, также, необходимо увеличивать площади теплообмена, чтобы перепад температур между источником тепла и холодным рабочим телом, а также между горячим рабочим телом и отапливаемой средой был поменьше. Это снижает затраты энергии на отопление, но приводит к росту габаритов и стоимости оборудования.

Проблема привязки теплового насоса к источнику низкопотенциального тепла, имеющего большую массу может быть решена^{[источник не указан 1318 дней]} введением в тепловой насос системы массопереноса, например, системы прокачки воды. Так устроена система центрального отопления Стокгольма.

Условный КПД тепловых насосов

Даже современные парогазотурбинные установки на электростанциях выделяют большое количество тепла, что и используется в когенерации. Тем не менее, при использовании электростанций, которые не генерируют попутное тепло (солнечные батареи, ветряные электростанции, топливные элементы) применение тепловых насосов имеет смысл, так как такое преобразование электрической энергии в тепловую более эффективно, чем использование обычных электронагревательных приборов.

В действительности приходится учитывать накладные расходы по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии (то есть услуги электрических сетей). В результате^{[источник не указан 600 дней]} отпускная цена электричества в 3-5 раз превышает его себестоимость, что приводит к финансовой неэффективности использования тепловых насосов по сравнению с газовыми котлами при доступном природном газе. Однако, недоступность углеводородных ресурсов во многих районах приводит к необходимости выбора между обычным преобразованием электрической энергии в тепловую и с помощью теплового насоса, который в данной ситуации имеет свои преимущества.

Типы тепловых насосов

Схема компрессионного теплового насоса.
1) конденсатор, 2) дроссель, 3) испаритель, 4) компрессор.

В зависимости от принципа работы тепловые насосы подразделяются на компрессионные и абсорбционные. Компрессионные тепловые насосы всегда приводятся в действие с помощью механической энергии (электроэнергии), в то время как абсорбционные тепловые насосы могут также использовать тепло в качестве источника энергии (с помощью электроэнергии или топлива).
В зависимости от источника отбора тепла тепловые насосы подразделяются на^[6] :

1) Геотермальные (используют тепло земли, наземных либо подземных грунтовых вод
а) замкнутого типа

горизонтальные Горизонтальный геотермальный тепловой насос

Коллектор размещается кольцами или извилисто в горизонтальных траншеях ниже глубины промерзания грунта (обычно от 1,20 м и более)^[7]. Такой способ является наиболее экономически эффективным для жилых объектов при условии отсутствия дефицита земельной площади под контур.

Коллектор размещается вертикально в скважины глубиной до 200 м^[8]. Этот способ применятся в случаях, когда площадь земельного участка не позволяет разместить контур горизонтально или существует угроза повреждения ландшафта.

Коллектор размещается извилисто либо кольцами в водоеме (озере, пруду, реке) ниже глубины промерзания. Это наиболее дешевый вариант, но есть требования по минимальной глубине и объёму воды в водоеме для конкретного региона.
б) открытого типа
Подобная система использует в качестве теплообменной жидкости воду, циркулирующую непосредственно через систему геотермального теплового насоса в рамках открытого цикла, то есть вода после прохождения по системе возвращается в землю. Этот вариант возможно реализовать на практике лишь при наличии достаточного количества относительно чистой воды и при условии, что такой способ использования грунтовых вод не запрещён законодательством.

2) Воздушные (источником отбора тепла является воздух)

3) Использующие производное (вторичное) тепло (например, тепло трубопровода центрального отопления). Подобный вариант является наиболее целесообразным для промышленных объектов, где есть источники паразитного тепла, которое требует утилизации.

По виду теплоносителя во входном и выходном контурах насосы делят на шесть типов: «грунт—вода», «вода—вода», «воздух—вода», «грунт—воздух», «вода—воздух», «воздух—воздух».

Типы промышленных моделей

Тепловой насос «солевой раствор — вода»^[9]

По виду теплоносителя во входном и выходном контурах насосы делят на восемь типов: «грунт—вода», «вода—вода», «воздух—вода», «грунт—воздух», «вода—воздух», «воздух—воздух» «фреон—вода», «фреон—воздух» . Почти все вновь выходящие на рынок устройства используют тепло выпускаемого из помещения воздуха. Также фильтруют и увлажняют при необходимости всасываемый извне воздух.

Отбор тепла от воздуха

Эффективность и выбор определённого источника тепловой энергии сильно зависит от климатических условий, особенно, если источником отбора тепла является атмосферный воздух. По сути этот тип более известен в виде кондиционера. В жарких странах таких устройств десятки миллионов. Для северных стран наиболее актуален именно обогрев зимой. Системы «воздух-воздух» используются и зимой при температурах до минус 25 градусов, некоторые модели продолжают работать до −40 градусов. Но их эффективность резко падает. При более сильных морозах нужно дополнительное отопление.

Отбор тепла от горной породы

Скальная порода требует бурения скважины на достаточную глубину (100 −200 метров) или нескольких таких скважин. В скважину опускается U-образный груз с двумя пластиковыми трубками, составляющими контур. Трубки заполняются антифризом. По экологическим соображениям это 30 % раствор этилового спирта. Скважина заполняется грунтовыми водами естественным путём, и вода проводит тепло от камня к теплоносителю. При недостаточной длине скважины или попытке получить от грунта сверхрасчётную мощность, эта вода и даже антифриз могут замёрзнуть что и ограничивает максимальную тепловую мощность таких систем. Именно температура возвращаемого антифриза и служит одним из показателей для схемы автоматики. Ориентировочно на 1 погонный метр скважины приходится 50-60 Вт тепловой мощности. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходима скважина глубиной около 170 м. Нецелесообразно бурить глубже 200 метров, дешевле сделать несколько скважин меньшей глубины через 10 — 20 метров друг от друга. Даже для маленького дома в 110—120 кв.м. при небольшом энергопотреблении срок окупаемости 10 — 15 лет.^[10] Почти все имеющиеся на рынке установки работают и летом, при этом тепло (по сути солнечная энергия) отбирается из помещения и рассеивается в породе или грунтовых водах. В скандинавских странах со скальным грунтом гранит выполняет роль массивного радиатора, получающего тепло летом/днём и рассеивающего его обратно зимой/ночью. Также тепло постоянно приходит из недр Земли и от грунтовых вод.

Отбор тепла от грунта

Самые эффективные но и самые дорогие схемы предусматривают отбор тепла от грунта, чья температура не меняется в течение года уже на глубине нескольких метров, что делает установку практически независимой от погоды. По данным ^{[источник не указан 659 дней]} 2006 года в Швеции полмиллиона установок, в Финляндии 50 000, в Норвегии устанавливалось в год 70 000. При использовании в качестве источника тепла энергии грунта трубопровод, в котором циркулирует антифриз, зарывают в землю на 30-50 см ниже уровня промерзания грунта в данном регионе. На практике 0,7 — 1,2 метра^{[источник не указан 659 дней]}. Минимальное рекомендуемое производителями расстояние между трубами коллектора — 1,5 метра, минимум — 1,2. Здесь не требуется бурение, но требуются более обширные земельные работы на большой площади, и трубопровод более подвержен риску повреждения. Эффективность такая же, как при отборе тепла из скважины. Специальной подготовки почвы не требуется. Но желательно использовать участок с влажным грунтом, если же он сухой, контур надо сделать длиннее. Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 м трубопровода: в глине — 50-60 Вт, в песке — 30-40 Вт для умеренных широт, на севере значения меньше.^[11] Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходим земляной контур длиной 350—450 м, для укладки которого потребуется участок земли площадью около 400 м² (20х20 м). При правильном расчёте контур мало влияет на зелёные насаждения^{[источник не указан 659 дней]}.

Непосредственный теплообмен DX

Хладагент подаётся непосредственно к источнику земного тепла по медным трубкам — это обеспечивает высокую эффективность геотермальной отопительной системы.

Файл:DariaWPBody.png Тепловой насос Daria WP использующий технологию DX непосредственного теплообмена^[12]

Испаритель устанавливают в грунт горизонтально ниже глубины промерзания или в скважины диаметром 40-60 мм пробуренные вертикально либо под уклоном (к примеру 45 град) до глубины 15-30 м. Благодаря такому инженерному решению устройство теплообменного контура производится на площади всего несколько квадратных метров, не требует установки промежуточного теплообменника и дополнительных затрат на работу циркуляционного насоса.

Примерная стоимость отопления современного утеплённого дома площадью 120м2 Калининградская область 2012 год. (Годовое энергопотребление 20 000 кВт*ч)

Тип системы отопления	Цена (Руб/кВт*ч)	Эффективность	Годовые затраты
Электрические	3.8 Руб	100 %	76 000 Руб
Природный газ	1,2	80 %	21 000 Руб
Диз. топливо	35 Руб\литр	80 %	72 000 Руб
Пропан	35 Руб\кг	80 %	75 000 Руб
Воздушный тепловой насос	3.8 Руб	260 %	28 000 Руб
Класические геотермальные насосы	3.8 Руб	350 %	21 700 Руб
Геотермальные DX	3.8 Руб	400 %	19 450 Руб
Геотермальные DX с воздушной системой отопления	3.8 Руб	440 %	17 200 Руб

Разное

устройство беструбного водоподъёма соединённое с погружным скважинным электронасосом ЭЦВ10-63-110

В скважинах диаметром 218—324 мм можно существенно снизить необходимую глубину скважины до 50-70 м, увеличить отбор тепловой энергии минимум до 700 Вт на на 1 пог. м. скважины и обеспечить стабильность круглогодичной эксплуатации(в отличие от схемы Васильева)^[13] позволяет применение активного контура первичного преобразователя теплового насоса, размещённого в стволе водозаборной скважины (применяется в скважинах имеющих погружной насос, с устройством беструбного водоподъёма, который создаёт проточность жидкости в стволе скважины, продувая током перекачиваемой жидкости теплообменный контур с хладагентом первичного преобразователя теплового насоса, увеличивая отбор тепла не только от прилегающего массива грунта, но и от перекачиваемой жидкости).

Отбор тепла от водоёма

При использовании в качестве источника тепла близлежащего водоёма контур укладывается на дно. Глубина не менее 2 метров. Коэффициент преобразования энергии тепловым насосом такой же как при отборе тепла от грунта. Ориентировочное значение тепловой мощности на 1 м трубопровода — 30 Вт. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходимо уложить в озеро контур длиной 300 м. Чтобы трубопровод не всплывал, на 1 пог. м устанавливается около 5 кг груза. Промышленные образцы: 70 — 80 кВт*ч/м в год.^[14]

Если тепла из внешнего контура всё же недостаточно для отопления в сильные морозы, практикуется эксплуатация насоса в паре с дополнительным генератором тепла (в таких случаях говорят об использовании бивалентной схемы отопления). Когда уличная температура опускается ниже расчётного уровня (температуры бивалентности), в работу включается второй генератор тепла — чаще всего небольшой электронагреватель.

Преимущества и недостатки

К преимуществам тепловых насосов в первую очередь следует отнести экономичность: для передачи в систему отопления 1 кВт·ч тепловой энергии установке необходимо затратить всего 0,2-0,35 кВт·ч электроэнергии. Так как преобразование тепловой энергии в электрическую на крупных электростанциях происходит с кпд до 50 %, эффективность использования топлива при применении тепловых насосов повышается. Упрощаются требования к системам вентиляции помещений и повышается уровень пожарной безопасности. Все системы функционируют с использованием замкнутых контуров и практически не требуют эксплуатационных затрат, кроме стоимости электроэнергии, необходимой для работы оборудования.

Ещё одним преимуществом тепловых насосов является возможность переключения с режима отопления зимой на режим кондиционирования летом: просто вместо радиаторов к внешнему коллектору подключаются фэн-койлы или системы «холодный потолок».

Тепловой насос надежен, его работой управляет автоматика. В процессе эксплуатации система не нуждается в специальном обслуживании, возможные манипуляции не требуют особых навыков и описаны в инструкции.

Важной особенностью системы является её сугубо индивидуальный характер для каждого потребителя, который заключается в оптимальном выборе стабильного источника низкопотенциальной энергии, расчете коэффициента преобразования, окупаемости и прочего.

Теплонасос компактен (его модуль по размерам не превышает обычный холодильник) и практически бесшумен.

Хотя идея, высказанная лордом Кельвином в 1852 году, была реализована уже спустя четыре года, практическое применение теплонасосы получили только в 30-х годах прошлого века. В западных странах тепловые насосы применяются давно — и в быту, и в промышленности. Сегодня в Японии, например^{[источник не указан 444 дня]}, эксплуатируется около 3 миллионов установок, в Швеции около 500 000 домов обогревается тепловыми насосами различных типов.

К недостаткам тепловых насосов, используемых для отопления, следует отнести большую стоимость установленного оборудования.

Перспективы

Для установки теплового насоса необходимы высокие первоначальные затраты: стоимость насоса и монтажа системы составляет $300-1200 на 1 кВт необходимой мощности отопления. Время окупаемости теплонасосов составляет 4-9 лет, при сроке службы по 15-20 лет до капитального ремонта^{[источник не указан 862 дня]}.

Существует и альтернативный взгляд на экономическую целесообразность установки теплонасосов. Так, если установка теплонасоса производится на средства, взятые в кредит, экономия от использования теплонасоса может быть меньше, чем стоимость использования кредита. Поэтому массовое использования теплонасосов в частном секторе можно ожидать, если стоимость теплонасосного оборудования будет сопоставима с затратами на установку газового отопления и подключения к газовой сети.

Ещё более многообещающей является система, комбинирующая в единую систему теплоснабжения геотермальный источник и тепловой насос. При этом геотермальный источник может быть как естественного (выход геотермальных вод), так и искусственного происхождения (скважина с закачкой холодной воды в глубокий слой и выходом на поверхность нагретой воды).

Другим возможным применением теплового насоса может стать его комбинирование с существующими системами централизованного теплоснабжения. К потребителю в этом случае может подаваться относительно холодная вода, тепло которой преобразуется тепловым насосом в тепло с потенциалом, достаточным для отопления. Но при этом вследствие меньшей температуры теплоносителя потери на пути к потребителю (пропорциональные разности температуры теплоносителя и окружающей среды) могут быть значительно уменьшены. Также будет уменьшен износ труб центрального отопления, поскольку холодная вода обладает меньшей коррозионной активностью, чем горячая.

Ограничения применимости тепловых насосов

Основным недостатком теплового насоса является обратная зависимость его эффективности от разницы температур между источником теплоты и потребителем. Это накладывает определённые ограничения на использование систем типа «воздух — вода». Реальные значения эффективности современных тепловых насосов составляют порядка СОР=2.0 при температуре источника −20 °C, и порядка СОР=4.0 при температуре источника +7 °C. Это приводит к тому, что для обеспечения заданного температурного режима потребителя при низких температурах воздуха необходимо использовать оборудование со значительной избыточной мощностью, что сопряжено с нерациональным использованием капиталовложений (впрочем, это касается и любых других источников тепловой энергии). Решением этой проблемы является применение так называемой бивалентной схемы отопления, при которой основную (базовую) нагрузку несет тепловой насос, а пиковые нагрузки покрываются вспомогательным источником (газовый или электрокотел). Оптимальная мощность теплонасосной установки составляет 60…70 % от необходимой установленной мощности, что также влияет на закупочную стоимость установки отопления тепловым насосом. В этом случае тепловой насос обеспечивает не менее 95 % потребности потребителя в тепловой энергии за весь отопительный сезон. При такой схеме среднесезонный коэффициент преобразования энергии для климатических условий Центральной Европы равен порядка СОР=3. Коэффициент использования первичного топлива для такой системы легко определить, исходя из того, что КПД тепловых электростанций составляет от 40 % (тепловые электростанции конденсационного типа) до 55 % (парогазовые электростанции). Соответственно, для рассматриваемой теплонасосной установки коэффициент использования первичного топлива лежит в пределах 120 %…165 %, что в 2…3 раза выше, чем соответствующие эксплуатационные характеристики газовых котлов (65 %) или систем центрального отопления (50…60 %). Понятно, что системы, использующие геотермальный источник теплоты или теплоту грунтовых вод, свободны от этого недостатка. Следствием этого же недостатка является необходимость использования низкотемпературных систем отопления (системы поверхностного нагрева типа «теплый пол», воздушные системы отопления с применением фен-койлов и т. п.). Однако это ограничение касается только устаревших радиаторных систем отопления, практически не находящих применения в современных технологиях строительства.

COP

COP — от английского (Coefficient of performance) Коэффициент полезного действия теплового насоса. Представляет собой отношение тепла на выходе «теплового резервуара» к потребляемой мощности. COP был создан для сравнения тепловых насосов по энергоэффективности. Для вычисления COP используется следующая формула:
где

— тепловая энергия резервуара

— потребляемая мощность в Ваттах.

Основные схемы отопления с применением тепловых насосов

Стандартные объекты обогрева

Бассейны
Дачи, коттеджи
Квартиры
Гостиницы, рестораны
Коттеджные городки
Офисно-торговые центры
Производственные помещения
Аквапарки
Школы

Примечания

См. также

Что такое тепловой насос. Принцип работы и стоимость теплового насоса

Тепловой насос — это альтернатива газовому или электрическому котлу, принцип работы, которых основывается на произведении тепла. Тепловой насос в свою очередь не производит тепло — он берет энергию воздуха с улицы, воды или же грунта, и переносит в помещение. Таким образом, тепловой насос может работать на отопление, кондиционирование воздуха и даже на нагрев воды.

Тепловые насосы способны обеспечивать отопление даже при наружной температуре воздуха в -25°C. Тем самым, достигается высокий показатель КПД тепловых насосов – 3-5кВт тепла (или же холода) на 1 кВт электричества, в то время когда у газовых и электрических котлов уровень КПД меньше 1 кВт! Откуда тепловой насос берет тепло, если на улице -25°C? Ответ прост. Из того же воздуха. На самом деле абсолютный 0, это -273 градуса по Цельсию. Все что до этой отметки — тепло. И это тепло можно доставать, накапливать и направлять на нагрев.

Работу воздушного теплового насоса можно сравнить с работой всем знакомого бытового кондиционера. У него так же есть наружный и внутренний блок, только вот воздушный тепловой насос греет не воздух в доме, а воду, которая потом бежит в теплый пол, в радиаторы или же фанкойлы. Так мы и получаем эффективное отопление в нашем доме.

Конструкция теплового насоса на примере модели Mitsubishi Electric

Типы тепловых насосов

Тепловые насосы бывают разных типов:

Все вышеуказанные виды тепловых насосов в качестве источника энергии для тепла, холода, используют:

воздух, окружающий нас;
воду из водоемов, или же подземные воды;
грунт.

Устройства тепловых насосов разных типов очень схожи между собой, но есть и некоторые отличия. Например, у воздушного теплового насоса во внешнем блоке будут вентиляторы, которые прогоняют уличный воздух через систему. У грунтового теплового насоса будут трубы, схожие со скважиной, которые вкапываются в грунт, и забирают из него тепло для отопления или кондиционирования в доме. У водяного насоса так же будет скважина, через которую вода забирается в тепловой насос и прогоняется через систему для отопления.

Более детально об особенностях разных видов тепловых насосов читайте в статье ‘Виды тепловых насосов для отопления: виды, преимущества и применение’.

Правильно подобрать тепловой насос могут специалисты, которые при расчетах и выборе системы учитывают такие факторы:

Состояние объекта (новое, или же реконструкция)
Физическое расположение объекта (для выбора типа теплового насоса – воздушный, водяной или грунтовой)

Рассматривая различия преимуществ одного вида теплового насоса от других, можно сказать, что воздушный тепловой насос считается более универсальным, так как подойдет для многих типов коттеджей и частных домой. Он так же быстро окупится.

Что касается грунтового теплового насоса – он выглядит более эффективным, однако, такая система дольше окупается из-за стоимости земляных работ (бурения под скважину). В случае, если ваш объект находится вдалеке от комплексных построек, и электричество вам обходится очень дорого, то грунтовой тепловой насос является единственным выходом.

Водяные тепловые насосы применяться в двух случаях: если у вас обилие грунтовых вод (что встречается довольно редко), или же если рядом расположен водоем. Во втором случае, хотим предупредить, что для того чтобы забирать тепло из водоема — нужно использовать специфические теплообменники, которые к тому же довольно часто могут засоряться. Это приведет к уменьшению производительности и дорогому сервисному обслуживанию

Мы хотим проконсультировать Вас

Компания VENTBAZAR.UA занимается поставкой и монтажем ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ любого типа и мощности.

Помимо этого осуществляем:

— консультацию по вопросах альтернативного отопления на базе тепловых насосов;

— предварительный аудит теплозатрат обьекта;

— проектирование;

— сервисное обслуживание установленных нами систем.

Звоните: (044) 50 000 53 или (097) 100 05 33.

Также можете указать свои контактные данные, и наш менеджер свяжется с Вами для подбора решения для Вашей квартиры/дома или офиса.

Схема подключения к тепловому насосу различных видов агрегатов для отопления:

Сколько стоит тепловой насос, и какие производители существуют

Стоимость оборудования для коммерческих и частных помещений:

Для помещений площадью 100-150 м² — составляет от 2700 до 4500 EUR.
Для помещений площадью 170-280 м² — составляет от 4700 до 15000 EUR.
Для помещений 400 м²и выше — ИНДИВИДУАЛЬНО.

К премиум сегменту можно отнести следующих производителей: Hitachi Yutaki, Mitsubishi Electric, Daikin Altherma, Viessmann, Vaillant.

К средне-ценовому сегменту: MyCond, Gree Versati, Cooper&Hunter.

Подводя итоги, можно сказать, что идеальным вариантом является использование теплового насоса ‘воздух-вода’. Он прост в монтаже, эксплуатации и довольно быстро окупается. Если не верите нам, то посчитайте, сколько вы сможете сэкономить на отоплении квартиры или дома, если установите тепловой насос. Все необходимые формулы мы опубликовали здесь.

Для чего вам нужен тепловой насос? Прежде всего, чтобы экономить на отоплении. А как бонус вы получаете систему кондиционирования всего дома в жаркий период года и наличие горячей воды в доме круглый год.

Преимущества и недостатки тепловых насосов:

Произвести грамотные расчеты, подобрать и купить тепловой насос Вам помогут наши технические специалисты. Звоните по номеру (044) 50 000 53, или же закажите Обратный звонок в шапке сайта и получите бесплатную консультацию!

Тепловой насос Френетта (фрикционный обогреватель): устройство, самодельные варианты

Достаточно интересная разработка, позволяющая обеспечить отопление различных помещений — тепловой насос Френетта (своими руками создать такой агрегат достаточно просто, это по силам любому народному умельцу), не требующий никаких типов топлива.

Сразу стоит оговориться о том, что, несмотря на схожесть названия, данная установка не имеет ничего общего с геотермальными тепловыми насосами, данные конструкции работают по совершенно другому принципу.

Основной принцип работы установки Френетта

Из школьного курса физики известно о том, что сила трения между различными веществами способна привести к их разогреву до достаточно высоких температур. Именно эта особенность и была положена изобретателем Евгением Френеттом в основу созданного им теплового устройства.

Высокопрочная крыльчатка теплового насоса Френетта

Применяемые сегодня тепловые насосы Френетта претерпели множество изменений, конструкция устройства была значительно модифицирована и усовершенствована, но основной принцип функционирования остался прежним.

Насос данного типа представляет собой два сосуда, помещенных один внутрь другого, при этом пространство между ними заполняется техническим маслом. Внутренний цилиндр подсоединяется к валу электродвигателя, вращающемуся с большой скоростью. Благодаря этому под воздействием сил трения между поверхностями цилиндров и теплоносителем (маслом) происходит его разогрев до достаточно высоких температур.

Полученная тепловая энергия передается на традиционный радиатор отопления (масло поступает к нему по системам трубопроводов) или используется для нагрева воздуха, из которого при помощи встроенное крыльчатки формируются тепловые потоки.

По словам производителей, принцип действия теплового насоса Френетта позволяет получить устройство, КПД которого достигает 1000%, конечно поверить в это сложно (опять же исходя обычных школьных знаний физики) но стоит признать то, что эффективность конструкции достаточно высока.

Модификации насосов Френетта

В первую очередь стоит отметить тот факт, что в качестве теплоносителя стоит применять именно масло, которое имеет большую (по сравнению с водой) температуру кипения. Конечно, имеются и водяные модификации насосов, но они имеют более сложную конструкцию. Это связано с тем, что получаемой в результате трения энергии хватает для перехода воды в парообразное состояние, в результате чего создается избыточное давление в системе, что приводит к необходимости повышения надежности всех узлов конструкции.

На практике применяют заводские установки и самодельные насосы Френетта, наиболее распространены следующие модификации:

Модель теплового насоса Френетта

Насосы с горизонтальным расположением рабочих цилиндров (барабанов) имеют небольшие габаритные размеры. Существуют модели, в которых роль внутреннего цилиндра играет вал электродвигателя, что позволяет существенно упростить конструкцию. Но при этом стоит особое внимание уделить уплотнению всех узлов при помощи сальников, резиновых манжет и других подобных элементов, протекание теплоносителя не допускается. Такой насос Френетта обеспечивает нагрев масла и подачу его в традиционный радиатор отопления.
Устройство, способное работать с повышенной эффективностью, представляет собой конструкцию из двух рабочих барабанов и крыльчатки. Центробежная сила, возникающая при раскручивании жидкости крыльчаткой, приводит к выбросу масла в минимальный зазор между поверхностями цилиндров. При этом количество выделяемой под действием сил трения тепловой энергии существенно увеличивается. Такая конструкция так же подключается к бытовым радиаторам отопления.
Промышленная установка, работающая по принципу насоса Френетта, в которой в качестве теплоносителя используется вода, способна работать без внешнего питающего устройства. Помните о том, что создать такую установку в домашних условиях практически невозможно, она представляет интерес только в промышленных масштабах.

Внутренний цилиндр представляет собой грибообразную конструкцию. При работе насоса теплоноситель (вода) нагревается до кипения и превращается в пар, возникающие реактивные силы обеспечивают его движение по внутренним каналам установки с высокой скоростью (достигает 135 метров в минуту). Благодаря этому обеспечивается высокая эффективность работы установки.

Все заводские модификации имеют достаточно высокую стоимость, поэтому особый интерес вызывают конструкции, которые можно самостоятельно собрать в домашних условиях.

Самодельный насос Френетта

Смонтировать насос Френетта своими руками достаточно просто, при этом вам не потребуются дорогостоящие детали и конструктивные узлы. Установка не требует применения дополнительных крыльчаток, а функции внутреннего цилиндра выполняют несколько обычных стальных дисков, размещенных на приводном валу.

Итак, основные элементы самодельной системы отопления, работающей по принципу теплового насоса Френетта:

Самодельный насос Френетта

Стальной наружный цилиндр подходящего диаметра.
Металлические диски, размер которых несколько меньше, чем внутренний диаметр цилиндра. Помните о том, что эффективность работы устройства будет повышаться по мере уменьшении зазора между конструктивными элементами.
Небольшой электродвигатель с удлиненным валом, на который монтируются внутренние диски.
Минеральное или другое техническое масло (например, рапсовое или хлопковое).
Система трубопроводов, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя и бытовой радиатор отопления.

Вал электродвигателя или рабочая ось, соединенная с ним, устанавливается внутри наружного цилиндра на подшипниках. При этом не стоит забывать о надежном уплотнении данных узлов. На ось с определенным зазором монтируется требуемое количество рабочих диском. Обеспечить расстояние между ними можно при помощи гаек, которые накручиваются после каждого очередного диска. Высота гайки обычно не превышает 5-6 мм, количество дисков подбирается исходя из высоты цилиндра, весь внутренний объем должен быть заполнен ими.

В корпусе установки (наружном цилиндре) делают два отверстия (сверху и снизу). Через верхнее разогретое масло будет подаваться в систему отопления, а для его возврата в установку используется нижнее отверстие.

После сборки основных узлов насоса необходимо заполнить его маслом, подключить рабочую ось и электрическому приводу, входной и выходной патрубки к магистрали отопления. После герметизации конструкции можно запускать самодельный насос Френетта в работу.

Чтобы упростить управление устройством, сделать его эксплуатацию более удобной и эффективной, рекомендуется собрать систему автоматического управления, которая способно обеспечить включение установки при понижении температуры в помещении до определенного критического значения.

Область применения тепловых насосов

Тепловой насос Френетта

В принципе устройства данного типа можно использовать для обогрева самых различных помещений, начиная от гаражей, хозяйственных построек, жилых и производственных зданий, никаких ограничений в данном вопросе не существует.

Если использовать насос Френетта для обогрева отдельной комнаты или помещения, то целесообразно подключать его к обычным отопительным радиаторам. При применении данного устройства для обеспечения отопления в жилом доме, стоит рассмотреть возможность его совместной эксплуатации с системами водяного теплого пола. Такое конструктивное решение обеспечивает наиболее эффективное отопление. В этом случае датчик, обеспечивающий автоматическую работу, устанавливается в корпусе насоса, а не в стяжке (как для традиционных систем теплого пола).

Несмотря на то, что в эффективность работы такого простого устройства трудно поверить, практика показывает его надежность и высокую работоспособность. Поэтому, если вы задумались об обеспечении энергонезависимого отопления, обязательно рассмотрите возможность установки насосов Френетта.

Тепловой насос Френетта — Стройка дома от и до

С развитием энергосберегающих технологий в отрасли тепло обеспечения популярным направлением стало использование альтернативных источников энергии. Несомненно, электроэнергия является на данный момент максимально эффективным и популярным энергоносителем для всевозможных нагревателей, но не всегда это дешево и экономично.

Использование тепловых насосов как альтернатива

Альтернативным вариантом решения проблемы экономичности стали тепловые насосы, КПД которых в большинстве превышает 100%. Одной из таких разработок является тепловой насос Френетта, разработанный в 70х годах прошлого века изобретатель из Америки, Евгений Френетт, предложил на обозрение патент с изобретением несложной установки с прогнозируемой мощностью КПД от 700 процентов. Простейшее устройство способно было выработать почти в 10 раз больше тепла от количества потребляемой электроэнергии. Конструкция насоса в протяжении работы изобретателя меняла конструктивные особенности и сам Френетт запатентовал несколько разновидностей данного устройства. В наше время в сфере инновационных технологий существует более 10 моделей конструкции данного теплового агрегата.

Конструктивная модель

Насколько сложно представить, что устройство с почти 1000% КПД, может быть изготовлено простейшим образом. Агрегат теплового насоса состоит из двух цилиндров, один из которых помещен в полость другого заполненного маслом. Нагрев масла в полости цилиндра большего диаметра происходит за счет трения масла о поверхность малого цилиндра при вращении его электрическим двигателем внутри полости. С помощью внешнего вентилятора тепло, полученное от нагрева масла внутри устройства, снимается с поверхности цилиндра конвективным методом и идет на обогрев окружающего воздуха. Самой эффективной модификацией данного теплового насоса считается конструкция, в которой внутренний цилиндр, который является своего рода ротором в данном агрегате, изменили на вращающие тонкие стальные пластинки. Изменения этой конструктивной особенности привело к увеличению площади трения и соответственно повысило эффективность системы нагрева.

Область применения

Тепловой насос Френетта можно достаточно эффективно применять как для обогрева домашней территории, так и в промышленных масштабах. Так как большим преимуществом теплового агрегата данной разновидности является конструктивная простота и большой КПД.

Учебник по автоматическому созданию карты производительности

Дата публикации Aug 23, 2019

Многие люди, стремящиеся научиться программировать на Python, запрашивают практические примеры, где они могут выучить Python путем решения реальных проблем. Это дает больше контекста и больше смысла для процесса.

Смотрите не дальше. Это первый пост в уроке, посвященный именно этому. Это руководство научит вас программированию на Python, предоставит точный код, концепции науки о данных, такие как множественная регрессия, как автоматизировать весь процесс, и сделать это путем решения общей инженерной задачи.

Техническая проблема, которую мы будем решать, — это создание карты производительности, прогнозирующей производительность водонагревателей с тепловым насосом в зависимости от условий окружающей среды. Если технические термины в этом предложении ничего для вас не значат, не беспокойтесь. Следующие несколько разделов ответят на ваши вопросы.

Этот урок научит вас нескольким важным понятиям, таким как:

Но первым делом первым. Давайте удостоверимся, что вы понимаете вышеприведенные термины, так как они являются ключом к выполнению руководства.

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос — это устройство, которое передает тепло между двумя точками. Определение в Википедии гласит: «Тепловой насос — это устройство, которое передает тепловую энергию от источника тепла к так называемому радиатору». Одним из примеров тепловых насосов является кондиционер для жилых помещений, который распространен в американских домах. Эти устройства передают тепло от источника тепла, в данном случае от внутренней части здания, к радиатору, внешней стороне здания.

«Тепловой насос — это устройство, которое передает тепловую энергию от источника тепла к так называемому радиатору». — Википедия

Но как тепловой насос делает это? Как он передает тепло из холодного пространства в горячее? Через «магию» термодинамики. На рисунке 1 представлена схема, показывающая общее функционирование теплового насоса.

Рисунок 1: Схема теплового насоса

Хладагент проходит через все устройства, перечисленные на рисунке 1, в направлении стрелок. Хладагенты — это теплоносители, которые предназначены для повышения / понижения температуры при определенных условиях и чрезвычайно полезны в тепловых насосах.

Все четыре устройства, показанные на рисунке 1, подают хладагент через различные процессы, приводя в действие тепловой насос. Проходя через систему, хладагент испытывает следующее:

компрессорКомпрессор — это в основном насос. Хладагент поступает в компрессор в виде газа, где он нагнетается до более высокого давления. Когда он нагнетается до более высокого давления, хладагент нагревается, что приводит к попаданию газа высокой температуры в конденсатор.
Конденсатор: Конденсатор представляет собой теплообменник, соединяющий хладагент с радиатором. Поскольку в этой точке хладагент имеет очень высокую температуру, он теряет тепло при охлаждении радиатора. В нашем примере с кондиционером, радиатор — это наружный воздух (да, хладагент горячее горячего воздуха!). Хладагент конденсируется при прохождении через конденсатор, образуя жидкость с высоким давлением и умеренной температурой.
Расширительный клапан: Расширительный клапан — это клапан, который направляет хладагент в среду с более низким давлением и условия на другой стороне, позволяя хладагенту расширяться. Поскольку это расширяется, это охлаждается далее. Это дает низкотемпературную жидкость при ее прохождении в испаритель.
Испаритель: Испаритель — это еще один теплообменник, на этот раз подключенный к источнику тепла. В случае с кондиционером, это низкотемпературные условия внутри дома. Поскольку жидкость настолько холодная, она забирает тепло из дома, повышая температуру хладагента. По мере нагревания хладагент расширяется, что приводит к образованию холодного газа в компрессоре.

И таким образом цикл начинается заново.

Количество тепла, передаваемого устройством, зависит от скорости теплопередачи в конденсаторе и испарителе. И, как знают те, кто изучал теплообмен, скорость теплообмена в этих точках определяется температурой воздуха, окружающего конденсатор и испаритель.

В этом описании было три разных типа передачи энергии. Насос потребляет электричество, чтобы гарантировать, что хладагент проходит через цикл. Теплообмен от хладагента к радиатору в конденсаторе. И тепло переносится от источника тепла к хладагенту в испарителе. Количество тепла, передаваемого устройством, зависит от скорости теплопередачи в конденсаторе и испарителе. И, как знают те, кто изучал теплообмен, скорость теплообмена в этих точках определяется температурой воздуха, окружающего конденсатор и испаритель.

Это приводит к термину Коэффициент производительности. Коэффициент производительности определяет количество тепла, передаваемого от источника тепла к радиатору, относительно энергии, потребляемой насосом. Обычно больше одного. Тем не менее, он очень чувствителен к температуре источника тепла и радиатора. По мере приближения этих температур к температуре хладагента будет передаваться меньше тепла, что снижает производительность теплового насоса без изменения требуемой энергии накачки.

Теперь, когда мы понимаем тепловые насосы, следующая концепция — это водонагреватель с тепловым насосом (HPWH).

Что такое водонагреватель с тепловым насосом?

Водонагреватели с тепловым насосом — это тип теплового насоса, который используется для нагрева воды. Они используют большой резервуар для хранения, обычно от 55 до 80 галлонов, с горячей водой, готовой для использования при необходимости. Тепловой насос передает тепло из окружающего воздуха (источник тепла) в воду, хранящуюся в баке (теплоотвод). На рисунке 2 показана схема теплового насоса водонагревателя.

Рисунок 2: Схема водонагревателя с тепловым насосом

Обратите внимание, что четыре части теплового насоса такие же, как те, которые перечислены на рисунке 1. Единственное реальное отличие здесь заключается в том, что конденсатор расположен внутри резервуара для горячей воды. Таким образом, горячий хладагент передает тепло воде в баке. Тем временем испаритель отводит тепло из окружающего пространства в хладагент. Таким образом, он передает тепло из воздуха в пространстве к воде.

Что такое карта производительности?

В разделе, посвященном внедрению тепловых насосов, мы упоминали, что Коэффициент производительности зависит от температуры, окружающей конденсатор и испаритель. Это означает, что коэффициент производительности будет меняться при изменении температуры окружающей среды. И эти температуры будут меняться. Температура наружного воздуха не постоянна в течение дня. Температура в помещении изменяется при работе кондиционера.

Можно представить график или функцию с указанием коэффициента производительности при изменении двух температур.

Это карта производительности. Карта производительности — это способ определения производительности устройства при изменении условий, влияющих на него. Это многопараметрическое уравнение, выражающее производительность устройства в зависимости от этих условий.

Создание карт производительности — обычное упражнение в научном и инженерном мире. Одним из примеров этого является моделирование энергии здания. Прогнозирование энергопотребления в новых зданиях и разработка новых способов снижения энергопотребления в зданиях — большая область в Соединенных Штатах. Эти люди используют имитационные модели для прогнозирования производительности здания. Эти имитационные модели должны прогнозировать энергию, потребляемую оборудованием, установленным в здании. А поскольку тепловые насосы используются в зданиях, эти модели должны прогнозировать производительность этих тепловых насосов. И производительность этих тепловых насосов прогнозируется этими моделями, использующими, как вы уже догадались, карты производительности.

Что будет дальше?

Этот пост был введением в основные понятия, необходимые для понимания и следования руководству. В следующем учебном пособии вы узнаете, как выполнить набор данных лабораторных испытаний, описывающих производительность HPWH в различных условиях, и создать карту производительности. Он научит вас писать код Python, необходимый для этого автоматически. Это даст вам возможность выучить эти полезные навыки на примере реального мира.

Этот урок будет полезен, если вы просто прочитаете статьи. Вы сможете понять концепции, вы увидите, что все это сделано, и вы увидите скрипт Python, необходимый для того, чтобы сделать это самостоятельно. Однако это становится действительно полезным, если вы можете написать код, сгенерировать результаты и проверить ответы самостоятельно. Чтобы помочь с этим, я создал сопутствующий набор данных. Если вы загрузите набор данных, вы сможете следить за ним, гарантируя, что вы все делаете правильно и учитесь как можно больше.

Сопутствующий набор данных можно найтиВот,

Этот набор данных содержит сфабрикованные результаты, эмулирующие то, что вы могли бы получить из лаборатории. Он содержит квазиданные из трех экспериментов, демонстрирующих работу водонагревателя с тепловым насосом при изменениях температуры в помещении и температуре воды.

Первая задача и первый шаг в учебникеразбиение набора данных на независимые файлыс каждым файлом, предоставляющим результат одного теста. Эта статья скоро выйдет.

Оригинальная статья

принцип действия теплогенератора, отзывы, видео

Теплонасос Френетта был сконструирован в Америке в и назван в честь его создателя изобретателя Евгения Френетта. Агрегат известен благодаря своей высокой эффективности работы.

С того времени конструкция насоса была несколько видоизменена, что позволило увеличить его КПД. В результате сегодня на рынке представлено несколько модификаций такого агрегата.

В этой статье мы рассмотрим, как собрать теплонасос Френетта своими руками.

Достоинства установки

Теплонасос Френетта можно подключить к системе теплых полов

Теплонасосы Френетта, по сравнению с другими агрегатами такого типа, пользуются особой популярностью. Установка широко используется в отопительных системах.

Также насос может подключаться к современным системам теплого пола.

Такое широкое использование теплового насоса объясняется тем, что он имеет много преимуществ, по сравнению с другими агрегатами.

К ним можно отнести:

высокая продуктивность;
экономичность;
возможность функционировать в автоматическом режиме;
многофункциональность насоса;
легкая настройка под те или иные потребности;
компактные размеры;
бесшумная работа и многое другое.

Внесение новых модификаций в конструкцию насоса приводит к улучшению его технических характеристик.

Тепловые насосы Френетта широко используются в различных сферах. Чаще всего их устанавливают в загородных домах. Немаловажным преимуществом агрегата является то, что его можно собрать своими руками.

Принцип работы теплонасоса

Схема работы теплонасоса. (Для увеличения нажмите)

По принципу действия тепловые насосы напоминают обычные холодильники. Так, холодильное оборудование в процессе функционирования забирает тепло из камер и подает его наружу.

Здесь в работу вводятся радиаторы. Что касается насоса, то тепло он берет из земли или жидкости. На следующем этапе происходит обработка тепловой энергии и подача ее в систему отопления того или иного строения.

В работе теплонасоса особое место занимает холодильный агент, в качестве которого используют фреон или аммиак. Хладагент передвигается по внешнему и внутреннему контуру.

Здесь внешний контур отвечает за прием тепловой энергии из внешней среды, будь то земля, вода или атмосфера. После того как температура холодильного агента поднимается на несколько градусов, он начинает циркулировать по системе.

В первоначальном состоянии холодильный агент – это жидкость, но в результате действия на него испарителя он превращается в газ. После этого холодильный агент направляется в компрессор, где происходит его сжимание.

В результате этого возрастает его температура. Дальше газ направляется в конденсатор, где происходит обмен тепловой энергией с тепловым носителем отопительной системы. В результате охлаждения газ превращается в жидкость и возвращается на исходную точку.

Будьте внимательны: в процессе многочисленных циркуляций количество холодильного агента уменьшается, поэтому этот параметр нужно периодически контролировать.
Устройство
Устройство теплонасоса Френетта. (Для увеличения нажмите)
Устройство, как и принцип работы теплонасоса Френетта довольно просто.
В состав классической конструкции входит:
ротор и статор;
вентилятор с довольно большими лопастями;
вал.
Ротор и статор представляют собой цилиндры разного объема. Ротор имеет меньший объем и устанавливается в статор. В статор наливается масло, которое используется в качестве теплоносителя.
Масляный теплоноситель подогревается в результате действия на статор ротора. Ротор же в свою очередь приводится в работу валом, на конце которого устанавливается вентилятор. Функция вентилятора заключается в том, чтобы нагнетать теплый воздух в помещение.
В современных модификациях теплового насоса Френетта вместо ротора используют стальные диски. Также здесь нет потребности в использовании лопастного вентилятора. Благодаря некоторым модификациям, стало возможным улучшение технических характеристик теплонасоса.
Самостоятельная сборка
Горизонтальная модель теплонасоса Френетта
Тепловой насос можно собрать своими руками.
Мы рассмотрим принцип сборки модифицированного типа агрегата, в котором вместо ротора используются стальные диски.
Чтобы изготовить такой насос самостоятельно, понадобится:
цилиндр;
диски из высококачественной стали, диаметр которых должен быть меньше, чем диаметр цилиндра;
электродвигатель с длинным валом;
силовой кабель;
сальники и уплотнители;
гайки;
патрубки;
элементы отопительной системы – радиаторы и трубы.
Имея под рукой такие материалы, можно приступать к непосредственной сборке агрегата:
Установить вал электродвигателя внутрь цилиндра. Узлы прокладываются сальниками и уплотнителями.
На вал устанавливаются стальные диски. При этом стоит учитывать, что КПД напрямую зависит от количества этих элементов и их расстояния до стенок цилиндра, то есть чем больше стальных дисков и чем дальше они размещены от стенок цилиндра, тем выше будет КПД насоса.
Каждый диск закрепляют на валу с помощью гаек.
Вверху устраиваются два отверстия. Через одно будет поддаваться теплоноситель, а через другое – масло из системы отопления.
К цилиндру подсоединяются все патрубки, а к электродвигателю силовой кабель. Перед тем как проверять функциональность насоса, в цилиндр нужно налить масло.
Проверить агрегат на наличие протечек.
Таким образом, осуществляется сборка самого простого теплового насоса Френетта. Обладая определенными навыками и знаниями, каждый сможет собрать насос для своего загородного дома.
Важный момент: перед тем, как использовать агрегат в отопительной системе или в теплых полах, стоит учесть его эффективность, которая напрямую зависит от КПД насоса.
Советы по эксплуатации
Чтобы тепловой насос Френетта, изготовленный своими руками, прослужил как можно дольше, стоит прислушаться к некоторым советам профессионалов.
Итак, что же это за советы:
в качестве теплоносителя лучше использовать натуральное масло;
агрегат оснащают термодатчиком, что обеспечит его автономное отключение и включение;
чтобы снизить стоимость сборки насоса, в качестве силового элемента можно использовать электродвигатель от старых приборов;
чтобы улучшить эффективность работы насоса, при его конструировании стоит использовать максимальное количество стальных дисков.
Если вы обладаете определенными знаниями в работе таких агрегатов, то со временем определите, какие модификации можно провести для улучшения их работы. Так как речь идет об использовании электричества и масла, не стоит забывать о техники безопасности.
Смотрите видео, в котором опытный пользователь объясняет устройство и особенности эксплуатации теплового насоса Френетта, сделанного своими руками:
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!
Бустерный насос. Большая энциклопедия техники
Бустерный насос. Большая энциклопедия техники
ВикиЧтение
Большая энциклопедия техники
Коллектив авторов
Бустерный насос
Бустерный насос – это разновидность вакуумного насоса. Представляет собой пароструйный насос, который служит для того, чтобы создавать средний вакуум внутри вакуумной системы. Сам бустер (от английского слова booster) является вспомогательным устройством, которое применяется с целью увеличения значений силы и скорости в действии основных механизмов и машин: это может быть первая ступень в многоступенчатой ракете, гидравлические, электрические или же пневматические устройства в цепи управления в рулях самолета.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Читайте также

Бустерный насос

Бустерный насос Бустерный насос – это разновидность вакуумного насоса. Представляет собой пароструйный насос, который служит для того, чтобы создавать средний вакуум внутри вакуумной системы. Сам бустер (от английского слова booster) является вспомогательным устройством,

Бустерный ракетный двигатель

Бустерный ракетный двигатель Бустерный ракетный двигатель относится к классу ракетных двигателей, использующих для подачи топлива механические насосы. В этом типе ракетных двигателей применяются бустерные турбонасосные агрегаты. На сегодняшний день одним из самых

Насос

Насос Сердце – это мышечный насос. Мышечный потому, что стенки его состоят из мышечной ткани. Размером оно с кулак взрослого человека и весит от 180 до 300 граммов, причем у женщин сердце, как правило, меньше, чем у мужчин. По своему устройству это полый орган, разделенный

Тепловой насос — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия
Тепловой насос — это устройство, которое перемещает тепло из холодного места в горячее.
Холодильник — это тепловой насос. Он перемещает тепло изнутри наружу. Это сохраняет пищу внутри холодной, поэтому она не испортится.
Кондиционер — это тепловой насос. Он перемещает тепло изнутри здания наружу.
Устройство Пельтье — это тепловой насос. Он перемещает тепло с одной стороны на другую с помощью электрического тока.
Некоторые здания также отапливаются тепловыми насосами. Зимой тепловой насос перемещает тепло снаружи внутрь. Иногда это работает лучше, чем отопление с помощью радиатора.
Обычно тепло течет из горячего места в холодное, согласно второму закону термодинамики. Тепло само по себе не переместится из холодного места в более теплое. Из-за этого тепловой насос должен использовать дополнительную энергию для перемещения тепла. Это все равно что качать воду в гору.
В большинстве тепловых насосов для выработки энергии используются электродвигатели.Некоторые тепловые насосы используют тепловую энергию от пламени или электрического нагревателя.
Простая картина холодильного цикла теплового насоса: компрессор (4) сжимает жидкость; горячая жидкость (1) отдает тепло, жидкость проходит через расширительный клапан (2), жидкость забирает тепло (3) и отдает холод.
В большинстве тепловых насосов используется цикл охлаждения. В холодильном цикле используется жидкость, которая движется по трубам и переносит тепло. Жидкость называется хладагентом. Во время цикла охлаждения хладагент превращается из жидкости в газ и обратно в жидкость.
Когда хладагент переходит из жидкости в газ, он получает (поглощает) тепловую энергию. Это похоже на кипячение. Когда хладагент превращается из газа обратно в жидкость, он теряет тепловую энергию.
Тепловой насос настроен таким образом, что хладагент забирает тепло из одного места, которое будет охлаждаться, и перемещает его в другое место, которое будет нагреваться.
Тепловой насос заставляет хладагент переходить из газообразного состояния в жидкое. Для этого используется компрессор. Часто компрессор приводит в движение электродвигатель.Компрессор сжимает хладагент, в результате чего он превращается из газа в жидкость. Когда хладагент превращается из газа в жидкость, он также отдает часть тепла, которое он переносит.
На другом конце цикла хладагент снова закипает. Он переходит из жидкости в газ. Но для этого нужно тепло. Когда он забирает тепло из окружающей среды, он охлаждает их. Таким образом, когда хладагент превращается из жидкости в газ, он кажется более прохладным.
Это полный цикл, от стороны охлаждения до стороны нагрева: На стороне охлаждения тепло отбирается для превращения хладагента из жидкости в газ.Затем жидкость перемещается в сторону нагрева, где компрессор снова переводит хладагент в жидкость. Это заставляет его отдавать тепло. Итак, тепло переместилось со стороны охлаждения на сторону нагрева. Затем цикл повторяется.
Если охлаждающая сторона находится внутри холодильника, он становится холодным.
Если сторона охлаждения находится внутри здания, а сторона нагрева — снаружи здания, то внутри здания становится холодно. Так работает кондиционер.
Если сторона охлаждения находится снаружи здания, а сторона обогрева — внутри здания, таким образом тепловой насос может обогревать здание зимой.
Викискладе есть медиафайлы, связанные с Тепловые насосы .
Тепловой насос — Повторная публикация в Википедии // WIKI 2
Устройство обогрева зданий
Эта статья посвящена устройствам, используемым для обогрева и / или охлаждения зданий и транспортных средств с использованием холодильного цикла.Для использования в других целях, см Тепловой насос (значения).
Тепловой насос — это устройство, используемое для обогрева, а иногда и охлаждения зданий путем передачи тепловой энергии из более холодного помещения в более теплое с использованием цикла охлаждения, являющегося противоположным направлением, в котором передача тепла будет происходить без применения внешних мощность. К распространенным типам устройств относятся тепловые насосы с воздушным источником, тепловые насосы с грунтовым источником, тепловые насосы с водным источником и тепловые насосы для отработанного воздуха. Тепловые насосы также часто используются в системах централизованного теплоснабжения.
КПД теплового насоса выражается как коэффициент полезного действия (COP) или сезонный коэффициент полезного действия (SCOP). Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос и тем меньше энергии он потребляет. При использовании для обогрева помещений эти устройства обычно намного более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели. Тепловые насосы имеют меньший углеродный след, чем системы отопления, работающие на ископаемом топливе, таком как природный газ, ^[1], но те, которые работают на водороде, также низкоуглеродистые и могут стать конкурентами.^[2]
Энциклопедия YouTube
1/5
Просмотры:
776839
1212 914
855136
3 782
19 191
Описание тепловых насосов — как работают тепловые насосы HVAC
Тепловые насосы: будущее домашнего отопления
Стоит ли затрат на геотермальное отопление и охлаждение? Описание тепловых насосов
Горячий и холодный: тепловой насос для отопления помещений горячей воды
Инверторный тепловой насос PHNIX R290 для отопления и охлаждения помещений + ГВС
Содержание
История
вехи:
1748: Уильям Каллен демонстрирует искусственное охлаждение.
1834: Джейкоб Перкинс создает практичный холодильник с диметиловым эфиром.
1852: Лорд Кельвин описывает теорию, лежащую в основе тепловых насосов.
1855–1857: Петер фон Риттингер разрабатывает и строит первый тепловой насос. ^[3]
1928: Аурел Стодола конструирует тепловой насос с замкнутым контуром (источник воды из Женевского озера), который по сей день обеспечивает отопление мэрии Женевы.
1945: Джон Самнер, городской инженер-электрик Норвича, устанавливает экспериментальный водяной тепловой насос, питающий систему центрального отопления, используя соседнюю реку для обогрева новых административных зданий Совета.Коэффициент сезонной эффективности 3,42. Средняя тепловая отдача 147 кВт и пиковая мощность 234 кВт. ^[4]
1948: Роберт К. Уэббер разработал и построил первый грунтовый тепловой насос. ^[5]
1951: Первая крупномасштабная установка — открытие Королевского фестивального зала в Лондоне с городским газовым реверсивным тепловым насосом, работающим на воде, питаемым из Темзы, как для обогрева зимой, так и для охлаждения летом. ^[4]
Типы
Тепловой насос с воздушным источником
Тепловые насосы с воздушным источником используются для передачи тепла между двумя теплообменниками, один из которых находится за пределами здания и оборудован ребрами, через которые воздух нагнетается с помощью вентилятора, а другой — либо непосредственно нагревает воздух внутри здания, либо нагревает воду, которая затем нагревается. циркулирует по зданию через излучатели тепла, которые отдают тепло зданию.Эти устройства также могут работать в режиме охлаждения, когда они отбирают тепло через внутренний теплообменник и выбрасывают его в окружающий воздух с помощью внешнего теплообменника. Обычно они также используются для нагрева воды для стирки, которая хранится в резервуаре для горячей воды для бытового потребления. ^{[необходима ссылка ]}
Тепловые насосы с воздушным источником относительно просты и недороги в установке и поэтому исторически являются наиболее широко используемым типом тепловых насосов. В мягкую погоду COP может быть около 4.0, в то время как при температурах ниже примерно 0 ° C (32 ° F) тепловой насос с воздушным тепловым насосом все еще может достичь COP 2,5. Среднее значение COP по сезонным колебаниям обычно составляет 2,5–2,8, а исключительные модели могут превышать это значение в мягком климате. ^{[ требуется ссылка ]}
Геотермальный (грунтовый) тепловой насос
Геотермальный тепловой насос (североамериканский английский) или грунтовый тепловой насос (британский английский) забирает тепло из почвы или грунтовых вод, которые остаются при относительно постоянной температуре круглый год ниже глубины около 30 футов (9.1 м). ^[6] У хорошо обслуживаемого геотермального теплового насоса, как правило, КПД 4,0 в начале отопительного сезона и сезонный КПД около 3,0, поскольку тепло отбирается из земли. ^[7] Геотермальные тепловые насосы дороже в установке из-за необходимости бурения скважин для вертикального размещения труб теплообменника или рытья траншей для горизонтального размещения трубопровода, по которому проходит теплоноситель (вода с немного антифриза).
Геотермальный тепловой насос также можно использовать для охлаждения зданий в жаркие дни, тем самым передавая тепло от жилища обратно в почву через контур заземления.Солнечные тепловые коллекторы или трубопроводы, размещенные на асфальте автостоянки, также могут использоваться для пополнения тепла под землей. ^{[ требуется ссылка ]}
Тепловой насос вытяжного воздуха
Тепловые насосы с вытяжным воздухом отбирают тепло из вытяжного воздуха здания и требуют принудительной вентиляции. Существует два класса тепловых насосов на вытяжном воздухе.
Вытяжные воздушно-воздушные тепловые насосы передают тепло всасываемому воздуху.
Вытяжные воздушно-водяные тепловые насосы передают тепло в контур отопления, который включает резервуар для горячей воды для бытового потребления.
Тепловой насос на солнечных батареях
Тепловой насос с солнечной батареей — это машина, которая представляет собой интеграцию теплового насоса и тепловых солнечных панелей в единую интегрированную систему. Обычно эти две технологии используются отдельно (или работают параллельно) для производства горячей воды. ^[8] В этой системе солнечная тепловая панель выполняет функцию низкотемпературного источника тепла, а произведенное тепло используется для подпитки испарителя теплового насоса. ^[9] Цель этой системы — получить высокий КПД и затем производить энергию более эффективным и менее дорогостоящим способом.^{[ требуется ссылка ]}
Водяной тепловой насос
Установка водяного теплообменника
Тепловой насос с водяным источником работает аналогично геотермальному тепловому насосу, за исключением того, что он забирает тепло от воды, а не от земли. Однако водоем должен быть достаточно большим, чтобы выдерживать охлаждающий эффект устройства, не замерзая и не создавая неблагоприятного воздействия на дикую природу. ^{[ требуется ссылка ]}
Гибридный тепловой насос
Гибридные (или сдвоенные) тепловые насосы потребляют тепло из разных источников в зависимости от температуры наружного воздуха.Когда температура наружного воздуха превышает 4-8 градусов по Цельсию (40-50 градусов по Фаренгейту, в зависимости от температуры грунтовых вод), они используют воздух; при более низких температурах используют наземный источник. Эти системы с двумя источниками также могут накапливать летнее тепло, пропуская воду из грунтовых источников через воздушный теплообменник или через теплообменник-теплообменник здания, даже когда сам тепловой насос не работает. У этого есть два преимущества: он функционирует как недорогая система охлаждения воздуха в салоне и (если грунтовые воды относительно неподвижны) повышает температуру грунтового источника, что повышает энергоэффективность системы теплового насоса примерно на 4%. на каждый градус повышения температуры наземного источника.
Приложения
По оценкам Международного энергетического агентства, по состоянию на 2011 год ^{[обновление]} на Земле было установлено 800 миллионов тепловых насосов. ^[10] ^{: 16} Они используются в климатических условиях с умеренными потребностями в отоплении, вентиляции и кондиционировании (HVAC), а также могут обеспечивать функции горячего водоснабжения и сушки белья в барабане. ^[11] Расходы на покупку поддерживаются в разных странах за счет скидок для потребителей. ^[12]
Отопление и охлаждение зданий и транспортных средств
В системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха тепловой насос обычно представляет собой парокомпрессионное холодильное устройство, которое включает в себя реверсивный клапан и оптимизированные теплообменники, так что направление теплового потока (движение тепловой энергии) может быть изменено на обратное.Реверсивный клапан переключает направление хладагента в цикле, поэтому тепловой насос может подавать в здание отопление или охлаждение. В более прохладном климате по умолчанию реверсивный клапан настроен на обогрев.
Настройка по умолчанию для более теплого климата — охлаждение. Поскольку два теплообменника, конденсатор и испаритель, должны поменять местами функции, они оптимизированы для адекватной работы в обоих режимах. Следовательно, рейтинг SEER, который представляет собой рейтинг сезонной энергоэффективности реверсивного теплового насоса, обычно немного меньше, чем у двух отдельно оптимизированных машин.Чтобы оборудование получило рейтинг Energy Star, оно должно иметь рейтинг не менее 14,5 SEER. ^{[ требуется ссылка ]}
Водяное отопление
В системах водяного отопления тепловой насос может использоваться для нагрева или предварительного нагрева воды для плавательных бассейнов или нагрева питьевой воды для использования в домах и в промышленности. Обычно тепло извлекается из наружного воздуха и передается в резервуар для воды в помещении, в другом варианте тепло извлекается из воздуха в помещении, чтобы помочь в охлаждении помещения. ^{[ требуется ссылка ]}
Центральное отопление
Тепловые насосы также могут использоваться в качестве источника тепла для централизованного теплоснабжения.Возможными источниками тепла для таких применений являются сточные воды, вода из окружающей среды (например, морская, озерная и речная вода), промышленные отходы тепла, геотермальная энергия, дымовые газы, отходящее тепло от централизованного холодоснабжения и тепло от солнечных аккумуляторов тепла. В Европе с 1980-х годов было установлено более 1500 МВт, из которых около 1000 МВт использовалось в Швеции в 2017 году. ^[13] Крупномасштабные тепловые насосы для централизованного теплоснабжения в сочетании с накоплением тепловой энергии обеспечивают высокую гибкость для интеграции переменная возобновляемая энергия.Поэтому они считаются ключевой технологией для интеллектуальных энергетических систем с высокой долей возобновляемых источников энергии до 100% и передовых систем централизованного теплоснабжения 4-го поколения. ^[13] ^[14] ^[15] Они также являются важным элементом систем холодного централизованного теплоснабжения. ^[16]
Промышленное отопление
Существует большой потенциал для снижения потребления энергии и связанных с ним выбросов парниковых газов в промышленности за счет применения промышленных тепловых насосов.Проект международного сотрудничества, завершенный в 2015 году, собрал в общей сложности 39 примеров проектов НИОКР и 115 тематических исследований по всему миру. ^[17] Исследование показывает, что возможны короткие периоды окупаемости менее 2 лет при значительном сокращении выбросов CO2 (в некоторых случаях более 50%). ^[18] ^[19]
Производительность
При сравнении производительности тепловых насосов термин «производительность» предпочтительнее, чем «эффективность», при этом коэффициент полезного действия (COP) используется для описания отношения полезного теплового движения к затраченной работе.Электрический резистивный нагреватель имеет КПД 1,0, что значительно ниже, чем КПД хорошо спроектированного теплового насоса, который обычно составляет от 3 до 5 КПД при внешней температуре 10 ° C и внутренней температуре 20 ° C. Тепловой насос, работающий на земле, обычно имеет более высокую производительность, чем тепловой насос с воздушным источником.
«Сезонный коэффициент эффективности» (SCOP) — это показатель совокупного показателя энергоэффективности за период в один год, который очень зависит от климата региона.Одна основа для этого расчета приведена в Постановлении Комиссии (ЕС) № 813/2013: ^[20]
Рабочие характеристики теплового насоса в режиме охлаждения в США характеризуются либо его коэффициентом энергоэффективности (EER), либо сезонным Коэффициент энергоэффективности (SEER), оба из которых имеют единицы БТЕ / (ч · Вт) (обратите внимание, что 1 БТЕ / (ч · Вт) = 0,293 Вт / Вт), и более высокие значения указывают на лучшую производительность. Фактическая производительность варьируется и зависит от многих факторов, таких как детали установки, разница температур, высота площадки и техническое обслуживание.
Изменение COP в зависимости от температуры на выходе
Тип и источник насоса Типичное использование 35 ° C
(например, стяжка с подогревом) 45 ° C
(например, стяжка с подогревом) 55 ° C
(например, деревянный пол с подогревом) 65 ° C
(например, радиатор или ГВС) 75 ° C
(например, радиатор и ГВС) 85 ° C
(например, радиатор и ГВС)
Высокоэффективный тепловой насос с воздушным источником (ASHP), воздух при –20 ° C ^[21] 2.2 2,0 — — — —
Двухступенчатая установка ASHP, воздух при −20 ° C ^[22] Низкая температура источника 2,4 2,2 1,9 — — —
Высокоэффективный ASHP, воздух при 0 ° C ^[21] Низкая температура на выходе 3,8 2,8 2.2 2,0 — —
Прототип транскритического теплового насоса CO ^{₂ (R744) тепловой насос с трехкомпонентным газовым охладителем, источник при 0 ° C ^[23]} Высокая температура на выходе 3,3 — — 4,2 — 3,0
Земляной тепловой насос (GSHP), вода при 0 ° C ^[21] 5.0 3,7 2,9 2,4 — —
GSHP, шлифовка при 10 ° C ^[21] Низкая температура на выходе 7,2 5,0 3,7 2,9 2,4 —
Теоретический предел цикла Карно, источник −20 ° C 5,6 4,9 4,4 4,0 3.7 3,4
Теоретический предел цикла Карно, источник 0 ° C 8,8 7,1 6,0 5,2 4,6 4,2
Теоретический предел цикла Лорентцена (насос CO ^{₂), обратная жидкость 25 ° C, источник 0 ° C ^[23]} 10,1 8,8 7,9 7,1 6,5 6.1
Теоретический предел цикла Карно, источник 10 ° C 12,3 9,1 7,3 6,1 5,4 4,8
Эксплуатация
Внутренний вид наружного блока воздушного теплового насоса Ecodan
Компрессия пара использует циркулирующий жидкий хладагент в качестве среды, которая поглощает тепло из одного помещения, сжимает его, тем самым повышая его температуру, прежде чем высвободить его в другом пространстве.Система обычно состоит из 8 основных компонентов: компрессора, резервуара, реверсивного клапана, который выбирает между режимами нагрева и охлаждения, двух тепловых расширительных клапанов (один используется в режиме нагрева, а другой — в режиме охлаждения) и два теплообменника, один связан с внешним источником тепла / радиатором, а другой — с внутренним пространством. В режиме обогрева внешний теплообменник является испарителем, а внутренний — конденсатором; в режиме охлаждения роли меняются.
Циркуляционный хладагент входит в компрессор в термодинамическом состоянии, известном как насыщенный пар ^[24], и сжимается до более высокого давления, что также приводит к более высокой температуре.Горячий сжатый пар тогда находится в термодинамическом состоянии, известном как перегретый пар, и имеет температуру и давление, при которых он может конденсироваться либо охлаждающей водой, либо охлаждающим воздухом, текущим через змеевик или трубы. В режиме отопления это тепло используется для обогрева здания с помощью внутреннего теплообменника, а в режиме охлаждения это тепло отводится через внешний теплообменник.
Конденсированный жидкий хладагент в термодинамическом состоянии, известном как насыщенная жидкость, затем направляется через расширительный клапан, где он подвергается резкому снижению давления.Это снижение давления приводит к адиабатическому мгновенному испарению части жидкого хладагента. Эффект автоохлаждения адиабатического мгновенного испарения понижает температуру смеси жидкого и парообразного хладагента до более низкой температуры, чем температура замкнутого пространства, подлежащего охлаждению.
Затем холодная смесь проходит через змеевик или трубки в испарителе. Вентилятор обеспечивает циркуляцию теплого воздуха в замкнутом пространстве по змеевику или трубам, по которым проходит смесь холодного жидкого хладагента и пара.Этот теплый воздух испаряет жидкую часть холодной смеси хладагентов. В то же время циркулирующий воздух охлаждается и, таким образом, снижает температуру замкнутого пространства до желаемой температуры. Испаритель — это место, где циркулирующий хладагент поглощает и отводит тепло, которое впоследствии отводится в конденсаторе и переносится в другое место водой или воздухом, используемыми в конденсаторе.
Для завершения цикла охлаждения пар хладагента из испарителя снова представляет собой насыщенный пар и направляется обратно в компрессор.
Со временем испаритель может собирать лед или воду из-за влажности окружающей среды. Лед тает во время цикла размораживания. Внутренний теплообменник используется либо для нагрева / охлаждения внутреннего воздуха напрямую, либо для нагрева воды, которая затем циркулирует через радиаторы или контур напольного отопления, для нагрева или охлаждения зданий.
Выбор хладагента
До 1990-х годов в тепловых насосах, а также в холодильниках и других сопутствующих товарах в качестве хладагентов использовались хлорфторуглероды (ХФУ), которые при выбросе в атмосферу наносили серьезный ущерб озоновому слою.Использование этих химикатов было запрещено или строго ограничено Монреальским протоколом августа 1987 года. ^[25] Заменители, включая R-134a и R-410A, представляют собой гидрофторуглерод с аналогичными термодинамическими свойствами с незначительным потенциалом разрушения озона, но с проблемным потенциалом глобального потепления . ^[26] ГФУ — мощный парниковый газ, способствующий изменению климата. ^[27] ^[28] Более современные холодильники включают дифторметан (R32) и изобутан (R600A), которые не разрушают озон, а также гораздо менее вредны для окружающей среды.^[29] Диметиловый эфир (DME) также приобрел популярность в качестве хладагента. ^[30]
Государственные льготы
Соединенное Королевство
По состоянию на 2021 год. ^{[обновление]}: тепловые насосы облагаются налогом по сниженной ставке 5% вместо обычного 20% НДС для большинства других продуктов. ^[31]
США
Кредиты на альтернативную энергию в Массачусетсе
Стандарт портфеля альтернативных источников энергии (APS) был разработан в 2008 году, чтобы требовать, чтобы определенный процент электроэнергии в Массачусетсе поступал из определенных альтернативных источников энергии.^[32] В октябре 2017 года Министерство энергетики штата Массачусетс (DOER) разработало проект правил в соответствии с главой 251 Закона 2014 года и главой 188 Закона 2016 года, в которые добавлялись возобновляемые источники тепла, топливные элементы и отходы. -энергия тепловая на АЭС. ^[32]
Кредиты на альтернативную энергию (AEC) выдаются в качестве стимула для владельцев правомочных объектов возобновляемой тепловой энергии из расчета один кредит на каждый эквивалент мегаватт-часа (МВтч) произведенной тепловой энергии.^a ^b «DSIRE». program.dsireusa.org . Проверено 31 июля 2019.
Внешние ссылки
Фундаментальные
концепции
Технология
Компоненты
Измерение
и контроль
Профессии Промышленность
организации
Здоровье и безопасность
См. Также
Эта страница последний раз была отредактирована 14 июля 2021 в 02:31
Тепловой насос с воздушным источником — Повторная публикация в Википедии // WIKI 2
Воздушный тепловой насос
Тепловой насос с воздушным источником (ASHP) — это реверсивный тепловой насос, который использует наружный воздух в качестве источника тепла в режиме обогрева или в качестве радиатора в режиме охлаждения с использованием того же процесса парокомпрессионного охлаждения и того же внешнего теплообменник с вентилятором, используемый в кондиционерах.
Тепловые насосы «воздух-воздух» представляют собой более простые устройства и подают горячий или холодный воздух непосредственно в одно или два внутренних пространства. В отличие от этого, тепловые насосы «воздух-вода» используют радиаторы и / или полы с подогревом для обогрева или охлаждения всего дома, а также часто используются для горячего водоснабжения. При правильном указании ASHP может предложить полное решение для центрального отопления и горячего водоснабжения до 80 ° C (176 ° F). ^{[ требуется ссылка ]}
Энциклопедия YouTube
1/5
Просмотры:
13 269
820348
245382
101 999
40 777
Воздушные тепловые насосы находятся на подъеме — каковы преимущества?
Описание тепловых насосов — как работают тепловые насосы HVAC
Как работает тепловой насос — HVAC
Руководство по тепловому насосу, как выбрать, сравнить и рейтинг эффективности hvac
Тепловые насосы: разумный выбор для отопления И охлаждения
Содержание
Описание
Воздух при любой температуре выше абсолютного нуля содержит некоторую энергию.Тепловой насос с воздушным источником передает часть этой энергии в виде тепла из одного места в другое, например, между внешней и внутренней частью здания. Это может обеспечить отопление помещения и горячую воду. Одна система может быть спроектирована для передачи тепла в любом направлении, для обогрева или охлаждения внутренних помещений здания зимой и летом соответственно. Для простоты в нижеследующем описании основное внимание уделяется использованию для отопления помещений.
Технология аналогична холодильнику, морозильной камере или кондиционеру: различный эффект обусловлен физическим расположением различных компонентов системы.Подобно тому, как трубы на задней стенке холодильника нагреваются при охлаждении внутренней части, так и ASHP нагревает внутреннюю часть здания, одновременно охлаждая наружный воздух.
Основными компонентами воздушного теплового насоса являются:
Змеевик теплообменника наружной установки, отводящий тепло из окружающего воздуха
Змеевик внутреннего теплообменника, который передает тепло в каналы горячего воздуха, систему отопления помещения, такую как водяные радиаторы или контуры под полом, и резервуар для горячей воды для бытового потребления.
Воздушные тепловые насосы могут обеспечить относительно дешевое отопление помещения. Высокоэффективный тепловой насос может обеспечить в четыре раза больше тепла, чем резистивный нагреватель, используя такое же количество электроэнергии. ^[1] На стоимость срока службы воздушного теплового насоса будет влиять цена на электричество по сравнению с ценой на газ (если таковой имеется). Горящий газ или масло выделяют углекислый газ, а также двуокись азота, что может быть вредным для здоровья. Тепловой насос с воздушным источником не выделяет углекислый газ, оксид азота или любой другой газ.Он использует небольшое количество электроэнергии для передачи большого количества тепла: электричество может быть из возобновляемых источников или вырабатываться на электростанциях, сжигающих ископаемое топливо.
«Стандартный» тепловой насос, использующий воздух для бытовых нужд, может отводить полезное тепло до температуры примерно -15 ° C (5 ° F). ^[2] При более низких температурах наружного воздуха тепловой насос менее эффективен; его можно выключить и отапливать помещения только за счет дополнительного тепла (или аварийного тепла), если дополнительная система отопления достаточно большая.Существуют специально разработанные тепловые насосы, которые, хотя и теряют некоторую производительность в режиме охлаждения, обеспечивают полезный отвод тепла даже при более низких температурах наружного воздуха.
Проблема, которая может возникнуть со всеми типами тепловых насосов с воздушным источником в очень холодном климате, заключается в том, что влажность, которая конденсируется на змеевиках теплообменника наружного блока, может образовывать иней и лед, которые блокируют воздушный поток через змеевики. Это может вызвать нагрузку на компрессор, сократив срок его службы и увеличив потребление энергии.Чтобы решить эту проблему, тепловой насос должен вернуться в режим кондиционирования воздуха, когда вентиляторы не работают, чтобы наружный блок мог нагреваться и размораживаться, а внутренний блок не охлаждал помещения, что в противном случае было бы неудобно в холодном климате.
Для холодного климата
Наружный блок воздушного теплового насоса, работающего в условиях замерзания
Воздушный тепловой насос, разработанный специально для очень холодного климата, может извлекать полезное тепло из окружающего воздуха до -30 ° C (-22 ° F).Это стало возможным благодаря использованию компрессоров с регулируемой скоростью вращения, в число которых входят компании Mitsubishi и Fujitsu. ^[3] Одна модель Mitsubishi обеспечивает нагрев до -35 ° C, но коэффициент полезного действия (COP) падает до 0,9, указывая на то, что резистивный нагрев будет более эффективным при этой температуре. При –30 ° C КПД составляет 1,1, согласно данным производителя ^[4] (в маркетинговой литературе производителя также указывается минимальный КПД 1,4 и производительность до –30 ° C ^[5]).Хотя тепловые насосы с воздушным источником менее эффективны, чем хорошо установленные тепловые насосы, работающие на земле, в холодных условиях, тепловые насосы с воздушным источником имеют более низкие начальные затраты и могут быть наиболее экономичным или практичным выбором. ^[6]
Исследование, проведенное Natural Resources Canada, показало, что тепловые насосы с воздушным источником холодного климата (CC-ASHP) работают в канадских зимах, на основе испытаний в Оттаве (Онтарио) в конце декабря 2012 г. — начале января 2013 г. с использованием воздуховода. CC-ASHP. (В отчете прямо не указывается, следует ли рассматривать резервные источники тепла для температур ниже -30 ° C.Рекордно низкий показатель для Оттавы — -36 ° C.) CC-ASHP обеспечил 60% -ную экономию энергии по сравнению с природным газом (в единицах энергии). ^[7] Однако при рассмотрении энергоэффективности при производстве электроэнергии с CC-ASHP будет использоваться больше энергии по сравнению с отоплением на природном газе в провинциях или территориях (Альберта, Новая Шотландия и Северо-Западные территории), где сжигается уголь. генерация была преобладающим методом производства электроэнергии. (Экономия энергии в Саскачеване была незначительной. В других провинциях в основном используется гидроэлектроэнергия и / или атомная энергия.) Несмотря на значительную экономию энергии по сравнению с газом в провинциях, не зависящих в основном от угля, более высокая стоимость электроэнергии по сравнению с природным газом (с использованием розничных цен 2012 года в Оттаве, Онтарио) сделала природный газ менее дорогим источником энергии. (В отчете не рассчитывалась стоимость эксплуатации в провинции Квебек, где тарифы на электроэнергию ниже, а также не отражалось влияние тарифов на электроэнергию в зависимости от времени использования.) Исследование показало, что в Оттаве CC-ASHP стоит на 124% дороже. работать, чем система природного газа.Однако в районах, где природный газ недоступен для домовладельцев, можно сэкономить 59% затрат на электроэнергию по сравнению с отоплением на мазуте. В отчете отмечается, что около 1 миллиона жилых домов в Канаде (8%) по-прежнему отапливаются мазутом. Отчет показывает 54% экономии затрат на электроэнергию для CC-ASHP по сравнению с электрическим нагревом плинтуса сопротивлением. Основываясь на этой экономии, отчет показал пятилетнюю окупаемость перехода с жидкого топлива или электрического нагревателя сопротивления плинтуса на CC-ASHP. (В отчете не уточняется, учитывалась ли в этом расчете возможная потребность в модернизации электроснабжения в случае перехода с мазута.Предположительно, не потребуется модернизация электроснабжения при преобразовании с электрического сопротивления тепла.) В отчете действительно отмечены большие колебания комнатной температуры с тепловым насосом из-за его циклов оттаивания. ^[8]
Использование
Воздушные тепловые насосы используются для обогрева и охлаждения внутренних помещений даже в более холодном климате и могут эффективно использоваться для нагрева воды в более мягком климате. Основным преимуществом некоторых ASHP является то, что одну и ту же систему можно использовать для отопления зимой и охлаждения летом.Хотя стоимость установки, как правило, высока, она меньше, чем стоимость теплового насоса с наземным источником , поскольку грунтовый тепловой насос требует земляных работ для установки его контура заземления. Преимущество геотермального теплового насоса заключается в том, что он имеет доступ к теплоаккумулирующей способности земли, что позволяет ему производить больше тепла при меньшем количестве электроэнергии в холодных условиях.
ASHP иногда соединяются с вспомогательными или аварийными системами обогрева для обеспечения резервного обогрева, когда наружные температуры слишком низкие для эффективной работы насоса, или в случае неисправности насоса.Поскольку у ASHP высокие капитальные затраты, а эффективность падает с понижением температуры, обычно ^{[ неопределенный ]} не рентабельно рассчитывать систему для самого холодного сценария температуры, даже если ASHP может удовлетворить все потребности в тепле при ожидаются самые низкие температуры. Печи на пропане, природном газе, жидком топливе или пеллетах могут обеспечить это дополнительное тепло.
Полностью электрические резервные системы имеют электрическую печь или электрическое сопротивление нагреву, или полосовое нагревание, которое обычно состоит из рядов электрических катушек, которые нагреваются.Вентилятор обдувает нагретые змеевики и распространяет теплый воздух по всему дому. Он служит подходящим источником тепла, но с понижением температуры возрастают затраты на электроэнергию. Перебои в электроснабжении представляют такую же угрозу, как и для центральных систем приточного воздуха и насосных котлов, но дровяные печи и неэлектрические каминные топки могут снизить этот риск. Некоторые ASHP могут быть подключены к солнечным батареям в качестве первичного источника энергии, а обычная электрическая сеть — в качестве резервного источника.
Решения для аккумулирования тепла с резистивным нагревом могут использоваться вместе с ASHP.Хранение может быть более рентабельным, если доступны тарифы на электроэнергию на время использования. Тепло сохраняется в керамических кирпичах высокой плотности, содержащихся в теплоизолированном корпусе. ^[9] ASHP также могут работать в паре с пассивным солнечным обогревом. Тепловая масса (например, бетон или камни), нагретая пассивным солнечным теплом, может помочь стабилизировать температуру в помещении, поглощая тепло в течение дня и выделяя тепло ночью, когда температура наружного воздуха ниже, а эффективность теплового насоса ниже.
Наружная секция на некоторых блоках может «замерзнуть», когда в воздухе достаточно влаги и температура наружного воздуха составляет от 0 ° C до 5 ° C (от 32 ° F до 41 ° F) ^{[требуется ссылка ]} .Это ограничивает поток воздуха через наружный змеевик. В этих устройствах используется цикл размораживания, при котором система временно переключается в режим «охлаждения» для передачи тепла от дома к наружному змеевику для растапливания льда. Цикл оттаивания значительно снижает эффективность теплового насоса, хотя новые (требуемые) системы более интеллектуальны и требуют меньше оттаивания. Когда температура опускается ниже нуля, тенденция к обмерзанию наружной части уменьшается из-за пониженной влажности воздуха.
Трудно модернизировать обычные системы отопления, в которых используются радиаторы / излучающие панели, водонагреватели для плинтусов или воздуховоды даже меньшего диаметра, с использованием тепла из источников ASHP.Более низкие температуры на выходе теплового насоса означают, что радиаторы необходимо увеличить в размерах или вместо них установить низкотемпературную систему напольного отопления. В качестве альтернативы можно установить высокотемпературный тепловой насос и сохранить существующие излучатели тепла. ^{[ требуется ссылка ]}
Технологии
Внутренний вид наружного блока воздушного теплового насоса Ecodan
A: внутренний отсек, B: внешний отсек, I: изоляция, 1: конденсатор, 2: расширительный клапан, 3: испаритель, 4: компрессор
Нагрев и охлаждение осуществляется путем прокачки хладагента через внутренний и внешний змеевики теплового насоса.Как и в холодильнике, компрессор, конденсатор, расширительный клапан и испаритель используются для изменения состояния хладагента между состояниями более холодной жидкости и более горячего газа.
Когда жидкий хладагент с низкой температурой и низким давлением проходит через змеевики наружного теплообменника, окружающее тепло вызывает кипение жидкости (превращение в газ или пар): тепловая энергия из внешнего воздуха поглощается и сохраняется в хладагенте. как скрытое тепло. Затем газ сжимается с помощью электрического насоса; сжатие увеличивает температуру газа.
Внутри здания газ проходит через клапан давления в змеевики теплообменника. Здесь горячий газообразный хладагент конденсируется обратно в жидкость и передает сохраненное скрытое тепло воздуху в помещении, водонагревателю или системе горячего водоснабжения. Воздух в помещении или отопительная вода перекачивается через теплообменник с помощью электрического насоса или вентилятора.
Затем холодный жидкий хладагент снова входит в змеевики теплообменника наружного блока, чтобы начать новый цикл.
Большинство тепловых насосов могут также работать в режиме охлаждения, когда холодный хладагент перемещается через внутренние змеевики для охлаждения воздуха в помещении.
Рейтинг эффективности
КПД тепловых насосов с воздушным источником воздуха измеряется коэффициентом полезного действия (COP). Коэффициент COP, равный 3, означает, что тепловой насос производит 3 единицы тепловой энергии на каждую 1 единицу потребляемой электроэнергии. В диапазоне температур от –3 ° C до 10 ° C COP для многих машин довольно стабильно составляет 3–3,5.
В очень мягкую погоду КПД теплового насоса с воздушным источником может достигать 4. Однако в холодный зимний день требуется больше усилий для отвода такого же количества тепла в помещении, чем в мягкий день.^[10] Производительность теплового насоса ограничена циклом Карно и будет приближаться к 1,0 по мере увеличения разницы температур между наружным и внутренним воздухом, что для большинства тепловых насосов с воздушным источником происходит, когда температура наружного воздуха приближается к –18 ° C / 0 ° F. . Конструкция теплового насоса, которая позволяет использовать диоксид углерода в качестве хладагента, может иметь COP более 2 даже при температуре до -20 ° C, что приводит к снижению показателя безубыточности до -30 ° C (-22 ° F). Тепловой насос с грунтовым источником имеет сравнительно меньшее изменение COP при изменении температуры наружного воздуха, потому что земля, из которой они извлекают тепло, имеет более постоянную температуру, чем наружный воздух.
Конструкция теплового насоса существенно влияет на его эффективность. Многие воздушные тепловые насосы предназначены в первую очередь для кондиционирования воздуха, в основном для использования при летних температурах. Конструирование теплового насоса специально для теплообмена может обеспечить более высокий КПД и более длительный срок службы. Основные изменения коснулись масштаба и типа компрессора и испарителя.
Сезонно скорректированная эффективность отопления и охлаждения выражается сезонным коэффициентом производительности отопления (HSPF) и сезонным коэффициентом энергоэффективности (SEER) соответственно.
В агрегатах, заправленных хладагентами HFC, COP уменьшается, когда тепловые насосы используются для нагрева воды для бытового потребления до температуры выше 60 ° C или для обогрева обычных систем центрального отопления, в которых для распределения тепла используются радиаторы (вместо системы подогрева пола).
Риски и меры предосторожности
Обычные воздушные тепловые насосы теряют свою мощность, когда внешняя температура опускается ниже 5 градусов по Цельсию (около 41 градуса по Фаренгейту). CC-ASHP (см. Выше) могут эффективно работать при температурах до -30 ° C, хотя они могут быть не такими эффективными при охлаждении в течение летнего сезона, как традиционные тепловые насосы с воздушным источником.Если в более холодном климате используется обычный тепловой насос с воздушным источником тепла, системе требуется вспомогательный источник тепла для дополнения теплового насоса в случае очень низких температур или когда просто слишком холодно для работы теплового насоса.
Система вспомогательного / аварийного обогрева, например традиционная печь, также важна, если тепловой насос неисправен или ремонтируется. В более холодном климате тепловые насосы сплит-системы в сочетании с газовыми, масляными или топливными печами на пеллетах будут работать даже при очень низких температурах.
Шум
Для геотермального теплового насоса не требуется наружный блок с движущимися механическими компонентами: внешний шум не создается. ^{[необходима ссылка ]}
Для теплового насоса с воздушным источником требуется наружный блок, содержащий движущиеся механические компоненты, включая вентиляторы, которые производят шум. В 2013 году Европейский комитет по стандартизации (CEN) начал работу над стандартами защиты от шумового загрязнения, создаваемого наружными блоками тепловых насосов.^[11] Хотя начало бизнес-плана CEN / TC 113 заключалось в том, что «потребители все чаще требуют низкой акустической мощности этих устройств, поскольку пользователи и их соседи в настоящее время отказываются от шумных установок», отсутствуют стандарты для шумозащитных экранов или других средств защиты от шума. был разработан к январю 2016 года.
В Соединенных Штатах допустимый уровень шума в ночное время был определен в 1974 году как «средний 24-часовой предел воздействия в 55 децибел по шкале А (дБА) для защиты населения от всех неблагоприятных воздействий на здоровье и благополучие в жилых районах ( U.S. EPA 1974). Этот предел представляет собой 24-часовой средний уровень шума (LDN) днем и ночью, со штрафом в 10 дБА, применяемым к ночным уровням между 22:00 и 07:00 часами для учета нарушения сна, и без штрафа к дневным уровням. ^[12] Штраф в 10 дБ (A) делает допустимый уровень шума в ночное время в США равным 45 дБ (A), что больше, чем принято в некоторых европейских странах, но меньше, чем шум, производимый некоторыми тепловыми насосами.
Еще одной особенностью внешних теплообменников тепловых насосов с воздушным тепловым насосом (ASHP) является их необходимость время от времени останавливать вентилятор на несколько минут, чтобы избавиться от инея, который накапливается в наружном блоке в режиме обогрева.После этого тепловой насос снова начинает работать. Эта часть рабочего цикла приводит к двум внезапным изменениям шума, производимого вентилятором. Акустический эффект от таких помех для соседей особенно силен в тихой обстановке, где фоновый ночной шум может составлять от 0 до 10 дБА. Это включено в законодательство Франции. Согласно французскому понятию «раздражающий шум», «появление шума» — это разница между окружающим шумом, включающим мешающий шум, и окружающим шумом без мешающего шума.^[13] ^[14]
Противоречие
Агрегаты, заправленные хладагентами ГФУ, часто продаются как низкоэнергетические или экологически безопасные технологии, однако, если ГФУ вытечет из системы, есть потенциал, чтобы способствовать глобальному потеплению, что измеряется потенциалом глобального потепления (ПГП) и потенциалом разрушения озонового слоя ( ODP). Недавние правительственные постановления предусматривают постепенный отказ от хладагента R-22 и его замену более экологически безопасным хладагентом R-410A. ^[15]
Воздействие на электроэнергетику
В то время как тепловые насосы с резервными системами, отличными от электрического резистивного нагрева, часто рекомендуются электроэнергетическими предприятиями, тепловые насосы с воздушным источником вызывают беспокойство у коммунальных предприятий в зимний период, если электрический резистивный нагрев используется в качестве дополнительного или заменяющего источника тепла, когда температура опускается ниже Отметим, что тепловой насос может удовлетворить все потребности дома в тепле.Даже при наличии неэлектрической резервной системы тот факт, что эффективность ASHP снижается с увеличением температуры наружного воздуха, вызывает беспокойство у электроэнергетических компаний. Падение эффективности означает, что их электрическая нагрузка резко возрастает при падении температуры. Исследование, проведенное на территории Юкон в Канаде, где дизельные генераторы используются для достижения максимальной мощности, показало, что широкое внедрение тепловых насосов с воздушным источником может привести к увеличению потребления дизельного топлива, если повышенный спрос на электроэнергию из-за использования ASHP превысит доступную мощность гидроэлектростанций. «Оценка технологии воздушного теплового насоса в Юконе» (PDF). Центр энергетических решений правительства Юкона и Yukon Energy, Mines and Resources. 31 мая 2013 г. Дата обращения 15 октября 2014 г.
Литература
Саммер, Джон А. (1976). Бытовые тепловые насосы. PRISM Press. ISBN 0-_7-10-6.
Основные концепции
Технология
Компоненты
Измерение
и контроль
Профессии, промышленность,

организации
Здоровье и безопасность
См. Также
Эта страница последний раз была отредактирована 7 августа 2021 в 14:08
Тепловые насосы источника воды — Designing Buildings Wiki
Тепловые насосы работают, пропуская низкотемпературный хладагент под низким давлением в змеевиках теплообменника через источник тепла, такой как наружный воздух, землю или циркулирующую воду.
Жидкость «поглощает» это тепло и закипает даже при температурах ниже 0 ° C (хотя коэффициент полезного действия (COP) уменьшается с понижением температуры). Затем полученный газ сжимается, что еще больше увеличивает его температуру. Газ проходит в змеевики теплообменника, где он конденсируется, выделяя скрытое тепло. Затем процесс повторяется.
Это тот же процесс, который используется для отвода тепла из холодильника. Его можно использовать внутри страны или в коммерческих целях, а некоторые системы также можно использовать для отвода тепла из здания для обеспечения охлаждения.
Тепловые насосы могут использоваться для подачи горячей воды, отопления помещений (либо путем подачи горячей воды для полов с подогревом или радиаторов, либо подачи горячего воздуха) или других приложений, таких как подогрев бассейнов.
В Великобритании тепловые насосы чаще всего представляют собой воздушные или наземные тепловые насосы. Однако температура подземных вод в Великобритании имеет тенденцию быть довольно постоянной в течение большей части года и составляет от 8 до 12 ° C. Это делает воду более эффективным источником тепла, чем наружный воздух, а скорость передачи тепла с водой выше, чем у воздуха или земли.Кроме того, в отличие от тепловых насосов, работающих на основе грунтовых вод, тепловые насосы на основе воды не требуют траншей для укладки змеевиков, хотя системы с открытым контуром часто требуют фильтрации.
Тепловые насосы с водным источником требуют подходящего местного источника воды, такого как озеро, река, колодец, скважина и т. Д. Это могут быть системы с «обратной связью» или «с обратной связью»:
Системы с замкнутым контуром направляют смесь воды и незамерзания к источнику воды, например к озеру, где она протекает через змеевики или теплообменные панели в воде для обмена с ней теплом.Затем нагретая смесь подается по трубопроводу к тепловому насосу и обменивается теплом с хладагентом.
В системах с открытым контуром вода из источника забирается и направляется по трубопроводу прямо к тепловому насосу. Затем происходит обмен тепла с хладагентом, а затем вода возвращается к источнику. Поскольку это включает в себя добычу и сброс в источник воды, вероятно, потребуется лицензия на добычу и лицензия на сброс от Агентства по окружающей среде.
Системы с замкнутым контуром могут быть менее эффективными, чем системы с разомкнутым контуром, из-за потерь, вызванных передачей тепла между источником воды и жидкостью в замкнутом контуре.Однако они менее строгие с точки зрения опасности замерзания, качества воды, которую можно использовать, необходимости фильтрации или других форм очистки воды, возможности использования коррозионно-стойкой системы и необходимости лицензий. Системы с разомкнутым контуром также могут потребовать дополнительной перекачки.
Следует проявлять осторожность с системами с замкнутым контуром, чтобы избежать возможности повреждения змеевиков или теплообменных панелей лодкой или другими видами деятельности на воде или на воде.
Тепловые насосы с водяным источником , как правило, тихие, незаметные и не требуют особого обслуживания.Однако необходимо следить за тем, чтобы водоснабжение было постоянным и достаточным в течение всего года.
Водяные тепловые насосы имеют право на выплаты в рамках государственной программы стимулирования использования возобновляемых источников тепла (RHI). Внутренние схемы также могут иметь право на финансирование через «зеленую сделку», однако «зеленая сделка» была очень плохо воспринята, и обычно считается, что более выгодные финансовые сделки доступны в других местах.
Тепловой насос — Designing Buildings Wiki
Тепловые насосы передают тепло от источника с более низкой температурой к источнику с более высокой температурой.Это противоположно естественному потоку тепла.
Хладагент проходит через источник с более низкой температурой. Жидкость «поглощает» тепло и закипает даже при температуре ниже 0 ° C (хотя коэффициент полезного действия (COP) уменьшается с понижением температуры). Затем полученный газ сжимается, что еще больше увеличивает его температуру. Газ проходит в змеевики теплообменника, где он конденсируется, выделяя скрытое тепло. Затем процесс повторяется.
Это тот же процесс, который используется для отвода тепла из холодильника.
Тепловые насосы могут использоваться внутри страны или в коммерческих целях для обеспечения горячей водой, отопления помещений (либо путем подачи горячей воды для теплых полов или радиаторов, либо подачи горячего воздуха) или других приложений, таких как подогрев бассейнов.
В Великобритании тепловые насосы чаще всего представляют собой воздушные или наземные тепловые насосы. Однако температура подземных вод в Великобритании имеет тенденцию быть довольно постоянной в течение большей части года, от 8 до 12 ° C, поэтому тепловые насосы, использующие водяной источник, могут быть более эффективными.
Тепловые насосы могут иметь право на выплаты в рамках государственной программы стимулирования использования возобновляемых источников тепла (RHI). Внутренние схемы также могут иметь право на финансирование через «зеленую сделку», однако «зеленая сделка» была очень плохо воспринята, и обычно считается, что более выгодные финансовые сделки доступны в других местах.
Холодильные агрегаты также используют тепловые насосы, как и холодильные агрегаты, которые подают охлажденную воду (CHW) для охлаждения помещений, например, в установках кондиционирования воздуха, фанкойлах, охлаждающих балках и т. Д.В этом случае система перевернута, поглощая тепло изнутри и отводя его наружу.
Реверсивные тепловые насосы могут работать как в режиме нагрева, так и в режиме охлаждения, используя реверсивный клапан для изменения направления потока.
Тепловые насосы обычно используют электричество для питания компрессора. Однако в абсорбционных тепловых насосах хладагент (обычно аммиак) абсорбируется водой, а затем снова высвобождается при нагревании. Источником тепла обычно является газовое топливо (газовые абсорбционные тепловые насосы GAHP), но можно использовать и другие источники тепла, например воду, нагретую солнечными батареями.
NB В Белой книге по энергетике, обеспечивающей наше чистое нулевое будущее (CP 337), опубликованной в декабре 2020 года правительством Ее Величества, тепловой насос определяется как: «Устройство, которое извлекает тепло из воздуха, земли или воды и концентрирует его в более высокую температуру и доставляет ее в другое место, например, в систему центрального отопления. Он может заменить традиционное отопление на ископаемом топливе, такое как газовый или масляный котел. Системы теплового насоса предназначены для извлечения большего количества тепловой энергии из окружающей среды, чем энергия, которую они при этом потребляют, поэтому они могут действовать как более эффективный источник тепла, чем обычный электрический нагреватель, производя в два-три раза (или больше для очень эффективных систем) столько тепла, сколько они потребляют на входе электроэнергии.’
Определение: тепловой насос | Информация об открытой энергии
Отопительное и / или охлаждающее оборудование, которое во время отопительного сезона отводит тепло в здание извне, а во время сезона охлаждения отводит тепло из здания наружу ^[1]
Определение Википедии
Тепловой насос — это устройство, которое передает тепловую энергию от источника тепла к так называемому тепловому резервуару. Тепловые насосы перемещают тепловую энергию в направлении, противоположном самопроизвольной передаче тепла, поглощая тепло из холодного помещения и передавая его в более теплое.Тепловой насос использует внешнюю энергию для передачи энергии от источника тепла к радиатору. Наиболее распространенная конструкция теплового насоса состоит из четырех основных компонентов — конденсатора, расширительного клапана, испарителя и компрессора. Теплоноситель, циркулирующий через эти компоненты, называется хладагентом. Хотя кондиционеры и морозильники являются знакомыми примерами тепловых насосов, термин «тепловой насос» является более общим и применяется ко многим устройствам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), используемым для обогрева или охлаждения помещений.Тепловые насосы обычно могут использоваться либо в режиме нагрева, либо в режиме охлаждения, в зависимости от требований пользователя. Когда тепловой насос используется для обогрева, он использует тот же базовый цикл охлаждения, что и кондиционер или холодильник, но в противоположном направлении — отвод тепла в кондиционируемое пространство, а не в окружающую среду. В этом случае тепловые насосы обычно отбирают тепло из более холодного внешнего воздуха или из земли. Тепловые насосы также все чаще используются для нагрева бытовой горячей воды, горячей воды, используемой для кухонь, ванных комнат, стиральных машин и т. Д.Тепловые насосы значительно более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели. Однако эта эффективность начинает снижаться по мере снижения наружной температуры, что делает их более эффективными в более жарком климате, чем в более прохладном. Стандартная стоимость установки также выше, чем у резистивного нагревателя. Видеть . При обсуждении эффективности теплового насоса обычно используются следующие термины: коэффициент полезного действия (COP), сезонный коэффициент производительности (SCOP) и сезонный коэффициент производительности (SPF).Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос, тем меньше он потребляет энергии и тем экономичнее его эксплуатация. Есть несколько факторов, которые влияют на эффективность теплового насоса, такие как вспомогательное оборудование, технология, размер и система управления, а также условия температуры и влажности: эффективность падает, когда разница температур увеличивается или когда может произойти замерзание., Тепло насос — это устройство, которое передает тепловую энергию от источника тепла к так называемому тепловому резервуару.Тепловые насосы перемещают тепловую энергию в направлении, противоположном самопроизвольной передаче тепла, поглощая тепло из холодного помещения и передавая его в более теплое. Тепловой насос использует внешнюю энергию для передачи энергии от источника тепла к радиатору. Наиболее распространенная конструкция теплового насоса состоит из четырех основных компонентов — конденсатора, расширительного клапана, испарителя и компрессора. Теплоноситель, циркулирующий через эти компоненты, называется хладагентом. Хотя кондиционеры и морозильники являются знакомыми примерами тепловых насосов, термин «тепловой насос» является более общим и применяется ко многим устройствам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), используемым для обогрева или охлаждения помещений.Тепловые насосы обычно могут использоваться либо в режиме нагрева, либо в режиме охлаждения, в зависимости от требований пользователя. Когда тепловой насос используется для обогрева, он использует тот же базовый цикл охлаждения, что и кондиционер или холодильник, но в противоположном направлении — отвод тепла в кондиционируемое пространство, а не в окружающую среду. В этом случае тепловые насосы обычно отбирают тепло из более холодного внешнего воздуха или из земли. Тепловые насосы также могут использоваться в системах централизованного теплоснабжения и являются основным элементом систем холодного централизованного теплоснабжения.Тепловые насосы также все чаще используются для нагрева бытовой горячей воды, горячей воды, используемой для кухонь, ванных комнат, стиральных машин и т. Д. Тепловые насосы значительно более энергоэффективны, чем простые электрические нагреватели сопротивления. Однако эта эффективность начинает снижаться по мере снижения наружной температуры, что делает их более эффективными в более жарком климате, чем в более прохладном. Стандартная стоимость установки также выше, чем у резистивного нагревателя. Видеть . При обсуждении эффективности теплового насоса обычно используются следующие термины: коэффициент полезного действия (COP), сезонный коэффициент производительности (SCOP) и сезонный коэффициент производительности (SPF).Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос, тем меньше он потребляет энергии и тем экономичнее его эксплуатация. Есть несколько факторов, которые влияют на эффективность теплового насоса, такие как вспомогательное оборудование, технология, размер и система управления, а также условия температуры и влажности: эффективность падает, когда разница температур увеличивается или когда может произойти замерзание., Тепло насос — это устройство, которое передает тепловую энергию от источника тепла к так называемому тепловому резервуару.Тепловые насосы перемещают тепловую энергию в направлении, противоположном самопроизвольной передаче тепла, поглощая тепло из холодного помещения и передавая его в более теплое. Тепловой насос использует внешнюю энергию для передачи энергии от источника тепла к радиатору. Наиболее распространенная конструкция теплового насоса состоит из четырех основных компонентов — конденсатора, расширительного клапана, испарителя и компрессора. Теплоноситель, циркулирующий через эти компоненты, называется хладагентом. Хотя кондиционеры и морозильники являются знакомыми примерами тепловых насосов, термин «тепловой насос» является более общим и применяется ко многим устройствам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), используемым для обогрева или охлаждения помещений.Тепловые насосы обычно могут использоваться либо в режиме нагрева, либо в режиме охлаждения, в зависимости от требований пользователя. Когда тепловой насос используется для обогрева, он использует тот же базовый цикл охлаждения, что и кондиционер или холодильник, но в противоположном направлении — отвод тепла в кондиционируемое пространство, а не в окружающую среду. В этом случае тепловые насосы обычно отбирают тепло из более холодного внешнего воздуха или из земли. Тепловые насосы также могут использоваться в системах централизованного теплоснабжения и являются основным элементом систем холодного централизованного теплоснабжения.Тепловые насосы также все чаще используются для нагрева бытовой горячей воды, горячей воды, используемой для кухонь, ванных комнат, стиральных машин и т. Д. Тепловые насосы значительно более энергоэффективны, чем простые электрические нагреватели сопротивления. Эффективность начинает снижаться по мере увеличения разницы температур между источником тепла и поглотителем. Эта потеря эффективности из-за колебаний температуры наружного воздуха является движущим фактором для использования тепловых насосов с водяным источником. Стандартная стоимость установки также выше, чем у резистивного нагревателя.Видеть . При обсуждении эффективности теплового насоса обычно используются следующие термины: коэффициент полезного действия (COP), сезонный коэффициент производительности (SCOP) и сезонный коэффициент производительности (SPF). Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос, тем меньше он потребляет энергии и тем экономичнее его эксплуатация. Есть несколько факторов, которые будут влиять на эффективность теплового насоса, такие как вспомогательное оборудование, технология, размер и система управления, а также условия температуры и влажности: эффективность падает, когда разница температур увеличивается или когда может произойти замерзание., Тепловой насос — это устройство, которое передает тепловую энергию от источника тепла к так называемому тепловому резервуару. Тепловые насосы перемещают тепловую энергию в направлении, противоположном самопроизвольной передаче тепла, поглощая тепло из холодного помещения и передавая его в более теплое. Тепловой насос использует внешнюю энергию для передачи энергии от источника тепла к радиатору. Наиболее распространенная конструкция теплового насоса состоит из четырех основных компонентов — конденсатора, расширительного клапана, испарителя и компрессора.Теплоноситель, циркулирующий через эти компоненты, называется хладагентом. Хотя кондиционеры и морозильники являются знакомыми примерами тепловых насосов, термин «тепловой насос» является более общим и применяется ко многим устройствам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), используемым для обогрева или охлаждения помещений. Тепловые насосы обычно могут использоваться либо в режиме нагрева, либо в режиме охлаждения, в зависимости от требований пользователя. Когда тепловой насос используется для обогрева, он использует тот же базовый цикл охлаждения, что и кондиционер или холодильник, но в противоположном направлении — отвод тепла в кондиционируемое пространство, а не в окружающую среду.В этом случае тепловые насосы обычно отбирают тепло из более холодного внешнего воздуха или из земли. Тепловые насосы также могут использоваться в системах централизованного теплоснабжения и являются основным элементом систем холодного централизованного теплоснабжения. Тепловые насосы также все чаще используются для нагрева бытовой горячей воды, горячей воды, используемой для кухонь, ванных комнат, стиральных машин и т. Д. Тепловые насосы значительно более энергоэффективны, чем простые электрические нагреватели сопротивления. Эффективность начинает снижаться по мере увеличения разницы температур между источником тепла и поглотителем.Эта потеря эффективности из-за колебаний температуры наружного воздуха является движущим фактором для использования геотермальных тепловых насосов. Стандартная стоимость установки также выше, чем у резистивного нагревателя. Видеть . При обсуждении эффективности теплового насоса обычно используются следующие термины: коэффициент полезного действия (COP), сезонный коэффициент производительности (SCOP) и сезонный коэффициент производительности (SPF). Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос, тем меньше он потребляет энергии и тем экономичнее его эксплуатация.Есть несколько факторов, которые влияют на эффективность теплового насоса, такие как вспомогательное оборудование, технология, размер и система управления, а также условия температуры и влажности: эффективность падает, когда разница температур увеличивается или когда может произойти замерзание., Тепло насос — это устройство, которое передает тепловую энергию от источника тепла к так называемому тепловому резервуару. Тепловые насосы перемещают тепловую энергию в направлении, противоположном самопроизвольной передаче тепла, поглощая тепло из холодного помещения и передавая его в более теплое.Тепловой насос использует внешнюю энергию для передачи энергии от источника тепла к радиатору. Наиболее распространенная конструкция теплового насоса состоит из четырех основных компонентов — конденсатора, расширительного клапана, испарителя и компрессора. Теплоноситель, циркулирующий через эти компоненты, называется хладагентом. Хотя кондиционеры и морозильники являются знакомыми примерами тепловых насосов, термин «тепловой насос» является более общим и применяется ко многим устройствам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), используемым для обогрева или охлаждения помещений.Тепловые насосы обычно могут использоваться либо в режиме нагрева, либо в режиме охлаждения, в зависимости от требований пользователя. Когда тепловой насос используется для обогрева, он использует тот же базовый цикл охлаждения, что и кондиционер или холодильник, но в противоположном направлении — отвод тепла в кондиционируемое пространство, а не в окружающую среду. В этом случае тепловые насосы обычно отбирают тепло из более холодного внешнего воздуха или из земли. Тепловые насосы также могут использоваться в системах централизованного теплоснабжения и являются основным элементом систем холодного централизованного теплоснабжения.Тепловые насосы также все чаще используются для нагрева горячей воды. Тепловые насосы значительно более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели. Эффективность начинает снижаться по мере увеличения разницы температур между источником тепла и поглотителем. Эта потеря эффективности из-за колебаний температуры наружного воздуха является движущим фактором для использования геотермальных тепловых насосов. Стандартная стоимость установки также выше, чем у резистивного нагревателя. Видеть . При обсуждении эффективности теплового насоса обычно используются следующие термины: коэффициент полезного действия (COP), сезонный коэффициент производительности (SCOP) и сезонный коэффициент производительности (SPF).Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос, тем меньше он потребляет энергии и тем экономичнее его эксплуатация. Есть несколько факторов, которые влияют на эффективность теплового насоса, такие как вспомогательное оборудование, технология, размер и система управления, а также условия температуры и влажности: эффективность падает, когда разница температур увеличивается или когда может произойти замерзание., Тепло насос — это устройство, которое передает тепловую энергию от источника тепла к так называемому тепловому резервуару.Тепловые насосы перемещают тепловую энергию в направлении, противоположном самопроизвольной передаче тепла, поглощая тепло из холодного помещения и передавая его в более теплое. Тепловой насос использует внешнюю энергию для передачи энергии от источника тепла к радиатору. Наиболее распространенная конструкция теплового насоса состоит из четырех основных компонентов — конденсатора, расширительного клапана, испарителя и компрессора. Теплоноситель, циркулирующий через эти компоненты, называется хладагентом. В то время как кондиционеры и морозильники являются знакомыми примерами устройств, в которых используются тепловые насосы, тепловые насосы также используются в устройствах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), используемых для обогрева или охлаждения помещений.Тепловые насосы обычно могут использоваться либо в режиме нагрева, либо в режиме охлаждения, в зависимости от требований пользователя. Когда тепловой насос используется для обогрева, он использует тот же базовый цикл охлаждения, что и кондиционер или холодильник, но в противоположном направлении — отвод тепла в кондиционируемое пространство, а не в окружающую среду. В этом случае тепловые насосы обычно отбирают тепло из более холодного внешнего воздуха или из земли. Тепловые насосы также могут использоваться в системах централизованного теплоснабжения и являются основным элементом систем холодного централизованного теплоснабжения.Тепловые насосы также все чаще используются для нагрева горячей воды. Тепловые насосы значительно более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели. Эффективность начинает снижаться по мере увеличения разницы температур между источником тепла и поглотителем. Эта потеря эффективности из-за колебаний температуры наружного воздуха является движущим фактором для использования геотермальных тепловых насосов. Стандартная стоимость установки также выше, чем у резистивного нагревателя. Видеть . При обсуждении эффективности теплового насоса обычно используются следующие термины: коэффициент полезного действия (COP), сезонный коэффициент производительности (SCOP) и сезонный коэффициент производительности (SPF).Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос, тем меньше он потребляет энергии и тем экономичнее его эксплуатация. Есть несколько факторов, которые влияют на эффективность теплового насоса, такие как вспомогательное оборудование, технология, размер и система управления, а также условия температуры и влажности: эффективность падает, когда разница температур увеличивается или когда может произойти замерзание., Тепло Насос — это устройство, которое передает тепловую энергию из более холодного помещения в более теплое, что является противоположным направлением, в котором передача тепла происходила бы без применения внешней энергии.Обычное бытовое использование включает холодильники, морозильники и кондиционеры, где они используются для охлаждения; и для (систем отопления / охлаждения помещений (HVAC), где тепловые насосы с воздушным источником или грунтовые тепловые насосы могут использоваться как для отопления, так и для охлаждения и обогрева. Тепловые насосы также используются во многих промышленных и научных приложениях. тепловой насос выражается в виде коэффициента производительности (COP) или сезонного коэффициента производительности (SCOP). Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос и тем меньше энергии он потребляет.При использовании для обогрева помещений эти устройства обычно намного более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели. Тепловой насос — это устройство, которое передает тепловую энергию из более холодного помещения в более теплое, являясь противоположным направлением, в котором будет происходить теплопередача. без применения внешнего источника питания. Общие бытовые применения включают холодильники, морозильные камеры и (системы отопления / охлаждения помещений (HVAC), где тепловые насосы с воздушным источником или тепловые насосы с источником тепла могут использоваться для охлаждения или нагрева, либо для того и другого.Тепловые насосы также используются во многих промышленных и научных приложениях. КПД теплового насоса выражается как коэффициент полезного действия (COP) или сезонный коэффициент полезного действия (SCOP). Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос и тем меньше энергии он потребляет. При использовании для обогрева помещений эти устройства обычно намного более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели. Тепловой насос — это устройство, используемое для обогрева, а иногда и охлаждения зданий путем передачи тепловой энергии из более холодного помещения в более теплое с использованием цикла охлаждения. , являясь противоположным направлением, в котором передача тепла происходила бы без приложения внешней энергии.К распространенным типам устройств относятся тепловые насосы с воздушным источником, тепловые насосы с грунтовым источником, тепловые насосы с водным источником и тепловые насосы для отработанного воздуха. Тепловые насосы также часто используются в системах централизованного теплоснабжения. КПД теплового насоса выражается как коэффициент полезного действия (COP) или сезонный коэффициент полезного действия (SCOP). Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос и тем меньше энергии он потребляет. При использовании для обогрева помещений эти устройства обычно намного более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели., Тепловой насос — это устройство, используемое для обогрева, а иногда и охлаждения зданий путем передачи тепловой энергии из более холодного помещения в более теплое с использованием цикла охлаждения, являющегося противоположным направлением, в котором передача тепла происходила бы без применения внешней энергии. К распространенным типам устройств относятся тепловые насосы с воздушным источником, тепловые насосы с грунтовым источником, тепловые насосы с водным источником и тепловые насосы для отработанного воздуха. Тепловые насосы также часто используются в системах централизованного теплоснабжения. КПД теплового насоса выражается как коэффициент полезного действия (COP) или сезонный коэффициент полезного действия (SCOP).Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос и тем меньше энергии он потребляет. При использовании для обогрева помещений эти устройства обычно намного более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели. Тепловой насос — это устройство, используемое для обогрева, а иногда и охлаждения зданий путем передачи тепловой энергии из более холодного помещения в более теплое с использованием цикла охлаждения. , являясь противоположным направлением, в котором передача тепла происходила бы без приложения внешней энергии. К распространенным типам устройств относятся тепловые насосы с воздушным источником, тепловые насосы с грунтовым источником, тепловые насосы с водным источником и тепловые насосы для отработанного воздуха.Тепловые насосы также часто используются в системах централизованного теплоснабжения. КПД теплового насоса выражается как коэффициент полезного действия (COP) или сезонный коэффициент полезного действия (SCOP). Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос и тем меньше энергии он потребляет. При использовании для обогрева помещений эти устройства обычно намного более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели., Тепловой насос — это устройство, используемое для обогрева, а иногда и охлаждения зданий, путем передачи тепловой энергии из более холодного помещения в более теплое с использованием цикла охлаждения. , являясь противоположным направлением, в котором передача тепла происходила бы без приложения внешней энергии.К распространенным типам устройств относятся тепловые насосы с воздушным источником, тепловые насосы с грунтовым источником, тепловые насосы с водным источником и тепловые насосы для отработанного воздуха. Тепловые насосы также часто используются в системах централизованного теплоснабжения. Эффективность теплового насоса выражается как коэффициент полезного действия (COP) или сезонный коэффициент полезного действия (SCOP). Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос и тем меньше энергии он потребляет. При использовании для обогрева помещений эти устройства обычно намного более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели., Тепловой насос — это устройство, используемое для обогрева, а иногда и охлаждения зданий путем передачи тепловой энергии из более холодного помещения в более теплое с использованием цикла охлаждения, являющегося противоположным направлением, в котором передача тепла происходила бы без применения внешней энергии. К распространенным типам устройств относятся тепловые насосы с воздушным источником, тепловые насосы с грунтовым источником, тепловые насосы с водным источником и тепловые насосы для отработанного воздуха. Тепловые насосы также часто используются в системах централизованного теплоснабжения. Эффективность теплового насоса выражается как коэффициент полезного действия (COP) или сезонный коэффициент полезного действия (SCOP).Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос и тем меньше энергии он потребляет. При использовании для обогрева помещений эти устройства обычно намного более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели. Тепловые насосы выделяют меньше парниковых газов, чем печи, работающие на природном газе, но те, которые работают на микроволновых печах или водороде, также низкоуглеродистые и могут стать конкурентами. Тепловой насос используется для обогрева, а иногда и охлаждения зданий путем передачи тепловой энергии от холодильника. пространство в более теплое помещение с использованием холодильного цикла, являющегося противоположным направлением, в котором передача тепла происходила бы без применения внешней энергии.Тепловые насосы используются в тепловых насосах с воздушным источником, тепловых насосах с грунтовым источником, тепловых насосах с водным источником, тепловых насосах с вытяжным воздухом, а также часто в системах централизованного теплоснабжения. Эффективность теплового насоса выражается как коэффициент полезного действия (COP) или сезонный коэффициент полезного действия (SCOP). Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос и тем меньше энергии он потребляет. При использовании для обогрева помещений эти устройства обычно намного более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели.Тепловые насосы выделяют меньше парниковых газов, чем печи, работающие на природном газе, но те, которые работают на микроволновых печах или водороде, также низкоуглеродистые и могут стать конкурентами., Тепловой насос — это устройство, используемое для обогрева, а иногда и охлаждения зданий путем передачи тепловой энергии от холодное пространство в более теплое с использованием холодильного цикла, являющегося противоположным направлением, в котором передача тепла происходила бы без применения внешней энергии. К распространенным типам устройств относятся тепловые насосы с воздушным источником, тепловые насосы с грунтовым источником, тепловые насосы с водным источником и тепловые насосы для отработанного воздуха.Тепловые насосы также часто используются в системах централизованного теплоснабжения. Эффективность теплового насоса выражается как коэффициент полезного действия (COP) или сезонный коэффициент полезного действия (SCOP). Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос и тем меньше энергии он потребляет. При использовании для обогрева помещений эти устройства обычно намного более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели. Тепловые насосы выделяют меньше парниковых газов, чем печи, работающие на природном газе, но те, которые работают на водороде, также низкоуглеродистые и могут стать конкурентами., Тепловой насос — это устройство, используемое для обогрева, а иногда и охлаждения зданий путем передачи тепловой энергии из более холодного помещения в более теплое с использованием цикла охлаждения, являющегося противоположным направлением, в котором передача тепла происходила бы без применения внешней энергии. К распространенным типам устройств относятся тепловые насосы с воздушным источником, тепловые насосы с грунтовым источником, тепловые насосы с водным источником и тепловые насосы для отработанного воздуха. Тепловые насосы также часто используются в системах централизованного теплоснабжения. Эффективность теплового насоса выражается как коэффициент полезного действия (COP) или сезонный коэффициент полезного действия (SCOP).Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос и тем меньше энергии он потребляет. При использовании для обогрева помещений эти устройства обычно намного более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели. Тепловые насосы имеют меньший углеродный след, чем системы отопления, работающие на ископаемом топливе, таком как природный газ, но водородные системы, работающие на водороде, также низкоуглеродистые и могут стать конкурентами. Тепловой насос — это устройство, используемое для обогрева, а иногда и охлаждения зданий путем передачи тепла. энергия из более холодного помещения в более теплое помещение с использованием цикла охлаждения, являющегося противоположным направлением, в котором передача тепла происходила бы без применения внешней энергии.К распространенным типам устройств относятся тепловые насосы с воздушным источником, тепловые насосы с грунтовым источником, тепловые насосы с водным источником и тепловые насосы для отработанного воздуха. Тепловые насосы также часто используются в системах централизованного теплоснабжения. Эффективность теплового насоса выражается как коэффициент полезного действия (COP) или сезонный коэффициент полезного действия (SCOP). Чем выше число, тем эффективнее тепловой насос и тем меньше энергии он потребляет. При использовании для обогрева помещений эти устройства обычно намного более энергоэффективны, чем простые электрические резистивные нагреватели.Тепловые насосы имеют меньший углеродный след, чем системы отопления, работающие на ископаемом топливе, таком как природный газ, но те, которые работают на водороде, также низкоуглеродистые и могут стать конкурентами.
Reegle Определение
Нет определения reegle
Связанные термины
тепло, энергия, тепловая энергия
Список литературы
↑ http://205.254.135.24/tools/glossary/index.cfm?id=H
Бестоковые, мини-разделенные тепловые насосы | Министерство энергетики
Основными преимуществами мини-сплит являются их небольшой размер и гибкость при зонировании или обогреве и охлаждении отдельных комнат.Многие модели могут иметь до четырех внутренних вентиляционных агрегатов (для четырех зон или комнат), подключенных к одному наружному агрегату. Число зависит от того, сколько тепла или холода требуется для здания или каждой зоны (что, в свою очередь, зависит от того, насколько хорошо здание изолировано и герметично закрыто). Каждая из зон имеет свой собственный термостат, поэтому вам нужно только кондиционировать занятые помещения. Это сэкономит энергию и деньги.
Бесконтактные мини-сплит-системы легче установить, чем некоторые другие типы систем кондиционирования.Например, для соединения наружного и внутреннего блоков обычно требуется только трехдюймовое отверстие в стене для кабелепровода. Большинство производителей систем этого типа могут предоставить соединительные кабелепроводы различной длины, и, при необходимости, вы можете разместить наружный блок на расстоянии не более 50 футов от внутреннего испарителя. Это позволяет охлаждать комнаты на передней стороне дома, но размещать компрессор в более выгодном или незаметном месте снаружи здания.
Мини-разветвители не имеют воздуховодов, поэтому они позволяют избежать потерь энергии, связанных с воздуховодом центральных систем принудительной подачи воздуха. Потери в воздуховодах могут составлять более 30% энергопотребления для кондиционирования помещения, особенно если воздуховоды находятся в не кондиционируемом пространстве, например на чердаке.
По сравнению с другими дополнительными системами, мини-секции предлагают большую гибкость дизайна интерьера. Воздухоочистители для помещений можно подвесить к потолку, установить заподлицо в подвесной потолок или повесить на стене.Также доступны напольные модели. Большинство внутренних блоков имеют глубину около семи дюймов и гладкие, похожие на высокие технологии куртки.

Тип и источник насоса	Типичное использование	35 ° C (например, стяжка с подогревом)	45 ° C (например, стяжка с подогревом)	55 ° C (например, деревянный пол с подогревом)	65 ° C (например, радиатор или ГВС)	75 ° C (например, радиатор и ГВС)	85 ° C (например, радиатор и ГВС)
Высокоэффективный тепловой насос с воздушным источником (ASHP), воздух при –20 ° C ^[21]		2.2	2,0	—	—	—	—
Двухступенчатая установка ASHP, воздух при −20 ° C ^[22]	Низкая температура источника	2,4	2,2	1,9	—	—	—
Высокоэффективный ASHP, воздух при 0 ° C ^[21]	Низкая температура на выходе	3,8	2,8	2.2	2,0	—	—
Прототип транскритического теплового насоса CO ^{₂ (R744) тепловой насос с трехкомпонентным газовым охладителем, источник при 0 ° C ^[23]}	Высокая температура на выходе	3,3	—	—	4,2	—	3,0
Земляной тепловой насос (GSHP), вода при 0 ° C ^[21]		5.0	3,7	2,9	2,4	—	—
GSHP, шлифовка при 10 ° C ^[21]	Низкая температура на выходе	7,2	5,0	3,7	2,9	2,4	—
Теоретический предел цикла Карно, источник −20 ° C		5,6	4,9	4,4	4,0	3.7	3,4
Теоретический предел цикла Карно, источник 0 ° C		8,8	7,1	6,0	5,2	4,6	4,2
Теоретический предел цикла Лорентцена (насос CO ^{₂), обратная жидкость 25 ° C, источник 0 ° C ^[23]}		10,1	8,8	7,9	7,1	6,5	6.1
Теоретический предел цикла Карно, источник 10 ° C		12,3	9,1	7,3	6,1	5,4	4,8


Фундаментальные концепции
Технология
Компоненты
Измерение и контроль
Профессии Промышленность организации
Здоровье и безопасность
См. Также


Основные концепции
Технология
Компоненты
Измерение и контроль
Профессии, промышленность, организации
Здоровье и безопасность
См. Также

Тепловой насос — это… Что такое Тепловой насос?

Общие сведения

История

Эффективность

Условный КПД тепловых насосов

Типы тепловых насосов

Типы промышленных моделей

Отбор тепла от воздуха

Отбор тепла от горной породы

Отбор тепла от грунта

Непосредственный теплообмен DX

Разное

Отбор тепла от водоёма

Преимущества и недостатки

Перспективы

Ограничения применимости тепловых насосов

COP

Основные схемы отопления с применением тепловых насосов

Стандартные объекты обогрева

Примечания

См. также

Что такое тепловой насос. Принцип работы и стоимость теплового насоса

Конструкция теплового насоса на примере модели Mitsubishi Electric

Сколько стоит тепловой насос, и какие производители существуют

Преимущества и недостатки тепловых насосов:

Похожие статьи:

Тепловой насос Френетта (фрикционный обогреватель): устройство, самодельные варианты

Основной принцип работы установки Френетта

Модификации насосов Френетта

Самодельный насос Френетта

Область применения тепловых насосов

Тепловой насос Френетта — Стройка дома от и до

Учебник по автоматическому созданию карты производительности

Что такое тепловой насос?

Что такое водонагреватель с тепловым насосом?

Что такое карта производительности?

Что будет дальше?

принцип действия теплогенератора, отзывы, видео

Достоинства установки

Принцип работы теплонасоса

Устройство

Самостоятельная сборка

Советы по эксплуатации

Бустерный насос. Большая энциклопедия техники

Читайте также

Бустерный насос

Бустерный ракетный двигатель

Насос

Тепловой насос — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Тепловой насос — Повторная публикация в Википедии // WIKI 2

Энциклопедия YouTube

Содержание

История

Типы

Тепловой насос с воздушным источником

Геотермальный (грунтовый) тепловой насос

Тепловой насос вытяжного воздуха

Тепловой насос на солнечных батареях

Водяной тепловой насос

Гибридный тепловой насос

Приложения

Отопление и охлаждение зданий и транспортных средств

Водяное отопление

Центральное отопление

Промышленное отопление

Производительность

Эксплуатация

Выбор хладагента

Государственные льготы

Соединенное Королевство

США

Кредиты на альтернативную энергию в Массачусетсе

Внешние ссылки

Тепловой насос с воздушным источником — Повторная публикация в Википедии // WIKI 2

Энциклопедия YouTube

Содержание

Описание

Для холодного климата

Использование

Технологии